國立臺灣大學食品科技研究所學位論文/Institute of Food Science and Technology
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牛樟芝 (Antrodia cinnamomea) 是台灣原生種真菌，其液態發酵產出之菌絲體含有高量之具有抗癌功效的泛醌類 antroquinonol (AQ) 及 4-acetylantroquinonol B (4-AAQB) ，其中 4-AAQB是菌絲體中主要之抗肝癌化合物。本研究室過去曾利用超音波作為外力刺激，發現可有效促進液態發酵牛樟芝菌絲體中 4-AAQB 生合成，但是不能刺激 AQ 的生合成。本研究再次證實此一結果的正確性，而其原因可能是由於生合成途徑中的酵素活性受超音波改變所致。本研究原本預期，在可促進 4-AAQB 生合成的超音波處理條件下，牛樟芝應能更有效地運用六碳環前驅物 CoQ0 生合成 4-AAQB ，但結果卻不如預期，在給予超音波刺激下，外加的 CoQ0 無法有效被用於 4-AAQB 生合成。由 LC-MS-MS 分析則可推論， CoQ0 應可經由 polyketide pathway 被代謝為 CoQ3 與 CoQ3B ，故 CoQ0 應同時是 AQ 與 4-AAQB 的六碳環前驅物，而添加 CoQ0 無法提升 4-AAQB 產量可能是由於菌絲體中累積的 CoQ3B 與 AQB 無法進一步被轉為 4-AAQB 所致。此外，本研究也推論，超音波處理對 polyketide pathway 的主要影響，是能促進其中間產物 5-DMQ3B 轉為 CoQ3B 的步驟，並能抑制其下游產物 CoQ3 轉為 AQ 之步驟。若同時添加 CoQ0 並使用超音波處理，超音波的介入則可能會使部分外加的 CoQ0 被轉而用於其他代謝途徑而造成 CoQ3B 生合成減少，並可能抑制 5-DMQ3 與 6-DMQ3 轉為 CoQ3 之步驟，進而抑制 4-AAQB 及 AQ 的生合成。
本文將於2025/08/16開放下載。若您希望在開放下載時收到通知，可將文章加入收藏。
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隨著越來越多的研究顯示腸道益生菌對於人體健康的重要性，益生菌粉末的使用需求與日俱增。然而，益生菌粉末之儲存穩定性不佳，儲藏環境的不利因子，例如濕度、溫度、氧氣、光線等，皆會導致益生菌存活率降低。益生菌對高溫與高濕特別敏感，因此大幅限制益生菌粉末於食品及飼料產業上的應用。包埋為保護益生菌抵禦外在環境的一種方式，本研究探討轉麩醯胺酸酶 (Tgase) 及調整油脂組成應用於多層包埋對於Lactobacillus plantarum BCRC 11697之熱耐受性及儲存穩定性之影響。期望藉由 Tgase 交聯酪蛋白官能基及調整油脂組成使其油相形成固態脂肪，進一步增進多層包埋結構包埋之益生菌乾燥粉末之熱耐受性及儲存穩定性。結果發現，以 Tgase 交聯之酪蛋白與果膠形成凝聚物，包埋L. plantarum BCRC 11697乾燥而得之粉末，不論交聯 1 小時或 5 小時其熱耐受性皆較未經交聯之酪蛋白生產之粉末高，80ᴼC 加熱5分鐘後，菌數之對數值分別為 5.33 ± 0.07 及 5.25 ± 5.17，較控制組之菌量對數值 4.56 ± 0.12 高。儲存穩定性試驗顯示，於 37ᴼC 相對濕度 51% 存放 15 天，控制組之菌量對數值為3.52 ± 0.24，交聯1小時及5小時存放後菌數之對數值分別為 4.21 ± 0.04及4.68 ± 0.13，皆較控制組高，粉末吸濕性之表現也較控制組優異。調整油脂組成部分，芥花油及硬棕櫚油之比例分別為100:0、70:30、50:50之處理組，於 80ᴼC 加熱 5 分鐘菌數之對數值較未乳化之控制組高，但固態脂肪使用對熱耐受性沒有顯著影響。本研究之結果顯示以 Tgase 交聯蛋白質能有效提升 L. plantarum BCRC 11697粉末之熱耐受性及儲存穩定性，而添加油脂進行乳化處理對於益生菌粉末之熱耐受性有提升之效果。與未乳化之控制組相比使用乳化技術反而降低 L. plantarum BCRC 11697 粉末之儲存穩定性，但以固態脂肪部分取代液態油可以有效提升儲存穩定性，但提升後與未乳化之控制組沒有顯著差異。
