山藥果蔬在乳酸菌發(fā)酵過(guò)程中組分及生物活性變化

李亞輝，馬艷弘,*，張宏志，黃開紅，殷劍美，魏建明

山藥果蔬在乳酸菌發(fā)酵過(guò)程中組分及生物活性變化

李亞輝1，馬艷弘1,*，張宏志1，黃開紅1，殷劍美2，魏建明3

（1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，江蘇 南京 210014；3.江蘇博達(dá)生物科技有限公司，江蘇 徐州 221000）

通過(guò)對(duì)山藥果蔬乳酸菌發(fā)酵液理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)、酶活性、抗氧化性及抑菌活性的測(cè)定，研究其發(fā)酵過(guò)程中組分和生物活性的變化。結(jié)果顯示：pH值和總酸含量在2～4 d變化最快，8 d后趨于穩(wěn)定；總糖含量先下降、后上升、最后又下降，12 d后達(dá)到最低并趨于穩(wěn)定；亞硝酸鹽含量第4天最高，10 d后降至最低；前6 d是微生物主要增殖期，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，乳酸菌逐漸成為優(yōu)勢(shì)菌種，并抑制其他雜菌生長(zhǎng)；超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶隨著時(shí)間延長(zhǎng)，活性逐漸增強(qiáng)，SOD活性最高，脂肪酶活性最低；DPPH自由基、羥自由基、超氧陰離子自由基清除率和總抗氧化活性隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增強(qiáng)，10 d后最高且趨于穩(wěn)定；對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制率隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增強(qiáng)，12 d后最高。本研究為果蔬乳酸菌發(fā)酵的工藝和功能研究提供了一定的理論依據(jù)。

山藥是一種多年蔓生草本植物薯蕷科薯蕷的塊莖，廣泛分布于我國(guó)河南、河北、江蘇、山東、江西等地[1-2]。山藥根莖肉質(zhì)潔白，營(yíng)養(yǎng)豐富，兼食、藥為一體，在我國(guó)具有悠久的種植和食用歷史[3-4]。山藥含有豐富的功能活性成分，主要有山藥多糖、薯蕷皂苷元、糖蛋白、多酚氧化酶、多巴胺、尿囊素以及山藥堿、膽堿等，具有重要的藥用價(jià)值、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健價(jià)值[5-6]。山藥多糖和山藥皂苷是山藥中主要的生物活性物質(zhì)，具有廣泛的藥理活性。中醫(yī)認(rèn)為山藥可以養(yǎng)脾益胃、助消化、滋腎益精、益肺止咳、降血糖、治療冠心病、延年益壽等[7-9]。

乳酸菌是一群能發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生乳酸的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的通稱，廣泛存在于人、畜、禽腸道，以及眾多食品和物料中[10-11]。乳酸菌發(fā)酵制品如酸奶、納豆、豆豉、泡菜等是我國(guó)的傳統(tǒng)食品，具有悠久的歷史[12]。乳酸菌發(fā)酵制品富含多種酶活性和特殊功能活性物質(zhì)，具有比一般原料更豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和更高的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值，為人體構(gòu)成新生組織、修補(bǔ)損傷組織以及肌體內(nèi)部氧化還原提供了所必需的酶和激素等重要物質(zhì)[13-14]。乳酸菌發(fā)酵食品屬于營(yíng)養(yǎng)保健食品，其特殊的生理活性和營(yíng)養(yǎng)保健功能正日益受到人們的重視，具有強(qiáng)大的生命力和廣闊的前景[15]。

目前山藥的深加工產(chǎn)品主要有山藥餅、山藥罐頭、山藥脆片、山藥粉、山藥飲料、山藥果脯和山藥酒等[16]，而山藥的乳酸菌發(fā)酵制品還鮮有報(bào)道。本研究以山藥為主要原料，果蔬汁為輔料，接種乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，研究了其發(fā)酵過(guò)程中組分和生物活性的變化。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

水山藥（江蘇沛縣）、西紅柿、蘋果 南京菜市場(chǎng)；植物乳桿菌M1、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌實(shí)驗(yàn)室保藏。

亞硝酸鈉 成都市科龍化工有限公司；淀粉酶試劑盒長(zhǎng)春匯力生物技術(shù)有限公司；酪素、酪氨酸 美國(guó)Sigma公司；NaOH標(biāo)準(zhǔn)液 深圳市博林達(dá)科技有限公司；VC、FeSO4、鄰苯三酚 天津科密歐試劑公司；其他試劑均為市售分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

