蛹蟲草固態(tài)發(fā)酵豆渣的功能性成分與抗氧化活性

,, ,,,, ,

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇南京 210095)

豆渣是在制作豆油、豆?jié){、豆腐等產(chǎn)品過程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)品。我國每年的豆渣產(chǎn)量巨大,大部分用來作為飼料。每100 g干豆渣含有大約42.4～58.2 g碳水化合物,15.2～33.4 g蛋白質(zhì),8.3～10.9 g脂肪[1]。由于豆渣含有豐富的營養(yǎng),同時豆渣本身含有70%～80%的水分,使得豆渣適合微生物生長。近年來,越來越多的研究者利用微生物發(fā)酵豆渣,生產(chǎn)有功能活性的物質(zhì)和食品[2-5]。伍時彬等用米曲霉固態(tài)發(fā)酵豆渣制曲,并添加纖維素酶,提取物具有較高的抗氧化活性[2]。江成英等利用多菌種固態(tài)發(fā)酵豆渣,生產(chǎn)富含β-胡蘿卜素、膳食纖維等功能性成分的發(fā)酵食品[3]。Li等用羊肚菌發(fā)酵豆渣,發(fā)酵后豆渣粉中總酚含量由5.99 mg/g提高至7.70 mg/g[6]。

蛹蟲草(Cordycepsmilitaris)為子囊菌門,肉座目,蟲草菌科、蟲草屬真菌。蛹蟲草與冬蟲夏草兩者的化學(xué)成分、營養(yǎng)成分和藥用功能非常相似。蛹蟲草的主要活性成分之一是蟲草素,蟲草素具有抑菌、抗病毒等生物活性,表現(xiàn)出免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗衰老等藥理功能[6]。研究表明,基質(zhì)經(jīng)蛹蟲草固態(tài)發(fā)酵,能提高發(fā)酵基質(zhì)的功能活性。朱振元等用蛹蟲草固態(tài)發(fā)酵大米,提高了大米的營養(yǎng)價值與抗氧化能力[7]。彭志妮等[8]用蛹蟲草固態(tài)發(fā)酵大豆,增加大豆抗氧化活性物質(zhì),提高了發(fā)酵大豆的抗氧化能力。

微生物發(fā)酵豆渣會產(chǎn)生一些新的功能性成分,但將發(fā)酵豆渣作為功能性食品,對其進行高值化利用的研究較少,發(fā)酵豆渣還未被充分開發(fā)利用。蛹蟲草具有多種功能活性物質(zhì),在日常保健方面有廣闊的應(yīng)用前景,有關(guān)利用蟲草發(fā)酵豆渣的研究,目前尚未見報道。本研究以蛹蟲草CM-1為發(fā)酵菌株,固態(tài)發(fā)酵豆渣,以期在降低成本同時獲得較高的附加值。研究發(fā)酵前后豆渣中蟲草素、總酚、多糖等功能性成分及抗氧化活性變化,對這些指標進行相關(guān)性分析和主成分分析,為利用發(fā)酵豆渣開發(fā)成功能性食品或配料提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蛹蟲草CM-1(CordycepsmilitarisCM-1) 由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品微生物實驗室保存,分離自江蘇省睢寧縣的蛹蟲草,經(jīng)形態(tài)學(xué)與分子生物學(xué)鑒定,確定該菌株為蛹蟲草;馬鈴薯葡萄糖瓊脂(Potato Dextrose Agar,PDA)培養(yǎng)基(g/L) 土豆200、葡萄糖20、瓊脂20,pH自然;大豆 燕之坊東北小黃豆;2,2′-聯(lián)氮-二-3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸二銨鹽(2,2′-Azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate),ABTS)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical 2,2-Diphenyl-1-(2,4,6-trinitrophenyl)hydrazyl,DPPH)、2,4,6-三(2′-吡啶基)-1,3,5-三嗪(2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride,TPTZ)、甲醇 美國Sigma Aldrich公司;蟲草素標準品 上海源葉生物有限公司;葡萄糖、瓊脂粉、鐵氰化鉀、三氯乙酸、氯化鐵、醋酸鈉、醋酸、過硫酸鉀、碳酸鈉、沒食子酸 均為分析純,南京壽德試劑有限公司。