本文將於2025/02/19開放下載。若您希望在開放下載時收到通知，可將文章加入收藏。
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口腔黏膜能夠接受機能性成分穿透至微血管中，與一般口服途徑相比，不會經過消化道，因而降低酸水解與產生交互作用的機會，也能繞過肝臟代謝途徑，可以有效提高生物利用率，以奈米纖維製成的口腔貼片，擁有細長結構，由於超高的比表面積，賦予它更佳的傳輸效率與黏附效果。透過靜電紡絲技術，能夠簡單地製造出奈米纖維，且製造過程中不會產生熱破壞包埋機能性成分，因此具有成為黏膜傳輸載體之潛力。紫檀芪具有強力抗氧化性質，但因其低水溶性與化學穩定性，限制其應用性，而根據過往研究，紫檀芪具有口腔黏膜傳輸之能力，配合奈米纖維薄膜能夠達到更好的黏輸傳輸效果。 本實驗將會使用靜電紡絲技術製造奈米纖維，搭配環狀糊精與聚乙烯醇製造適合黏膜傳輸之載體。為了達到此目的，將尋找適合之加工參數，並使用掃描式電子顯微鏡進行表面觀察與計算平均直徑，後續將探討其物化特性，使用X光繞射儀、傅立葉轉換光譜儀、熱重分析儀進行分析，最後評估黏膜黏附性質及擴散特性。根據實驗結果，合適加工條件約為電壓15 kV、流速0.5 mL/hr，收集距離為20 cm，能夠紡出型態均一光滑之奈米纖維，分析直徑約200–260 nm，較佳之負載效率約為含50%環狀糊精與紫檀芪之組別，以X光繞射分析顯示紫檀芪結晶型比例減少，代表環狀糊精成功進行包埋作用，後續FT-IR實驗顯示其化學鍵並無明顯變化，熱重分析確認了製成奈米纖維之紫檀芪熱穩定性的上升，此外，奈米纖維薄膜之黏附性也隨著貼附時間上升，在體外擴散試驗中，加入了環狀糊精的組別使奈米纖維薄膜擴散效率提升，並在貼附的前十多分鐘速率達到最高。整體來說，本研究初步揭示了複合奈米纖維薄膜之加工條件以及物化性質，也確認了在搭配環狀糊精與奈米纖維的情況下，擁有較佳擴散與黏附性質。
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甘露聚醣依其醣結構骨幹可分為四大類群，包含直線型甘露聚糖、葡萄甘露聚糖及分支型半乳甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖。由於甘露聚醣具有醣組成與大分子量的結構複雜性，為了鑑別其骨幹的類型，需建立一個β-(1,4)鍵結甘露聚醣的結構重建模型。本研究利用三類骨幹特徵的直線型甘露聚糖、半乳甘露聚糖及葡萄甘露聚糖，以Endo-β-(1,4)-mannanase酵素將其轉換為保留骨幹特徵的甘露寡醣，再以高效能石墨化碳液相層析串聯質譜法將寡糖分子的異構物分離，及高能碰撞誘導解離後的二次質譜斷片模式進行特徵鍵結組成的結構解析，推導出3種直線型(1→4)鍵結同質的甘露寡醣、4種直線型(1→4)鍵結異質的葡萄甘露寡醣、及5種具有(1→6)鍵結分支的異質甘露寡醣，並輔以酵素轉換率進行分支型甘露聚醣骨幹特徵的推論。本研究所發展之重建模型可用於分支型骨幹的甘露聚醣結構特徵鑑別。
本文將於2025/02/17開放下載。若您希望在開放下載時收到通知，可將文章加入收藏。
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紅肉中豐富的肉鹼為攝取過量紅肉誘發心血管疾病之主要原因。肉鹼於腸道中會被腸道菌利用再透過肝臟酵素氧化形成氧化三甲胺 (trimethylamine N-oxide, TMAO)，為造成心血管疾病的主要原因之一，但不管是血液中 TMAO還是其他誘發心血管疾病之因子，皆會透過血液中氧化型低密度脂蛋白 (oxidized-low density lipoprotein, ox-LDL) 的形成和慢性發炎所致。因此血液中 ox-LDL 和促發炎細胞激素才是作為心血管疾病之重要生物標記。大蒜 (Allium sativum) 為常見的傳統藥食兩用之食療方食材，其加工品大蒜精油也可透過抗氧化和抗發炎並具有調節血脂之功效達到預防疾病之發生。本研究之目的為探討大蒜精油是否具有降低血液中 ox-LDL 之濃度和調節腸道菌相，達到預防和減緩心血管疾病之功效。大蒜精油為新鮮大蒜以水蒸餾蒸氣法萃取而得，其中最主要的成分為二烯丙基三硫。