打漿機(jī) 美的公司；均質(zhì)機(jī) 上海比朗儀器制造有限公司；冰箱 海爾公司；pH酸度計(jì) 梅特勒-托利多公司；UV-3802H紫外-可見分光光度儀 上海尤尼柯儀器有限公司；LRH-150生化培養(yǎng)箱 上海一恒科技有限公司；超凈工作臺(tái) 蘇州蘇凈凈化設(shè)備廠；DSX-280B手提式蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠；SUPER T21高速冷凍離心機(jī) 美國(guó)Sorvall公司；Model680多孔酶標(biāo)儀 美國(guó)Bio-Rad公司；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋 國(guó)華電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 發(fā)酵工藝流程

山藥→清洗→去皮→切片→護(hù)色→清洗→打漿→山藥漿

西紅柿（蘋果）→清洗→破碎→打漿→過(guò)濾→西紅柿汁（蘋果汁）

植物乳桿菌→MRS培養(yǎng)基37 ℃活化→發(fā)酵母液

山藥漿60%、蘋果汁20%、西紅柿汁20%混合均勻→均質(zhì)→接種→發(fā)酵→冷藏→過(guò)濾→成品

操作要點(diǎn)：母液接種量為原料體積的1%～2%，發(fā)酵溫度為37～40 ℃，發(fā)酵時(shí)間14 d，發(fā)酵為無(wú)氧發(fā)酵，冷藏溫度0～4 ℃，過(guò)濾為除菌膜除菌過(guò)濾。

取樣：每2 d取樣一次，除測(cè)定微生物指標(biāo)外，其余樣品低溫離心取上清液。

1.3.2 理化指標(biāo)測(cè)定

pH值采用酸度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。總酸含量參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測(cè)定》進(jìn)行檢測(cè)?？偺呛繙y(cè)定采用苯酚-硫酸法，以無(wú)水葡萄糖為標(biāo)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線得線性回歸方程：y=7.111 4x－0.001 1，R2=0.999 3；根據(jù)樣品吸光度和標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品中總糖含量。亞硝酸鹽含量測(cè)定參照馬艷弘等[17]所述方法，以亞硝酸鈉為標(biāo)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線得線性回歸方程：y=0.680 2x+ 0.000 2，R2=0.999 4；根據(jù)樣品吸光度和標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品中亞硝酸鹽含量。以上每個(gè)樣品均重復(fù)3 次。

1.3.3 微生物指標(biāo)測(cè)定

乳酸菌總數(shù)測(cè)定：參照GB 4789.35—2010《乳酸菌檢驗(yàn)》；菌落總數(shù)測(cè)定：參照GB 4789.2—2010《菌落總數(shù)測(cè)定》；大腸菌群數(shù)測(cè)定：參照GB 4789.3—2010《大腸菌群計(jì)數(shù)》；金黃葡萄球菌數(shù)測(cè)定：參照GB 4789.10—2010《金黃色葡萄球菌檢驗(yàn)》。

1.3.4 酶活性測(cè)定

1.3.4.1 超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性測(cè)定

參照于曉艷等[18]所述鄰苯三酚自氧化法測(cè)定SOD活性：首先以3 組平行實(shí)驗(yàn)測(cè)定鄰苯三酚的自氧化速率平均值，取樣品0.5 mL測(cè)定樣品吸光度變化速率，重復(fù)3 次求平均值，計(jì)算如式（1）、（2）所示：

式中：ΔA0為鄰苯三酚的自氧化速率平均值；ΔASOD為樣品吸光度變化速率；V1為反應(yīng)液總體積/mL；V2為添加樣品體積/mL。

1.3.4.2 淀粉酶活性測(cè)定

參照李杰等[19]所述碘-淀粉比色法測(cè)定淀粉酶活性：使用淀粉酶測(cè)定試劑盒在半自動(dòng)生化分析儀上進(jìn)行。

1.3.4.3 蛋白酶活性測(cè)定

參照于曉艷等[18]所述方法測(cè)定蛋白酶活性：以樣品1 min水解酪素生成1 μg酪氨酸為一個(gè)酶活性單位，以U/mL表示。以酪氨酸含量為橫坐標(biāo)，570 nm波長(zhǎng)處吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線得線性回歸方程：y=0.005x+ 0.038 5，R2=0.998 7；根據(jù)樣品吸光度和回歸方程計(jì)算樣品中酪氨酸含量，并由此計(jì)算蛋白酶活性。每個(gè)樣品重復(fù)3 次。

