不同真菌發(fā)酵對墨江紫米多酚及其抗氧化性影響的比較

黃士淇，邢晨，蔡圣寶

(昆明理工大學(xué) 云南省食品安全研究院，云南 昆明，650500)

不同真菌發(fā)酵對墨江紫米多酚及其抗氧化性影響的比較

黃士淇，邢晨，蔡圣寶*

(昆明理工大學(xué) 云南省食品安全研究院，云南 昆明，650500)

研究探討了墨江紫米中花色苷的種類，以及經(jīng)過5種常用真菌(米曲霉疏展變種2083、米曲霉2011、米根霉3005、米根霉3079以及少孢根霉3152)發(fā)酵的墨江紫米中總酚含量、總黃酮含量、花色苷含量以及抗氧化性的變化。墨江紫米中含有4種花色苷，分別是矢車菊素-3,5-二葡萄糖苷、矢車菊素-3-葡萄糖苷、矢車菊素-3-蕓香糖苷和芍藥花青素-3-葡萄糖苷。墨江紫米的總酚含量、總黃酮含量、花色苷含量以及抗氧化性受到發(fā)酵菌株和發(fā)酵時間的影響，其中米根霉3005、少孢根霉和米曲霉疏展變種在4天發(fā)酵過程中均可以顯著提高墨江紫米的上述指標 (P<0.05)。結(jié)果表明，墨江紫米，尤其是經(jīng)真菌發(fā)酵一定時間的墨江紫米，可能是一個天然抗氧化劑的良好來源，可以作為一種營養(yǎng)品或功能性食品加以開發(fā)利用。

墨江紫米；發(fā)酵；花色苷；酚類物質(zhì)；抗氧化性

在正常生理條件下，體內(nèi)的自由基產(chǎn)生和清除處于一個動態(tài)平衡中。然而，一些外在和內(nèi)在因素會打破這個平衡，產(chǎn)生過多的自由基，從而導(dǎo)致體內(nèi)氧化應(yīng)激的產(chǎn)生[1]。在氧化應(yīng)激狀態(tài)下，過多的活性氧(Reactive oxygen，ROS)或活性氮(Nitrogen species，RNS)自由基會攻擊體內(nèi)的生物分子(蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA)，使得這些生物分子失活和突變，從而誘發(fā)多種疾病，例如，癌癥、神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病和糖尿病等[1-2]。通過飲食補充抗氧化劑可以有效地清除體內(nèi)過多的自由基，降低相關(guān)疾病的發(fā)病率[3]。

植物中含有豐富的抗氧化性物質(zhì)，在這些物質(zhì)中，植物多酚由于其優(yōu)異的抗氧化性受到人們的廣泛關(guān)注。植物多酚種類繁多，包括酚酸類、類黃酮類、芪類、花色苷類、木脂素類以及鞣花酸類[4]。研究表明，這些多酚類物質(zhì)可以通過提供電子或者氫原子清除多種自由基，包括單線態(tài)氧、羥基自由基、過氧自由基以及過氧亞硝酸[5]，其作用機理主要是通過清除自由基中斷脂質(zhì)氧化鏈式反應(yīng)或者是作為金屬螯合劑抑制Fe3+還原從而減少羥基自由基的產(chǎn)生[6]。

墨江紫米是云南省特色珍貴大米，然而目前對于墨江紫米的研究很少，特別是關(guān)于其多酚花色苷的研究未見報道。另外，由于墨江紫米種皮較為堅韌，難以煮透，口感不佳，影響了墨江紫米食品的開發(fā)。而且，大量研究表明，谷物中的多酚類物質(zhì)主要存在其種皮中，并且大都數(shù)以結(jié)合狀態(tài)存在，較難被人吸收和利用[7]。利用微生物發(fā)酵，特別是絲狀真菌，不僅可以柔化谷物的種皮細胞壁，而且還可以顯著提高谷物的多酚含量和抗氧化性[8-9]。因此，本研究的目的之一是鑒定出墨江紫米中主要的花色苷種類，另一個目的就是探討5種不同真菌發(fā)酵過程中，墨江紫米中多酚含量、黃酮含量、花色苷含量以及抗氧化性的變化規(guī)律，以期為墨江紫米食品的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