動物實驗以運脂蛋白E全基因剔除小鼠之模式，透過給予小鼠1.3%肉鹼飲食誘導血管斑塊之生成，並管餵小鼠25和50 mg/kg bw 兩種不同劑量之大蒜精油為期15週。結果顯示，不管是25還是50 mg/kg bw 之大蒜精油皆可顯著降低約50%血管斑塊之生成量 (p < 0.05)，同時可提升小鼠血液中高密度脂蛋白 (p < 0.001)、降低血液中ox-LDL之濃度 (p < 0.001)，並具有降低促發炎性細胞激素介白素-1β (p < 0.01) 和介白素-6。根據小鼠糞便之16S rDNA分析顯示，各組小鼠菌相組成具有差異 (p < 0.001)，且大蒜精油可提高腸道菌之豐富度、均勻度和富有度，且可顯著提升腸道中Alistipes、Roseburia 和Butyricicoccus 等產生丁酸之腸道菌，且腸道代謝產物丁酸也顯著提升。綜上所述，大蒜精油可透過改善血脂、降低血液中ox-LDL、抗發炎和調節腸道菌相及其代謝產物，達到心血管保護之作用。未來可將大蒜精油開發成保健食品，以預防因攝取過多肉品所誘發之心血管疾病。
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美國國民健康與營養訪問調查（National Health and Nutrition Examination Survey, 1999-2016）指出，美國成年人口對禽類的攝取量首次超越長期居冠的非加工類紅肉。肉品食用傾向的轉移代表相關食品微生物危害風險的上升。本篇研究使用中央合成設計以瞭解高靜水壓處理（high hydrostatic pressure processing, 266-434 MPa; 3.3-11.7 min）與反式肉桂醛（trans-cinnamaldehyde, 0.016-0.084%, w/w）作為柵欄技術，對於減少雞絞肉中沙門氏菌與李斯特菌數量之效果，並依此實驗架構建立統計模型描述其變化，而後透過反應曲面分析獲得達成目標殺菌數所需之最佳因子設定（最低參數值）。考量到食品病原菌在亞致死狀態下仍具有代謝活性及致病力，雖無法在逆境中生成菌落，卻能夠在適當條件下修復損傷進而增殖，以選擇性培養基進行食品病原菌的檢測可能會高估食品加工技術的殺菌效果。經高靜水壓處理後，沙門氏菌之好氧性平板計數（aerobic plate count, APC）高出其選擇性培養基（Xylose-Lysine-Tergitol 4, XLT-4）讀數約1至2個對數循環（log colony-forming unit per gram）；李斯特菌在APC與其選擇性培養基（Polymyxin Acriflavin Lithium-chloride Ceftazidime Aesculin Mannitol, PALCAM）讀數間沒有顯著差異。在400 MPa以下，李斯特菌對高靜水壓的抗性較沙門氏菌強，然而此情形在高靜水壓處理加入反式肉桂醛後得到相反結果。保存試驗顯示，高靜水壓處理與反式肉桂醛抑制了李斯特菌在4 °C的生長達9天，並持續減少沙門氏菌達3.4個對數循環。以沙門氏菌與李斯特菌的減少作為變數之線性迴歸模型分別具有0.91與0.95之R2。非線性迴歸模型擴展了其因子設計的上下限，增加統計模型對目標殺菌數的描述範圍。依據模型預測與實驗證實，參數「372 MPa, 8.5 min, 0.07% tCinn」與「373 MPa, 8.0 min, 0.05% tCinn」分別減少沙門氏菌與李斯特菌5個對數循環。此外，掃描式電子顯微鏡影像呈現了病原菌經處理後的細胞結構變化。
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臺灣食品藥物管理署（簡稱：食藥署）在2011至2019年間共查驗超過15萬批自日本進口至臺灣之食品，輻射檢驗結果皆符合食品中原子塵或放射能污染容許量標準，然而多數民眾仍認為日本進口食品中之放射能污染會對民眾健康構成威脅。黃麴毒素是真菌之次級代謝產物，具有遺傳毒性與致癌性，會對健康造成嚴重之不良影響；臺灣氣候溫熱潮濕，適合真菌生長，食物易受黃麴毒素污染，當中又以花生及其製品最常被檢測到黃麴毒素。因此本研究之目的分為兩個部分：評估國人因食用日本核災五縣市外之進口食品與攝食國內花生及其製品中可能存在之黃麴毒素導致健康危害風險。利用食藥署邊境查驗之公開資料，蒐集2011至2019年間之輻射檢測數據，並以最壞情境估計臺灣民眾經由日本進口食品攝入之內部輻射劑量與其終生癌症風險。