1.3.4.4 脂肪酶活性測(cè)定

參照QB/T 1803—1993《工業(yè)酶制劑通用試驗(yàn)方法》，采用滴定法測(cè)定脂肪酶活性：脂肪酶催化橄欖油乳化液酯鍵水解，生成脂肪酸，用0.05 mol/L NaOH溶液滴定脂肪酸，以酚酞為指示劑，根據(jù)NaOH用量來(lái)計(jì)算脂肪酶活性。每個(gè)樣品重復(fù)3 次。

1.3.5 抗氧化活性測(cè)定

1.3.5.1 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力測(cè)定

參照Atoui等[20]所述方法：取1 mL樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，空白組用純水代替樣品，對(duì)照組用0.4 mg/mL的VC溶液代替樣品，每個(gè)樣品重復(fù)3 次。DPPH自由基清除率計(jì)算如式（3）所示：

式中：A1為樣品組的吸光度，A0為對(duì)照組的吸光度。

1.3.5.2 超氧陰離子自由基清除能力測(cè)定

參照胡翠珍等[21]所述方法：以Tris-HCl緩沖液作參比，在320 nm波長(zhǎng)處測(cè)定樣品反應(yīng)液吸光度A1，以等體積的蒸餾水代替樣品和鄰苯三酚溶液，測(cè)對(duì)照吸光度A0，計(jì)算清除率，如式（4）所示：

1.3.5.3 羥自由基清除能力測(cè)定

參照李亞輝等[22]所述方法：取1 mL樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，空白組用純水代替樣品，對(duì)照組用0.4 mg/mL的VC溶液代替樣品，每個(gè)樣品重復(fù)3 次。羥自由基清除率如式（5）所示：

式中：A0為空白組的吸光度；A1為樣品組的吸光度。

1.3.5.4 總抗氧化活性測(cè)定

參照李亞輝等[23]所述FRAP法。取1 mL樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，空白組用水代替，對(duì)照組用0.4 mg/mL的VC溶液代替，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)3 次。以1.0 mmol/L FeSO4溶液為標(biāo)準(zhǔn)，樣品總抗氧化活性以達(dá)到同樣吸光度所需FeSO4的濃度（μmol/L）表示，定義為FRAP值。

1.3.6 抑菌活性測(cè)定

參照李亞輝等[22]所述方法，研究發(fā)酵液對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌生長(zhǎng)的影響：將金黃色葡萄球菌和大腸桿菌在LB液體培養(yǎng)基中分別培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)中期，取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)中期菌液，按5%接種量分別接種于添加20%山藥果蔬發(fā)酵液和添加等體積無(wú)菌水的LB液體培養(yǎng)基中作為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。37 ℃培養(yǎng)24 h，600 nm波長(zhǎng)處測(cè)定其OD值。每個(gè)樣品重復(fù)3 次。抑制率計(jì)算如式（6）所示：

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 18.0 和Design-Expert V8.0數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵過(guò)程中理化指標(biāo)的變化

圖 1 發(fā)酵過(guò)程中pH值和總酸含量的變化Fig. 1 Changes in pH value and total acid content during fermentation

pH值和總酸含量是判斷發(fā)酵程度的重要指標(biāo)，pH值的高低直接影響微生物的生長(zhǎng)、代謝和產(chǎn)品的保質(zhì)期，總酸含量直接影響發(fā)酵液的口感、風(fēng)味和整體品質(zhì)[22]。由圖1可知，發(fā)酵液的pH值在前8 d快速?gòu)?.30下降到3.40，之后有較小變化并穩(wěn)定在3.40左右，其中2～4 d下降最快；總酸含量在前8 d從0.81 g/L快速上升到7.98 g/L，之后有較小幅度的上升并穩(wěn)定在8.20 g/L左右，其中2～4 d上升最快。此結(jié)果說(shuō)明山藥果蔬乳酸菌發(fā)酵8 d內(nèi)基本完成，8 d后進(jìn)入緩慢發(fā)酵階段，其中2～4 d發(fā)酵速度最快。pH值的下降是發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵液中有機(jī)酸濃度的增加引起的，主要是乳酸含量的增加。pH值隨著有機(jī)酸濃度的增加而逐漸降低，因此pH值的下降和總酸含量的上升在時(shí)間上表現(xiàn)出一致性。8 d后總酸含量有較小幅度的升高，但pH值變化較小并趨于穩(wěn)定，這是因?yàn)榫w在生長(zhǎng)和代謝中產(chǎn)生了大量CO2，CO2產(chǎn)生碳酸氫根離子，碳酸氫根離子從有機(jī)酸上結(jié)合1 個(gè)氫離子防止氫離子濃度進(jìn)一步升高，從而使發(fā)酵液具有一定的緩沖能力[24]。