墨江紫米購自云南省墨江縣糧食加工廠。DPPH、ABTS、蘆丁、沒食子酸購自Sigma-Aldrich公司。色譜乙腈和Folin-Ciocalteu購自Merck公司。其他試劑均為能獲得的最高純度。5株絲狀真菌米曲霉疏展變種2083(Aspergillusoryzaevar.effuses2083)、米曲霉2011 (AspergillusOryzae2011)、米根霉3005 (RhizopusOryzae3005)、米根霉 3079 (RhizopusOryzae3079)以及少孢根霉3152 (Rhizopusoligosporus3152)購自中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心，這5種真菌在亞洲被廣泛應(yīng)用于發(fā)酵食品的生產(chǎn)和加工，其生長和發(fā)酵特性可查詢官方信息資料。真菌接種到PDA培養(yǎng)基上后，在30 ℃條件下培養(yǎng)5d，使其長出孢子，然后用0.9%NaCl生理鹽水洗下孢子制備成孢子懸液。

1.2 墨江紫米發(fā)酵及提取物制備

發(fā)酵方法參考已有文獻[10]并稍加修改，具體如下：將紫米在清水中浸泡8 h后瀝干，再用粉碎機打碎后裝入500 mL錐形瓶中，每瓶裝入30 g，然后于121 ℃滅菌15 min。滅菌結(jié)束后于超凈臺中冷卻至室溫后，將孢子懸液按照106孢子/g紫米干重的量加入到每瓶樣品中并同時加入15 mL滅菌的生理鹽水，攪拌均勻后于30 ℃下培養(yǎng)發(fā)酵，每隔24 h取樣1次，不加孢子懸液的一組樣品作為對照組。所有樣品冷凍干燥后備用。

樣品提取方法參考之前的文獻報道[10]并稍加修改。發(fā)酵前后的墨江紫米樣品先用80%乙醇于40 ℃下，用超聲輔助提取30 min，然后用中速濾紙過濾。收集濾液后，濾餅利用相同條件再提取1次，分別合并每個樣品的濾液。所有濾液分別利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在45 ℃下減壓濃縮后凍干成相應(yīng)的樣品提取物。

1.3 總酚含量測定

發(fā)酵前后墨江紫米提取物中總酚含量的測定采用Folin-Ciocalteu法[11]并稍加修改。首先將1.0 mL適當稀釋的各提取物與1.0 mL 的Folin-Ciocalteu試劑進行混勻，再加入1.5 mL的 20% Na2CO3，用蒸餾水補足到10.0 mL?；旌先芤赫袷幘鶆蚝蠓胖糜?0 ℃水浴中反應(yīng)10 min。反應(yīng)結(jié)束后，將所有反應(yīng)溶液靜置使其冷卻至室溫，然后利用多功能酶標儀在765 nm波長下分別測定各反應(yīng)液的吸光值。以沒食子酸標準品制作標準曲線，每個樣品的總酚含量表示為：mg沒食子酸/100 g干紫米質(zhì)量，重復(fù)3次。

1.4 總黃酮含量測定

發(fā)酵前后墨江紫米提取物中總黃酮含量的測定方法參考已有文獻[8,12]并稍加修改。取1 mL稀釋樣品和0.3 mL NaNO2分別加入到4 mL的蒸餾水中，然后再分別加入0.3 mL AlCl3和2 mL NaOH (1 mol/L)，最后用蒸餾水補足到10 mL，反應(yīng)液在室溫條件下靜置30 min。反應(yīng)結(jié)束后，在510 nm下測定反應(yīng)液的吸光值。以蘆丁作為標準曲線，所有樣品中的總黃酮含量表示為：mg蘆丁/100 g干紫米質(zhì)量，重復(fù)3次。