結果顯示，即便在最壞的情境下，以15-19歲男性為例，因攝入放射性同位素銫累積之約定年有效劑量（committed effective dose, CED）為每年0.0057毫西弗，遠低於每年安全劑量1毫西弗。在癌症風險部分，以食品中檢出之最高劑量計算其名義風險（nominal risks），以19-65歲女性族群為例，實體癌、白血病、甲狀腺和乳癌之終生名義風險分別為每萬人中有3.82、0.87、0.96與5.04例癌症可能發生。另利用2005至2015年間食藥署後市場監測之公開資料，蒐集花生中黃麴毒素之濃度數據（1.84±4.03 ppb），計算因攝食受黃麴毒素污染花生導致肝癌發生之風險，並依據歐洲食品安全局建議之基準劑量下限10%（BMDL10） 0.4 μg / kg bw/day，來計算暴露限值（margin of exposure, MOE）。結果顯示，攝食受黃麴毒素污染之花生及其製品導致之肝癌風險為0.0007至0.2713例/十萬人/年。結論，在目前的監管政策與暴露情境下，民眾不會因攝食日本進口食品而顯著增加癌症風險。花生及其製品中之黃麴毒素污染應非造成國人肝癌發生之主因；另黃麴毒素限量標準降至4 µg/kg後，暴露限值將大於10,000（屬低度風險），可降低肝癌發生之風險。
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靈芝三萜類(Ganoderma triterpenoids)為靈芝中重要生理活性成分，本研究目的為使用液相層析串聯高解析軌道式質譜儀(liquid chromatography-high resolution (Orbitrap) mass spectrometry, LC-MS/MS)，建立可鑑別其多元結構特徵化合物組成分析平台，成功定性出共53種靈芝三萜，其中結構分為含30個碳原子的主要型(M type)、二烯型(D type)、含27個碳原子的赤芝酸型(L type)和含24個碳原子的短鏈型(S type)。在電噴灑游離中，通過切換負電和正電模式運行，並經過高能碰撞解離下，觀察到靈芝三萜規律的特徵斷片模式，在不同品種、部位、形態、生長期的樣品中，建立了分析靈芝三萜輪廓的平台。定性策略藉由比對文獻的UV吸收、質量準確度、化合物滯留因子、同位素波峰離子質量與相對比例、特徵斷片離子質量與比例，最後比對標準品以辨識之，並利用內標校正進行定量分析了49種靈芝三萜。研究結果顯示，赤芝以L型三萜類含量最高，而松杉靈芝為M型，樣化程度M>L>D>S，故松杉靈芝較赤芝氧化程度可能更高；鹿角赤芝生長過程化合物持續氧化，氧化程度較低的為差異表達的代謝產物，在第3個月生長期到達顛峰，而第5個月含量會變低，表示鹿角赤芝成熟以後氧化程度將會上升；在正電游離的M3-4化合物在孢子樣品中最顯著的高，因為在正電模式下，氧化程度較低，故孢子萌發成為靈芝，氧化程度會上升；鹿角赤芝的頂端含有差異表達的代謝產物，故可能含有其他部位也找不到的稀有靈芝三萜；另一方面，紫芝菌柄中M1-30, M3-4與 D2-4含量最高且為差異表達的代謝產物，故紫芝菌柄能夠提供的靈芝三萜是不可或缺的部位。本研究建立分析平台可以協助了解不同三萜類在不同靈芝樣品中的含量與分布，也是靈芝產業監控與管理產品中三萜含量的利器，適用於品質管制用途。
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薑黃素可瓦解類澱粉β-胜肽堆積，在體內體外實驗中都證實其對腦部具有保護功效。然而，因血腦障壁 (Blood brain barrier, BBB) 緊密的結構和薑黃素生物可利用率低，使腦部吸收薑黃素非常困難，導致在臨床上應用有限。微脂體為奈米載藥系統，由雙層磷脂質組成，可包埋薑黃素，透過表面修飾可接上標的性物質。過去常使用聚乙二醇 (poly(ethylene glycol), PEG) 和運鐵蛋白 (Transferrin) 製備載體，提升載體在血液運輸的穩定度和標的運輸至血腦障壁，然而，PEG會堆積在生物體內無法分解，且會引發過敏反應，因此，找到取代材料非常重要。唾液酸 (Sialic acid, SA) 為可生物分解的材料，具有高度親水性特質，可於載體外形成水層，提高穩定性，做為替代PEG的材料，然而目前還未應用於微脂體載藥系統。