苹果酵素的制备及其抗氧化功能研究_王虎玄.pdf

第4 1卷 第3期 陕西科技大学学报 V o l.4 1N o.3 2 0 2 3年6月 J o u r n a l o fS h a a n x iU n i v e r s i t yo fS c i e n c e&T e c h n o l o g y J u n.2 0 2 3*文章编号:2 0 9 6-3 9 8 X(2 0 2 3)0 3-0 0 3 7-1 0苹果酵素的制备及其抗氧化功能研究王虎玄,柯西娜,王 聪,朱亚南,孙宏民(陕西科技大学 食品科学与工程学院,陕西 西安 7 1 0 0 2 1)摘 要:为了探究不同菌种组合发酵对苹果酵素抗氧化功能的影响,研究了酿酒酵母+乳酸菌(鼠李糖乳杆菌或植物乳杆菌)组合发酵制备苹果酵素的工艺以及酵素的抗氧化功能.以陕西洛川富士苹果为主要原料,以超氧化物歧化酶(S O D)活力、总酸含量为评价指标,通过单因素和响应面试验优化了苹果酵素制备工艺,并对酵素的抗氧化功能进行了初步检测.苹果酵素最佳制备工艺关键参数为:苹果汁中添加5.5%w/v蔗糖并调节苹果汁p H至4.5,接种酿酒酵母进行发酵,发酵温度2 9,接种量1%v/v,发酵2 0h后苹果汁发酵液S O D活力达到峰值(1 4 9.3 22.5 8U/m L);而后调节发酵液p H至6.2,接种鼠李糖乳杆菌继续发酵,发酵温度3 7,接种量1%v/v,发酵时间2 3h.制备的苹果酵素S O D活力为1 5 8.5 41.3 2U/m L,酿酒酵母浓度为7.6 60.2 0l gC F U/m L,鼠李糖乳杆菌浓度为6.4 70.1 4l gC F U/m L,总酸含量为3.9 80.3 4g/L.苹果酵素羟基自由基清除率、铁离子还原力以及总酚含量相比于对照组(未发酵苹果汁)分别提高了9 0.7 0%、7 7.7 8%和9 3.2 3%,表现出良好的抗氧化性.上述结果表明:酿酒酵母+鼠李糖乳杆菌组合发酵可显著改善苹果抗氧化功能特性.关键词:富士苹果;酿酒酵母;鼠李糖乳杆菌;植物乳杆菌;酵素;抗氧化功能中图分类号:T S 2 5 5 文献标志码:AS t u d yo np r e p a r a t i o na n da n t i o x i d a n t f u n c t i o no fa p p l e e n z y m eWANG H u-x u a n,K EX i-n a,WANGC o n g,Z HUY a-n a n,S UN H o n g-m i n(S c h o o l o fF o o dS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,S h a a n x iU n i v e r s i t yo f S c i e n c e&T e c h n o l o g y,X i a n7 1 0 0 2 1,C h i n a)A b s t r a c t:I no r d e rt oe x p l o r et h ee f f e c to f t h ec o m b i n e df e r m e n t a t i o no fd i f f e r e n ts t r a i n so nt h ea n t i o x i d a n t f u n c t i o no f a p p l ee n z y m e,t h ep r o c e s so fp r e p a r i n ga p p l ee n z y m eb yc o m b i n a-t i o nf e r m e n t a t i o no fS a c c h a r o m y c e s c e r e v i s i a ea n d l a c t i c a c i db a c t e r i a(L a c t o b a c i l l u s r h a m n o-s u so rL a c t o b a c i l l u sp l a n t a r u m)a n d t h ea n t i o x i d a n t f u n c t i o no f e n z y m ew e r e s t u d i e d.T a k i n gS h a a n x iL u o c h u a nF u j i a p p l ea st h em a i nr a w m a t e r i a l,t h ep r e p a r a t i o np r o c e s so fa p p l ee n-z y m ew a so p t i m i z e db ys i n g l ef a c t o ra n dr e s p o n s es u r f a c ee x p e r i m e n t sw i t hs u p e r o x i d ed i s-m u t a s e(S O D)a c t i v i t ya n d t o t a l a c i dc o n t e n t a s e v a l u a t i o n i n d e x e s,a n d t h ea n t i o x i d a n t f u n c-t i o no fe n z y m e w a sp r e l i m i n a r i l yt e s t e d.T h ek e yp a r a m e t e r so ft h eo p t i m a lp r e p a r a t i o np r o c e s so f a p p l ee n z y m ew e r ea sf o l l o w s:a f t e ra d d i t i o no f5.5%w/vs u c r o s et oa p p l ej u i c