1.5 總花色苷含量測定

采用pH示差法[13]測定發(fā)酵前后墨江紫米中總花色苷的含量。具體操作如下：首先分別用pH1.0的0.03 mol/L KCl和pH 4.5的乙酸鈉稀釋10倍。然后用分光光度計在520 nm和700 nm下分別測定每個稀釋液的吸光值，以蒸餾水為空白對照。樣品中的總花色苷含量用以下公式計算，以矢車菊 3-葡萄糖苷含量表示：

矢車菊 3-葡萄糖苷含量(mg/g)=(A×MW×DF×V×103)/(ε×L×m)

(1)

A=(A520-A700)pH = 1- (A520-A700)pH=4.5

(2)

式(1)中：MW為矢車菊 3-葡萄糖苷的摩爾質(zhì)量，449.2g/mol；DF= 10為稀釋因子；V為樣品母液的體積，L；ε為矢車菊 3-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)，26L/(mol·cm)；L為比色皿的光程長，1 cm；m為待測樣品質(zhì)量，g。所有樣品測試重復(fù)3次。

1.6 UPLC-ESI-HRMS/MS分析墨江紫米中花色苷種類

采用Thermo Fisher Ultimate 3000 UPLC色譜系統(tǒng)和Thermo Fisher C18(2.1 mm×100 mm, 3μm)色譜柱對墨江紫米的花色苷進行分離。流動相分別為2.0 %甲酸水(A)和乙腈(B)，流動相程序為：0～5 min, 5% B; 5～10 min, 5%～15% B; 10～20 min, 15%～20% B; 20～22 min, 20%～85% B; 22～23 min, 85%～5% B; 23～28 min, 5% B。樣品進樣體積為2 μL，流速為0.2 mL/min，柱溫維持在35 ℃。再利用Thermo Fisher的Q-Exactive Orbitrap質(zhì)譜正離子模式來獲得墨江紫米花色苷的ESI-HRMS/MS數(shù)據(jù)。主要的質(zhì)譜參數(shù)如下：鞘氣流速為30 L/min；輔助氣流速為8 L/min；離子原溫度350 ℃；毛細管溫度320 ℃；噴霧電壓為3.2 kV；全掃范圍為100～1 000 m/z。

1.7 發(fā)酵前后墨江紫米的抗氧化性測定

1.7.1 DPPH自由基清除能力測定

DPPH自由基清除能力測定的方法參考已有的文獻[12]并稍作修改。首先取0.5 mL 樣品，然后加入2.0 mL的DPPH(0.1 mmol/L)試劑后，進行充分混合。混合均勻后的反應(yīng)液于室溫條件下避光靜置30 min使其充分反應(yīng)，然后在517 nm波長下測定反應(yīng)液的吸光值A(chǔ)1。同時，用0.5 mL 甲醇替代樣品加入到2.0 mL DPPH 試劑中，于相同條件下測定其吸光值A(chǔ)2。發(fā)酵前后紫米樣品對DPPH自由基的清除能力采用以下公式計算：

DPPH自由基清除率/%=[(A2-A1) /A2]× 100

1.7.2 ABTS·+清除能力測定

發(fā)酵前后墨江紫米樣品對ABTS·+的清除能力測定方法參考已報道的文獻[12]并稍作修改。實驗前需配制ABTS·+的母液，具體配制方法為：將濃度為7 mmol/L 的ABTS溶液和濃度為2.45 mmol/L 的過硫酸鉀進行等體積混合，混合溶液在避光和室溫條件下放置12 h從而生成ABTS·+的自由基,備用。每次實驗時，先用甲醇將配制好的ABTS·+母液進行適當?shù)叵♂審亩@得ABTS·+工作液。然后將一定濃度的發(fā)酵前后墨江紫米樣品(0.3 mL)與ABTS·+工作液(2.7 mL)進行混合，搖勻后在30 ℃下孵育6 min。待孵育結(jié)束后在多功能酶標板上于30 ℃和745 nm波長的條件下測定反應(yīng)液的吸光值A(chǔ)1。另外，用0.3 mL甲醇代替樣品，在相同條件下，與2.7 mL的ABTS·+工作液進行反應(yīng)，并測量其吸光值A(chǔ)2。發(fā)酵前后紫米樣品對ABTS·+自由基的清除能力采用以下公式計算：