圖 2 發(fā)酵過(guò)程中總糖和亞硝酸鹽含量的變化Fig. 2 Changes in total sugar and nitrite contents during fermentation

由圖2可知，總糖含量在前4 d迅速下降，4～6 d含量上升，第6天后又迅速下降，12 d后達(dá)到最低18.0 g/L并趨于穩(wěn)定；亞硝酸鹽含量在發(fā)酵前4 d迅速升高至11.6 mg/L，之后逐漸降低，10 d后降至最低并穩(wěn)定在2.0 mg/L左右。糖是發(fā)酵過(guò)程中微生物生長(zhǎng)和代謝的主要碳源，本實(shí)驗(yàn)主要對(duì)發(fā)酵液中可溶性總糖含量的變化進(jìn)行了測(cè)定?？偺呛壳? d下降是因?yàn)榘l(fā)酵初期乳酸菌大量繁殖消耗大量糖，且此時(shí)酶分泌量較少；4～6 d含量上升是因?yàn)槿樗峋置诖罅康拿附到庠现械矸鄣忍妓衔锂a(chǎn)生大量可溶性糖，且其產(chǎn)生量大于乳酸菌對(duì)糖的消耗量；6 d后再次下降是因?yàn)槿樗峋鷶?shù)量逐漸增多，對(duì)糖的消耗量大于可溶性糖的產(chǎn)生量。亞硝酸鹽是有害菌在發(fā)酵過(guò)程中還原硝酸鹽產(chǎn)生的，它在人體中可生成具有致癌性的亞硝胺，直接危害人體健康[25]。4～10 d亞硝酸鹽含量迅速降低，說(shuō)明所接種乳酸菌對(duì)亞硝酸鹽具有明顯的轉(zhuǎn)化作用；10 d后其含量遠(yuǎn)低于我國(guó)對(duì)食品中亞硝酸鹽含量10 mg/L的要求。

2.2 發(fā)酵過(guò)程中微生物指標(biāo)的變化

乳酸菌是果蔬發(fā)酵中的主要微生物，是加速產(chǎn)品成熟和形成風(fēng)味的重要因素，菌落總數(shù)則可直觀反映出發(fā)酵液中微生物總量及其他雜菌的數(shù)量。由圖3可知，發(fā)酵前6 d乳酸菌數(shù)量逐漸升高，之后有較小幅度的升高，10 d后趨于穩(wěn)定；菌落總數(shù)發(fā)酵前6 d逐漸升高，之后趨于穩(wěn)定；發(fā)酵第2天大腸桿菌數(shù)達(dá)最高，第6天金黃色葡萄球菌數(shù)達(dá)最高，之后兩者逐漸減低并趨于0；發(fā)酵前10 d菌落總數(shù)大于乳酸菌總數(shù)，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)兩者之差越來(lái)越小，10 d后兩者基本相等。此結(jié)果說(shuō)明前6 d是乳酸菌和其他微生物的主要增殖期，之后處于平穩(wěn)期；發(fā)酵初期乳酸菌和部分雜菌同時(shí)生長(zhǎng)，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，乳酸菌逐漸成為優(yōu)勢(shì)菌種，其生長(zhǎng)和代謝抑制了其他有害菌的生長(zhǎng)，并最終成為發(fā)酵液中主要微生物。

圖 3 發(fā)酵過(guò)程中微生物數(shù)量的變化Fig. 3 Changes in microbial quantities during fermentation

2.3 發(fā)酵過(guò)程中生物活性的變化

2.3.1 酶活性的變化

圖 4 發(fā)酵過(guò)程中功能酶活性的變化Fig. 4 Changes in functional enzyme activities during fermentation