e*收稿日期:2 0 2 2-1 1-1 9基金项目:国家自然科学基金项目(3 1 8 0 1 5 0 6,3 2 2 7 2 4 4 6);陕西省科技厅重点研发计划项目(2 0 2 2 NY-2 2 3);陕西省教育厅科研计划项目(2 0 J K 0 5 5 0);陕西省西安市科技局农业技术研发计划项目(2 1 NY Y F 0 0 5 8);陕西科技大学大学生创新创业训练计划项目(S 2 0 2 1 1 0 7 0 8 0 5 6)作者简介:王虎玄(1 9 8 6),男,陕西韩城人,副教授,博士,研究方向:农产品加工、食品腐败微生物检测与控制DOI:10.19481/ki.issn2096-398x.2023.03.001陕西科技大学学报第4 1卷a n da d j u s t i n gt h ep Ho fa p p l ej u i c et o4.5,t h ef e r m e n t a t i o nw a sc a r r i e do u tb yi n o c u l a t i n g1%v/vo fS a c c h a r o m y c e s c e r e v i s i a ea t 2 9,a n dt h eS O Da c t i v i t yo f a p p l e j u i c e r e a c h e dt h ep e a kv a l u eo f 1 4 9.3 22.5 8U/m La f t e r2 0ho f f e r m e n t a t i o n.T h e nt h ep Ho f t h e f e r m e n t a-t i o nb r o t hw a sa d j u s t e dt o6.2,a n d1%v/vo fL a c t o b a c i l l u sr h a m n o s u sw a si n o c u l a t e dt oc o n t i n u e f e r m e n t a t i o na t 3 7f o r 2 3h.T h ep r e p a r e da p p l e e n z y m eS O Da c t i v i t yw a s 1 5 8.5 41.3 2U/m L,t h ec o n c e n t r a t i o no fS a c c h a r o m y c e sc e r e v i s i a ew a s7.6 60.2 0l gC F U/m L,t h ec o n c e n t r a t i o no fL a c t o b a c i l l u s r h a m n o s u sw a s 6.4 70.1 4 l gC F U/m L,a n d t h e t o t a l a c i dc o n t e n tw a s3.9 80.3 4g/L.C o m p a r e dw i t ht h ec o n t r o lg r o u p(u n f e r m e n t e da p p l e j u i c e),t h eh y d r o x y l r a d i c a l s c a v e n g i n gr a t e,i r o n i o nr e d u c i n gp o w e ra n dt o t a l p h e n o l c o n t e n to f a p-p l ee n z y m e i n c r e a s e db y9 0.7 0%,7 7.7 8%a n d9 3.2 3%,r e s p e c t i v e l y,s h o w i n gg o o da n t i o x i-d a n ta c t i v i t y.T h ea b o v er e s u l t ss h o w e dt h a ts e g m e n t a t i o nf e r m e n t a t i o no fS a c c h a r o m y c e sc e r e v i s i a ea n dL a c t o b a c i l l u s r h a m n o s u sc o u l d i m p r o v e t h ea n t i o x i d a n t f u n c t i o no f a p p l e.K e yw o r d s:f u j i a p p l e;s a c c h a r o m y c e sc e r e v i s i a e;l a c t o b a c i l l u s r h a m n o s u s;l a c t o b a c i l l u sp l a n-t a r u m;e n z y m e;a n t i o x i d a n t f u n c t i o n0 引言自由基对人体健康具有较大负面影响.老年痴呆、动脉硬化、心脑血管疾病、糖尿病等多种慢性疾病的发生和发展,以及人体衰老均与体内自由基密切相关1,2.大量自由基等氧化物负面影响蛋白质、D NA等胞内生物活性大分子的结构和功能,从而引发人体机能紊乱,产生病变.研究表明经常食用具有抗氧化功能的食品对预防和缓解由自由基引发的疾病具有良好的效果.因此,开发具有良好抗氧化活性的功能食品已成为国内外学者的研究热点3,4.植物酵素是以水果、蔬菜、谷物等为原料,通过微生物(乳酸菌、酵母、霉菌)发酵制备的富含生物活性成分(酶、维生素、矿物质以及次生代谢产物等)的新型功能性产品5.植物酵素含有多种功能酶,如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、超氧化物歧化酶(S O D)等;含有多种抗氧化类物质,如多酚类化合物、氨基丁酸等;含有多种风味物质,如芳香类化合物、多糖 等;