ABTS·+的清除率/%=[(A2-A1) /A2]× 100

1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

所有試驗操作均重復(fù)測定3次，結(jié)果表示為平均值±標準偏差，所有結(jié)果均利用單因素方差分析(one-way ANOVA)進行顯著性分析，P<0.05被認為有顯著性差異(采用Tukey 檢測)，統(tǒng)計學(xué)分析和作圖均在Origin 8.5軟件中完成。

2 結(jié)果與討論

2.1 發(fā)酵過程中墨江紫米的總酚含量變化

谷物的種皮中富含多酚類物質(zhì)，而且這些多酚類物質(zhì)大多數(shù)都是以結(jié)合狀態(tài)存在的[7]。前期已有很多研究報道表明谷物中的結(jié)合多酚可以通過微生物發(fā)酵的方式釋放出來，成為游離態(tài)可提取多酚[8-9]。在亞洲，多種絲狀真菌被認為是安全的且用來進行發(fā)酵食品的生產(chǎn)。本研究中所使用的5種絲狀真菌是發(fā)酵食品生產(chǎn)中常用的真菌，這些真菌在發(fā)酵過程中能夠產(chǎn)生多種具有較高活性的水解酶，如酯酶、纖維素酶、淀粉酶以及蛋白酶[14]，這些水解酶能夠?qū)⒔Y(jié)合態(tài)的多酚水解成游離態(tài)，從而可以顯著增加可提取和可利用多酚的量。

本試驗采用的5種絲狀真菌發(fā)酵墨江紫米過程中總酚含量變化結(jié)果見如圖1。如圖1所示，不同絲狀真菌發(fā)酵過程中，墨江紫米的總酚含量變化規(guī)律不同。米根霉3005在發(fā)酵的4天中，只有第2天和第4天發(fā)酵樣品中總酚含量有顯著上升(P<0.05)，但上升幅度不大。而米根霉3079發(fā)酵第1天時，墨江紫米中總酚含量還顯著下降(P<0.05)，在隨后的3天發(fā)酵過程中，總酚含量逐漸上升，發(fā)酵第4天總酚含量上升約為1.9倍。墨江紫米在少孢根霉發(fā)酵的前2天總酚含量顯著下降(P<0.05)，發(fā)酵第三天和第四天總酚含量分別上升約1.5倍和2.3倍。另外， 米曲霉發(fā)酵前3天，墨江紫米的總酚含量沒有顯著變化(P>0.05)，發(fā)酵第4天有顯著升高但同樣上升幅度不大。對于米曲霉變種來說，在發(fā)酵第1天時，紫米總酚含量就有顯著升高，隨后出現(xiàn)顯著下降，但在發(fā)酵的第4天時，總酚含量上升了約1.8倍。從本實驗結(jié)果可以看出，紫米多酚含量的變化與發(fā)酵菌種以及發(fā)酵時間都有關(guān)系，因為不同菌種不同時間段產(chǎn)生的酶的量、種類和活力都是不一樣的，這些差異也就造成了不同處理的發(fā)酵紫米多酚含量不同。

圖1 發(fā)酵過程中墨江紫米的總酚含量Fig.1 The total phenolics content of Mojiang purple rice (Oryza sativa L.) during fermentation注：柱狀圖中不同字母表示具有顯著差異(P<0.05)