乳酸菌發(fā)酵果蔬汁不但保留了原料中原有的營(yíng)養(yǎng)成分，還會(huì)產(chǎn)生大量生物功效酶，這些酶賦予發(fā)酵液極強(qiáng)的保健功能，主要包括SOD、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶[26]。由圖4可知，SOD、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶在山藥果蔬發(fā)酵液中均存在，且4 種酶活性均隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高，10 d后趨于穩(wěn)定；淀粉酶活性和蛋白酶活性發(fā)酵前4 d變化較小，之后增加較快；發(fā)酵過(guò)程中SOD活性最高，其次是淀粉酶、蛋白酶，脂肪酶活性最低；發(fā)酵末期SOD活性達(dá)510 U/mL，淀粉酶活性達(dá)400 U/mL，蛋白酶活性為240 U/mL，脂肪酶活性為40 U/mL。SOD是一種特殊的金屬酶，能有效清除機(jī)體內(nèi)超氧陰離子自由基，具有抗輻射、抗氧化、防衰老等多種功效；淀粉酶

催化淀粉水解，具有促進(jìn)人體消化的功能；蛋白酶可催化蛋白質(zhì)水解，以及分解一些快要死亡的細(xì)胞，具有促消化和美容的功效；脂肪酶是一類水解油脂的酶類，在減肥食品和保健品中已得到廣泛應(yīng)用[27]。此結(jié)果表明山藥果蔬乳酸菌發(fā)酵液具有較好的抗氧化、抗衰老等保健和美容功效，且具有一定的助消化功能，但分解脂肪能力不高，減肥效果有限。另外，淀粉酶活性先緩慢增長(zhǎng)后快速增長(zhǎng)的變化規(guī)律解釋了2.1節(jié)中總糖含量先降低后升高的原因。

2.3.2 抗氧化性的變化

圖 5 發(fā)酵過(guò)程中抗氧化性的變化Fig. 5 Changes in antioxidant properties during fermentation

果蔬發(fā)酵液可以清除體內(nèi)過(guò)剩自由基，具有美容、養(yǎng)顏、防衰老等多種功效，這些都是其抗氧化的作用，抗氧化是果蔬發(fā)酵液的重要功能[28]。由圖5可知，DPPH自由基清除率、羥自由基清除率、超氧陰離子自由基清除率和總抗氧化活性隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高，DPPH自由基清除率8 d后趨于穩(wěn)定，超氧陰離子自由基清除率10 d后趨于穩(wěn)定，羥自由基清除率12 d后趨于穩(wěn)定，總抗氧化活性10 d后趨于穩(wěn)定，F(xiàn)RAP值達(dá)142 μmol/L；發(fā)酵過(guò)程中DPPH自由基清除率和羥自由基清除率增加較快，DPPH自由基清除率2～8 d增加最快，羥自由基清除率2～12 d增加最快，而超氧陰離子自由基清除率增加較慢，但原料中超氧陰離子自由基清除率較高達(dá)62%；發(fā)酵末期DPPH自由基清除率最高達(dá)88%，其次是羥自由基清除率達(dá)84%，超氧陰離子自由基清除率最低為74%。此結(jié)果表明山藥果蔬乳酸菌發(fā)酵液具有較高的自由基清除率和較強(qiáng)的總抗氧化活性，說(shuō)明此發(fā)酵液具有較好的美容、養(yǎng)顏和防衰老等功效。

2.3.3 抑菌活性的變化

乳酸菌發(fā)酵果蔬汁產(chǎn)生大量生物活性物質(zhì)，使其具有一定的抑菌活性，消炎抗菌是果蔬發(fā)酵液的另一重要功能[28]。由圖6可知，發(fā)酵液對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制率隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增強(qiáng)，2～12 d抑制率增加較快，12 d后達(dá)最高且趨于穩(wěn)定；發(fā)酵過(guò)程中對(duì)大腸桿菌的抑制率顯著高于對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制率，發(fā)酵末期對(duì)大腸桿菌的抑制率達(dá)50%，對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制率為31%。果蔬發(fā)酵液的抑菌機(jī)理為生物拮抗作用，微生物及其產(chǎn)生的分泌物是導(dǎo)致生物拮抗的主要原因，乳酸菌產(chǎn)生的有機(jī)酸、抗生素、細(xì)菌素等代謝產(chǎn)物對(duì)病原菌有廣譜的抑制作用[29]。此結(jié)果說(shuō)明山藥果蔬乳酸菌發(fā)酵液具有一定的抑菌活性，與之前報(bào)道的其他果蔬發(fā)酵液一致[27,30]。