LHS-150SC恒溫恒濕箱 上海蘇凈實業(yè)有限公司;島津AUY-120分析天平 上海恒一科技有限公司;TDL-5-A離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠;Waters 2695高效液相色譜儀(PAD檢測器Waters 2996) 日本W(wǎng)aters公司;HetoPowerDry LL3000真空冷凍干燥機 美國Thermo公司;Kjeltec TM2300全自動凱氏定氮儀 丹麥福斯 Foss公司;索式脂肪抽提裝置 上海華瑞儀器有限公司;SX2-4-13數(shù)顯控溫馬弗爐 上海蘇凈實業(yè)有限公司;酶標儀 美國Bio-Tek公司;722型分光光度計 上海菁華科技儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 菌種活化 將蛹蟲草CM-1從斜面培養(yǎng)基接種到PDA固體培養(yǎng)基平板,倒置在22 ℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)7 d,活化2次,使用前放于4 ℃冰箱保存。

1.2.2 豆渣制備 稱取大豆1000 g,加入3000 mL水,在室溫下浸泡12 h。以1∶7豆水比進行磨漿,制得水分含量約82%的新鮮豆渣。

1.2.3 發(fā)酵豆渣制備 取培養(yǎng)7 d蛹蟲草CM-1的PDA平板,用生理鹽水(0.85% NaCl)洗下菌絲和孢子,置于裝有無菌水和玻璃珠的錐形瓶。將孢子打散后用四層紗布過濾,得到孢子懸浮液,用血球計數(shù)板對孢子鏡檢計數(shù),調(diào)節(jié)孢子數(shù)約為107～108個/mL。孢子懸浮液接種量為10%(v/m),接種至滅菌的豆渣,置于22 ℃培養(yǎng)箱,避光發(fā)酵7 d。發(fā)酵樣品用凍干機-20 ℃冷凍干燥48 h,打粉,過80目篩。

1.2.4 豆渣水溶性提取物的制備 分別取未發(fā)酵豆渣、發(fā)酵豆渣的凍干樣品1 g,加入30 mL蒸餾水,50 ℃水浴鍋提取4 h,8000×g離心10 min,提取2次?？刂菩D(zhuǎn)蒸發(fā)儀水浴溫度為50 ℃,轉(zhuǎn)速為108 r/min,將60 mL提取液減壓濃縮至15 mL,凍干。凍干提取物用去離子水溶解,配成濃度為0.25、0.5、1、2、4、6、8、10、12 mg/mL的溶液。

1.3 檢測方法

1.3.1 多糖含量測定 采用文獻[9]的方法測定提取物中多糖含量,稍作修改。用Sevage法沉淀提取液中的蛋白質(zhì),加入4倍體積的無水乙醇,4 ℃沉淀。離心,得到沉淀,用無水乙醇清洗2次,凍干,得到粗多糖。

用硫酸苯酚法測定粗多糖中總糖含量。將葡萄糖分別配成濃度為0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1 mg/mL。1 mL標準液分別加入現(xiàn)配的5%苯酚溶液1 mL,濃硫酸5 mL,搖勻,30 ℃放置30 min,于490 nm處測定吸光值。以葡萄糖含量為橫坐標,吸光值為縱坐標,制作標準曲線,得到其線性回歸方程。

吸取1.0 mL樣品液,按照上述步驟測定吸光值,并代入標準曲線y=8.1071x+0.0638(R2=0.9982),計算反應(yīng)體系中的葡萄糖濃度(mg/mL)。總糖含量(μg/mg)=葡萄糖濃度/1000×稀釋倍數(shù)×提取液體積/提取物質(zhì)量。

用3,5-二硝基水楊酸比色法測定粗多糖中還原糖含量。在6支試管中分別加入1 mg/mL葡萄糖標準溶液0.00、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mL,補蒸餾水至0.5 mL,然后加入DNS試劑1.5 mL,充分混勻。置于沸水浴中煮沸5 min,然后迅速流水冷卻,并分別向試管中加入4 mL蒸餾水,混勻。在540 nm處測定吸光值。以葡萄糖濃度為橫坐標,以吸光值為縱坐標制作標準曲線,得到其線性回歸方程。