2.2 發(fā)酵過程中墨江紫米的總黃酮含量變化

5種不同絲狀真菌發(fā)酵過程中，墨江紫米中總黃酮含量變化結(jié)果見圖2。如圖2所示，不同絲狀真菌發(fā)酵對墨江紫米總黃酮含量的影響不同。對米根霉3005來說，發(fā)酵的第2天和第4天可以顯著提高墨江紫米總黃酮含量(P<0.05)，然而，發(fā)酵第3天卻顯著降低了墨江紫米的總黃酮含量(P<0.05)，其原因可能是因為一部分黃酮物質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到微生物破壞，已有研究表明某些微生物的某些酶能破壞黃酮類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，當原料中黃酮釋放的速度低于微生物分解代謝的速度時，總黃酮含量就會出現(xiàn)下降。米根霉3079和少孢根霉均在發(fā)酵的第3天和第4天能顯著提高墨江紫米總黃酮含量(P<0.05)，且少孢根霉發(fā)酵4天后，墨江紫米中總黃酮含量最高，約是未發(fā)酵墨江紫米總黃酮含量的2.5倍。另外，米曲霉在發(fā)酵的第1天和第2天能顯著提高墨江紫米的總黃酮含量，但提升的幅度不大，而隨后的兩天發(fā)酵卻降低了其總黃酮含量(P<0.05)。米曲霉變種發(fā)酵的第1天和第4天可以提高墨江紫米的總黃酮含量，但發(fā)酵第3天卻顯著降低了墨江紫米的總黃酮含量(P<0.05)?？傮w而言，這5種真菌發(fā)酵對墨江紫米總黃酮含量的影響規(guī)律與總酚含量變化趨勢相類似。已有研究顯示，微生物發(fā)酵能影響谷物中總黃酮含量，且其影響與發(fā)酵的菌種以及發(fā)酵時間相關(guān)，不同菌株發(fā)酵不同時間，既可以提高谷物的總黃酮含量也可以降低谷物中總黃酮含量[9]，不同菌種不同時間段產(chǎn)生的酶的量、種類和活力都是不一樣的，并且有些微生物產(chǎn)生的酶能破壞黃酮類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，這些差異也就造成了原料中黃酮含量不同。這些結(jié)果與本研究所得的結(jié)果相一致。

圖2 發(fā)酵過程中墨江紫米的總黃酮含量Fig.2 The total flavonoids content of Mojiang purple rice (Oryza sativa L.) during fermentation.注：柱狀圖中不同字母表示具有顯著差異(P<0.05)

2.3 發(fā)酵過程中墨江紫米的總花色苷含量變化

墨江紫米的紫色種皮富含花色苷，是其有別于普通大米的主要特征。5種真菌發(fā)酵對墨江紫米總花色苷含量的影響結(jié)果見圖3。如圖3所示，發(fā)酵對墨江紫米總花色苷含量具有顯著的影響，除了米根霉3005發(fā)酵第1天，少孢根霉發(fā)酵第3天和第4天以及米曲霉變種發(fā)酵第1天，第2天和第4天能顯著提高墨江紫米總花色苷含量外(P<0.05)，其他菌株以及發(fā)酵時間段，墨江紫米中總花色苷含量均顯著下降(P<0.05)，而且米曲霉發(fā)酵的墨江紫米總花色苷下降最多。另外，經(jīng)少孢根霉發(fā)酵第4天時，墨江紫米中總花色苷上升最多，約為未發(fā)酵墨江紫米的1.6倍。

圖3 發(fā)酵過程中墨江紫米的總花色苷含量Fig.3 The total anthocyanins content of Mojiang purple rice (Oryza sativa L.) during fermentation.注：柱狀圖中不同字母表示具有顯著差異(P<0.05)

花色苷是一類水溶性的植物色素，本身不夠穩(wěn)定，容易受到多種因素影響從而降解，例如氧氣，食品基質(zhì)，pH，溶劑，酶和蛋白等[15]。到目前為止，關(guān)于真菌發(fā)酵對花色苷影響的研究較少，有一項關(guān)于黑曲霉發(fā)酵莓果渣的研究表明：黑曲霉發(fā)酵3天能夠提升西洋接骨木果渣的花色苷含量，但在發(fā)酵前2天以及后續(xù)第6天卻使得果渣的總花色苷含量下降。另外，矮接骨木果渣在經(jīng)過黑曲霉發(fā)酵6天的過程中，花色苷含量基本都是下降的[16]?？傮w而言，該項研究的結(jié)果與本實驗的研究結(jié)果基本相一致。