小麥凝集素 (Wheat germ agglutinin, WGA) 可當作標的血腦障壁的分子，其會和腦內皮細胞上的唾液酸結合，將載體運輸至腦內。本研究以最佳比例之膽固醇與卵磷脂，建構出包埋率高的奈米微脂體，接著，以可食性之唾液酸、聚唾液酸 (Polymerized SA, PSA) 和其氧化態各別作為架橋，連接小麥凝集素進行微脂體之表面修飾，並透過血腦障壁細胞平台證實載體穿透血腦障壁的運輸效率。 研究結果顯示，微脂體對於薑黃素的包埋率高達90.77%，其粒徑約為115奈米。熱重分析 (Thermogravimetric analysis, TGA) 結果確認SA、PSA和其氧化態皆成功鑲嵌於微脂體的磷脂雙層中，100℃下TGA曲線顯示WGA可當作唾液酸的保護層。整體來說，SA或PSA較其氧化型態可連接較多含量之WGA於微脂體表面上，其中，聚唾液酸並無顯著增加連接WGA於微脂體表面。經過模擬人體消化酵素處理後，超過40% WGA仍存在於載體表面，另外，傅立葉轉換紅外光譜 (Fourier transform infrared spectrum, FTIR) 在1241 cm-1和533-581 cm-1具有醯胺基訊號，表示唾液酸的羧酸基和WGA的胺基以共價鍵互相連接形成醯胺基，即使經過消化酵素處理，醯胺基訊號仍然存在，顯示在微脂體表面的唾液酸和WGA之鍵結可抵抗消化酵素的分解。掃描式電子顯微鏡顯示經過消化酵素處理後，表面修飾之載體仍具有球體型態且有清楚的輪緣。另外，經過表面修飾和消化酵素處理之載體較未經過表面修飾且未經過消化酵素處理之載體具有較高穿透BBB之效率。本研究結果證實載體表面修飾具有提升微脂體運輸植化素穿透BBB之效率以達到保健腦部之潛力。
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豬第二型環狀病毒 (porcine circovirus type 2) 感染豬隻所引起各種臨床症狀是目前養豬業面臨到的重大問題。近年來，PCV2d感染豬隻的盛行率有增加的現象。PCV2d中的外殼蛋白 (capsid protein) 可以誘發宿主的免疫反應。Collagen binding gene (Cnb)在Lactobacillus reuteri中可發現，Cnb 的功能可幫助抗原黏附在乳酸菌表面上。本實驗利用益生菌Lactobacillus plantarum 作為載體，成功建構了L. plantarum pLp3050-His6-tag-capsid和L. plantarum pLp3050-cnb-His6-tag-capsid。西方墨點法和流式細胞儀證實兩個不同的重組菌株皆能偵測到capsid蛋白質。相較於未誘導的重組菌株，重組乳酸菌在50 ng/mL SppIP誘導的狀況下，有較慢的生長速率。在質體穩定性試驗中，將L. plantarum pLp3050-His6-tag-capsid接種在無抗生素篩選的培養基下，質體存在率在第72 h仍有82%。將1010 c.f.u的L. plantarum pLp3050-His6-tag-capsid以口服的方式免疫小鼠，在小鼠糞便中可偵測到capsid-specific sIgA抗體產生和中和抗體的產生，且具有中和PCV2的能力。但以1010 c.f.u的 L. plantarum pLp3050-cnb-His6-tag-capsid免疫小鼠，小鼠糞便並不會產生capsid-specific sIgA抗體。不論以L. plantarum pLp3050-His6-tag-capsid和L. plantarum pLp3050-cnb-His6-tag-capsid免疫小鼠，小鼠血液中capsid-specific IgG的含量與控制組相比皆無差異。然而，在免疫L. plantarum pLp3050-His6-tag-capsid和L. plantarum pLp3050-cnb-His6-tag-capsid皆不會促使脾臟細胞分泌IFN-γ，推測以L. plantarum所構築的疫苗，其免疫效應以誘發腸道免疫為主。綜合上述結果，L. plantarum pLp3050-His6-tag-capsid能藉由誘導小鼠黏膜免疫反應產生中和抗體，以降低PCV2感染細胞。