圖 6 發(fā)酵過(guò)程中抑菌活性的變化Fig. 6 Changes in antibacterial activity during fermentation

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)山藥果蔬乳酸菌發(fā)酵液理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)、酶活性、抗氧化性及抑菌活性的測(cè)定，研究了其發(fā)酵過(guò)程中組分和生物活性的變化。結(jié)果表明：山藥果蔬乳酸菌發(fā)酵8 d后基本結(jié)束；亞硝酸鹽含量發(fā)酵結(jié)束后處于較低水平，在安全食用范圍內(nèi)；隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)乳酸菌逐漸成為優(yōu)勢(shì)菌種，并抑制其他雜菌生長(zhǎng)；SOD、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶在發(fā)酵過(guò)程中均存在，SOD活性最高，脂肪酶活性較低，說(shuō)明發(fā)酵液具有較好的抗氧化、防衰老等功效，具有一定的助消化功能，但分解脂肪能力有限；發(fā)酵10 d后發(fā)酵液具有較高的DPPH自由基清除率、羥自由基清除率、超氧陰離子自由基清除率和較強(qiáng)的總抗氧化活性；發(fā)酵液對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有一定的抑制作用，且隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)抑制力逐漸增強(qiáng)。

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Variations in Composition and Bioactivities during Fermentation of a Mixture of Chinese Yam, Apple and Tomato by Lactic Acid Bacteria

LI Yahui1, MA Yanhong1,*, ZHANG Hongzhi1, HUANG Kaihong1, YIN Jianmei2, WEI Jianming3
(1. Institute of Farm Product Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China; 2. Institute of Economic Crops, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China; 3. Jiangsu Boda Biotechnology Co. Ltd., Xuzhou 221000, China)

Changes in the composition and bioactivities of a mixture of Chinese yam pulp, apple juice and tomato juice during fermentation by lactic acid bacteria were assessed through the determination of its physicochemical and microbial properties, enzyme activities, and antioxidant and antibacterial activities. Results showed that pH and total acid content changed fast from the second day to the fourth day of fermentation, and then remained stable after 8 days. Total sugar content declined firstly, then increased, and finally declined again, reaching and maintaining a minimum level after 12 days. Nitrite content reached the highest value on the fourth day but reduced to a minimum level 10 days later. The microbial growth mainly occurred during the first 6 days, and lactic acid bacteria gradually became the dominant bacteria during the fermentation, inhibiting the growth of other bacteria. The activities of superoxide dismutase, amylase, protease and lipase were increased gradually with fermentation time. Superoxide dismutase activity was highest whereas lipase activity was lowest. DPPH radical scavenging, hydroxyl radical scavenging, superoxide anion radical scavenging and total antioxidant activity were increased gradually during fermentation until reaching a plateau after 10 days. The inhibition percentages against Escherichia coli and Staphylococcus aureus were increased gradually during fermentation, reaching the highest value after 12 days of fermentation. This study ma y provide a theoretical basis for the development of functional products based on lactic acid fermentation of fruit and vegetable blends.

yam; lactic acid bacteria; fermentation; composition; bioactivity

10.7506/spkx1002-6630-201710023

S567.2

A

1002-6630（2017）10-0137-06

2016-05-27

江蘇省蘇北科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（BN2014087）；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項(xiàng)目（CX（16）1019）

李亞輝（1985—），男，助理研究員，博士，研究方向?yàn)槭称钒l(fā)酵與生物技術(shù)。E-mail：liqianhao217@126.com

*通信作者：馬艷弘（1972—），女，副研究員，博士，研究方向?yàn)槭称饭δ芤蜃娱_發(fā)利用。E-mail：mayhhyy@126.com

李亞輝, 馬艷弘, 張宏志, 等. 山藥果蔬在乳酸菌發(fā)酵過(guò)程中組分及生物活性變化[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(10): 137-142.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201710023. http://www.spkx.net.cn

LI Yahui, MA Yanhong, ZHANG Hongzhi, et al. Variations in composition and bioactivities during fermentation of a mixture of Chinese yam, apple and tomato by lactic acid bacteria[J]. Food Science, 2017, 38(10): 137-142. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201710023. http://www.spkx.net.cn

山藥；乳酸菌；發(fā)酵；組分；生物活性