2.4 墨江紫米中花色苷種類的UPLC-ESI-HRMS/MS分析

到目前為止，從不同植物中已發(fā)現(xiàn)超過300種不同結(jié)構(gòu)的花色苷[17]。但云南墨江紫米的花色苷組成未見報道，本研究通過UPLC-ESI-HRMS/MS分析鑒定了墨江紫米的花色苷組成，結(jié)果見圖4。共檢測到4種花色苷成分，通過將本研究所得的質(zhì)譜信息(分子量，碎片離子)與已有的文獻報道相比較[18]，初步鑒定出這4種花色苷分別為矢車菊素-3,5-二葡萄糖苷([M+H]+= 611.1609, 碎片[M+H]+= 287.0552)，矢車菊素-3-葡萄糖苷([M+H]+= 449.1078, 碎片[M+H]+=287.0552)，矢車菊素-3-蕓香糖苷([M+H]+= 595.1664, 碎片[M+H]+= 287.0553)以及芍藥花青素-3-葡萄糖苷([M+H]+= 463.1238, 碎片[M+H]+= 301.0710)。墨江紫米在發(fā)酵過程中，花色苷的種類沒有出現(xiàn)變化，但是這4種花色苷的含量峰面積出現(xiàn)差異，說明這4種花色苷在發(fā)酵過程中含量有變化，并且與發(fā)酵的菌種和發(fā)酵時間都有關(guān)，其具體的變化規(guī)律將在后續(xù)研究中進行詳細深入研究。

2.5 發(fā)酵前后墨江紫米的抗氧化性

2.5.1 DPPH自由基清除能力

利用DPPH方法測定了5種真菌發(fā)酵各時間段的紫米和未發(fā)酵的紫米在1.5 mg紫米/mL濃度條件下的抗氧化性，結(jié)果表明，大部分發(fā)酵各時間段均能顯著提高紫米的抗氧化性(P<0.05)，而且發(fā)酵4天抗氧化性提高最多(圖5)。總的來看，不同處理的墨江紫米對DPPH自由基的清除能力變化規(guī)律與總酚和總黃酮含量變化規(guī)律類似，說明可能發(fā)酵紫米中總酚總黃酮可能是其發(fā)揮清除DPPH自由基的主要活性物質(zhì)。通過對墨江紫米DPPH自由基清除能力與總酚、總黃酮以及總花色苷含量的相關(guān)系數(shù)分別為：r=0.830，P<0.01；r=0.861，P<0.01和r=0.355，P>0.05。該相關(guān)性分析結(jié)果表明，發(fā)酵前后墨江紫米對DPPH自由基清除能力的大小與總酚和總黃酮含量有關(guān)，而與總花色苷含量變化不相關(guān)。大量研究表明，谷物具有一定的抗氧化能力，且經(jīng)過微生物發(fā)酵后的谷物抗氧化能力提高，另外，其抗氧化能力主要是來自于谷物中的酚類物質(zhì)[8-10]，這些結(jié)論均與本研究的結(jié)果相類似。

圖4 墨江紫米花色苷質(zhì)譜圖Fig.4 The mass spectrum of anthocyanins from Mojiang purple rice (Oryza sativa L.).

圖5 發(fā)酵前后墨江紫米在1.5 mg干重紫米/mL的濃度下對DPPH自由基清除能力Fig.5 The DPPH radical scavenging ratio of native and fermented Mojiang purple rice (Oryza sativa L.) at 1.5 mg dry weight of purple rice /mL注：柱狀圖中不同字母表示具有顯著差異(P<0.05)

2.5.2 ABTS·+自由基清除能力

本研究采用ABTS·+自由基清除能力方法來作為第2種抗氧化評價方法，發(fā)酵前后墨江紫米在1.5 mg干重紫米/mL的濃度下對ABTS·+自由基清除能力結(jié)果如圖6所示。由圖6可以看出，墨江紫米不論發(fā)酵與否，其對ABTS·+自由基清除能力要強于對DPPH自由基清除能力(圖5)，但總體規(guī)律相類似，除個別發(fā)酵時間段降低了墨江紫米ABTS·+自由基清除能力外，其他發(fā)酵時間段均能顯著提高其ABTS·+自由基清除能力(P<0.05)。通過相關(guān)性分析，墨江紫米的ABTS·+自由基清除能力與其總酚、總黃酮、總花色苷的相關(guān)性系數(shù)分別為：r=0.621，P<0.05；r=0.574，P<0.05和r=0.224，P>0.05，說明發(fā)酵前后墨江紫米對ABTS·+自由基清除能力的大小同樣與其總酚和總黃酮含量有關(guān)。

圖6 發(fā)酵前后墨江紫米在1.5 mg干重紫米/mL的濃度下對ABTS·+自由基清除能力Fig.6 The ABTS radical scavenging ratio of native and fermented Mojiang purple rice (Oryza sativa L.) at 1.5 mg dry weight of purple rice /mL注：柱狀圖中不同字母表示具有顯著差異(P<0.05)

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，墨江紫米富含多酚類物質(zhì)，含有4種花色苷，具有較好的抗氧化性。經(jīng)過5種常見真菌發(fā)酵后，墨江紫米的總酚含量、總黃酮含量、花色苷含量以及抗氧化性均受到顯著的影響。在4天的發(fā)酵過程中，大多數(shù)發(fā)酵時間段，墨江紫米的各項上述指標均得到顯著的提高。因此，墨江紫米，尤其是發(fā)酵一定時間的墨江紫米，可能是植物性多酚及抗氧化劑的良好來源，可以開發(fā)成一種營養(yǎng)品或功能性食品加以應(yīng)用。

[1] PISOSCHI A M,POP A.The role of antioxidants in the chemistry of oxidative sress: a review[J].European Journal of Medicinal Chemistry,2015,97:55-74.

[2] SITI H N,KAMISAH Y,KAMSIAH J.The role of oxidative stress, antioxidants and vascular inflammation in cardiovascular disease (a review)[J].Vascular Pharmacology,2015,71:40-56.

[3] ARUOMA O I.Free radicals, oxidative stress, and antioxidants in human health and disease[J].Journal of the American Oil Chemists’ Society,1998,75(2):199-212.

[4] EI GHARRAS H.Polyphenols:food sources, properties and applications-a review[J]. International Journal of Food Science & Technology,2009,44(12):2 512-2 518.

[5] ZHANG Hua,TSAO R.Dietary polyphenols, oxidative stress and antioxidant and anti-inflammatory effects[J].Current Opinion in Food Science,2016,8:33-42.

[6] PERRON N R,BRUMAGHIM J L.A review of the antioxidant mechanisms of polyphenol compounds related to iron binding[J].Cell Biochemistry & Biophysics,2009,53(2):75-100.

[7] ABDEL-AAL E S M,CHOO T M,DHILLON S,et al.Free and bound penolic acids and total phenolics in black, blue, and yellow barley and their contribution to free radical scavenging capacity[J].Cereal Chemistry,2012,89(4):198-204.

[8] CAI Sheng-bao,WANG Ou,WU Wei,et al.Comparative study of the effects of solid-state fermentation with three filamentous fungi on the total phenolics content (TPC), flavonoids, and antioxidant activities of subfractions from oats (Avena sativa L.)[J].Journal of Agricultural & Food Chemistry,2012,60(1):507-513.

[9] BHANJA T,KUMARI A,BANERJEE R.Enrichment of phenolics and free radical scavenging property of wheat koji prepared with two filamentous fungi[J].Bioresource Technology,2009,100(11):2 861-2 866.

[10] 王春麗,黃士淇,孫丹,等.絲狀真菌發(fā)酵小麥麩皮中酚類物質(zhì)抑制胰脂肪酶活性和HepG2細胞內(nèi)甘油三酯沉積的作用[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2016,42(3):61-66.

[11] SINGLETON V L,ROSSI J A.Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdicphosphotungstic acid reagent[J].American Journal of Enology and Viticulture,1965,16(3):144-158.

[12] 孫丹,黃士淇,蔡圣寶.不同加工方式對苦蕎中總酚、總黃酮及抗氧化性的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2016,42(1):141-147.

[13] HOSSEINIAN F S,LI Wen-de,BETA T.Measurement of anthocyanins and other phytochemicals in purple wheat[J].Food Chemistry,2008,109(4):916-924.

[14] YAMANE Y I,FUJITA J,SHIMIZU R I,et al. Production of cellulose-and xylan-degrading enzymes by a koji mold, aspergillus oryzae, and their contribution to the maceration of rice endosperm cell wall[J].Journal of Bioscience & Bioengineering,2002,93(1):9-14.

[15] GALVANO F,LA FAUCI L,LAZZARINO G,et al.Cyanidins: metabolism and biological properties[J].The Journal of Nutritional Biochemistry,2004,15(1):2-11.

[16] DULF F V,VODNAR D C,DULF E H,et al.Total phenolic contents, antioxidant activities, and lipid fractions from berry pomaces obtained by solid-state fermentation of two Sambucus species withAspergillusniger[J].Journal of Agricultural & Food Chemistry,2015,63(13):3 489-3 500.

[17] SUN Dan,HUANG Shi-qi,CAI Sheng-bao,et al.Digestion property and synergistic effect on biological activity of purple rice (Oryza sativa L.) anthocyanins subjected to a simulated gastrointestinal digestioninvitro[J].Food Research International,2015,78:114-123.

[18] HOU Fang-li,ZHANG Rui-fen, ZHANG Ming-wei,et al.Hepatoprotective and antioxidant activity of anthocyanins in black rice bran on carbon tetrachloride-induced liver injury in mice[J].Journal of Functional Foods,2013,5(4):1 705-1 713.

A comparative investigation on the effects of different fungi fermentation on the polyphenols content and antioxidant activity of Mojiang purple rice (OryzasativaL.)

HUANG SHI-qi, XING Chen, CAI Sheng-bao*

(Yunnan Institute of Food Safety, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China)

Mojiang purple rice (OryzasativaL.) is a distinctive agricultural product in Yunnan province. However, information about the polyphenols content and antioxidant activity of Mojiang purple rice fermented by different fungi is still limit. Therefore, the purpose of the present work is to comparatively investigate the effects of five fungi fermentation (Aspergillusoryzaevar.effuses2083,Aspergillusoryzae2011,Rhizopusoryzae3005,Rhizopusoryzae3079,Rhizopusoligosporus3152) on the polyphenols content and antioxidant activity of Mojiang purple rice and identify the main anthocyanins. The results showed that four anthocyanins were detected in Mojiang purple rice, namely cyanidin-3, 5-diglucoside, cyanidin-3-glucoside, cyanidin-3-rutinoside and peonidin-3-glucoside. The total phenolics content, total flavonoids content, anthocyanins content and antioxidant activity of Mojiang purple rice strongly depended on fungus type and fermentation time.R.oryzae3005,R.oligosporusandA.oryzaevar.effusescould significantly enhance the parameters mentioned above for Mojiang purple rice during 4 days of fermentation (P<0.05). The results of the present work suggested that Mojiang purple rice, especially the one fermented by fungus for a certain time, might be used as a good source of natural antioxidant and developed as nutraceuticals and functional food.

Mojiang purple rice; fermentation; anthocyanin; phenolic compounds; antioxidant activity

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201704017

碩士研究生(蔡圣寶副教授為通訊作者，E-mail: caikmust2013@163.com)。

國家自然科學(xué)基金青年基金(31401503)；云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究面上項目(2014FB120)；省級人才培養(yǎng)項目(KKK0201405055)

2016-10-08，改回日期：2016-12-05