取1 mL樣品溶液,按上述步驟測定吸光值,代入標準曲線y=1.2719x-0.0394(R2=0.9965),計算反應(yīng)體系中的葡萄糖濃度(mg/mL)。還原糖含量(μg/mg)=葡萄糖濃度/1000×稀釋倍數(shù)×提取液體積/提取物質(zhì)量。

多糖含量(μg/mg)=總糖含量-還原糖含量

1.3.2 總酚含量測定 采用文獻[10]的方法測定提取物總酚含量。200 μL樣品依次加入2.5 mL水,0.5 mL福林酚試劑,混勻,反應(yīng)1 min,再加入2 mL碳酸鈉,25 ℃暗反應(yīng)2 h,在760 nm處測定吸光值。以濃度為40、60、80、100、120、160 μg/mL的沒食子酸標準品為橫坐標,相應(yīng)的吸光值為縱坐標,制作標準曲線。根據(jù)標準曲線擬合回歸方程y=0.0032x+0.0471(R2=0.9983),計算樣品中沒食子酸當量的濃度,總酚含量(μg/mg)=總酚濃度×提取液體積/提取物質(zhì)量,結(jié)果表示為μg GAE/mg提取物。

1.3.3 蟲草素含量測定 用高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,HPLC)測定蟲草素含量[11]。進液相前,過0.22 μm有機濾膜,進樣量20 μL。

色譜條件:色譜柱:ZORBAX Eclipse Plus C18反相分析柱(4.60 mm×250 mm,5 μm,Agilent);檢測器:PAD檢測器;流動相A:甲醇,流動相B:水,梯度洗脫:0～30 min,5%～60% A,30～40 min,60%～100% A。檢測波長:260 nm。流速:0.8 mL/min;柱溫:25 ℃;進樣量:20 μL。

標準曲線配制:準確稱取蟲草素標準品30 mg,溶解于甲醇中,得到濃度為30 μg/mL的標準品母液。母液分別稀釋至5、10、15、20、25、30 μg/mL,過0.22 μm濾膜,上樣20 μL。以蟲草素色譜峰面積為縱坐標,以濃度為橫坐標,繪制蟲草素標準曲線。根據(jù)標準曲線擬合的線性回歸方程y=91882x+15080(R2=0.9997)計算提取物中蟲草素濃度,再根據(jù)公式計算蟲草素含量。

蟲草素含量(μg/mg)=蟲草素濃度×提取液體積/提取物質(zhì)量

1.3.4 DPPH自由基清除力測定 測定DPPH自由基清除力采用文獻[10]的方法,0.5 mL樣品溶液和0.5 mL DPPH甲醇溶液混合均勻,37 ℃暗反應(yīng)30 min,在517 nm處測定吸光值。DPPH自由基清除能力的計算采用公式:

其中,A樣品是樣品反應(yīng)液的吸光度,A空白是以去離子水代替樣品的溶液的吸光度。

1.3.5 還原能力測定 采用文獻[12]的方法,0.2 mL樣品溶液中依次加入1 mL 0.2 mol/L pH6.6的磷酸鹽緩沖溶液,1 mL 1 g/100 mL鐵氰化鉀溶液,混勻,50 ℃水浴20 min,取出冷卻,再加入1 mL 0.1 g/mL三氯乙酸。取1 mL上清液,加入0.2 mL 1 mg/mL的氯化鐵溶液。10 min后在700 nm處測吸光度。測得的吸光值代表樣品的還原能力,吸光值越大,代表還原能力越強。還原能力計算采用公式:

還原力=A樣品-A空白

其中,A樣品是樣品反應(yīng)液的吸光度,A空白是以去離子水代替樣品的溶液的吸光度。

1.3.6 ABTS+·清除活性測定 采用文獻[10]的方法,7 mmol/L ABTS和2.45 mmol/L K2S2O8以1∶2的體積比混合,室溫下暗反應(yīng)16 h,形成ABTS+·,使用前用無水乙醇稀釋至吸光值在734 nm波長處為0.70±0.02,作為實驗用的ABTS工作液。取0.5 mL樣品溶液與2 mL ABTS+·溶液混合,室溫下靜置反應(yīng)6 min,測定在723 nm處的吸光度。ABTS+·清除能力計算采用公式:

其中,A樣品是樣品反應(yīng)液的吸光度,A空白是以去離子水代替樣品的溶液的吸光度。

1.3.7 鐵離子還原力(FRAP)測定 鐵離子還原力代表樣品的抗氧化能力。鐵離子還原力測定方法采用文獻[10]的方法,將250 mL 0.3 mol/L的醋酸鹽緩沖液(pH=3.6),25 mL 10 mmol/L的TPTZ溶液(40 mmol/L鹽酸溶解)和25 mL 20 mmol/L的氯化鐵溶液混合,配成鐵離子還原力試劑,反應(yīng)時,將0.4 mL樣品和1 mL FRAP混合,置于37 ℃水浴20 min,在593 nm處測定吸光值。配制0～1000 μmol/L的FeSO4溶液,以FeSO4代替樣品,制作標準曲線,其中,橫坐標為FeSO4的濃度,縱坐標為相應(yīng)的吸光值。根據(jù)標準曲線y=0.0021x+0.2106(R2=0.9943),計算出被測定樣品的硫酸亞鐵當量濃度,結(jié)果表示為μmol/L FeSO4。

1.3.8 抗氧化指標的半最大效應(yīng)濃度(EC50)值的計算 根據(jù)擬合方程,計算當DPPH自由基清除率、ABTS+·清除率達到50%以及還原力吸光值達到0.5時的有效濃度(EC50),以比較豆渣發(fā)酵前后水提物的抗氧化能力。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)實驗所得的平均值,結(jié)果表示為平均值±標準偏差,采用SPSS 16.0進行ANOVA單因素方差分析及Duncan多重比較,p<0.05為顯著水平。用Origin 8.0軟件作圖,并通過SPSS 16.0軟件進行皮爾森相關(guān)性分析,通過SIMCA-P11.5軟件進行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵前后多糖、總酚和蟲草素含量變化

表1為豆渣發(fā)酵前后豆渣水提物中功能性成分的變化。

表1 發(fā)酵前后多糖、總酚和蟲草素含量變化Table 1 Chang in polysaccharide,total polyphenols and cordycepin of unfermented and fermented okara

注：“Nd”表示未檢測到;同列數(shù)據(jù)不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。

未發(fā)酵豆渣提取物中多糖含量為(166.31±7.11) μg/mg,經(jīng)過蛹蟲草CM-1發(fā)酵,發(fā)酵豆渣多糖含量提高為(236.16±39.91) μg/mg，是發(fā)酵前的1.42倍。發(fā)酵過程中,一方面CM-1分泌的少量纖維素酶將豆渣中的纖維素降解為可溶性多糖;另一方面,隨著CM-1的生長,菌絲增多,發(fā)酵豆渣多糖也增加[13]。

未發(fā)酵豆渣提取物中總酚含量為(5.55±0.1) μg GAE/mg,經(jīng)蛹蟲草CM-1發(fā)酵后豆渣總酚含量提高至(11.94±0.33) μg GAE/mg,是未發(fā)酵豆渣的2.15倍。Singh[14]等用哈茨木霉NBRI-1055發(fā)酵大豆,大豆的總酚含量顯著增加。Chandrasekara[15]等認為發(fā)酵前酚類化合物與不溶性纖維結(jié)合,在微生物發(fā)酵過程中,酚類被釋放,使水提物中總酚含量增加。發(fā)酵后豆渣表面結(jié)構(gòu)變化,豆渣的比表面積增加,也能促進多酚溶出[16]。

圖1 豆渣發(fā)酵前后抗氧化能力變化Fig.1 Changes in antioxidant activity of fermented and unfermented okara

蟲草素是蛹蟲草的重要代謝成分之一,豆渣中不含蟲草素,發(fā)酵過程中CM-1分泌蟲草素使發(fā)酵豆渣蟲草素含量增加。發(fā)酵7 d后,豆渣提取物中蟲草素的含量為(1.88±0.04) μg/mg。

2.2 發(fā)酵前后抗氧化能力變化

2.2.1 未發(fā)酵豆渣和發(fā)酵豆渣抗氧化指標變化 本研究以DPPH自由基清除能力、還原力、ABTS+·清除能力及FRAP這4種不同的抗氧化能力評價為指標,測定了未發(fā)酵豆渣、發(fā)酵豆渣抗氧化能力隨提取物濃度的變化情況,結(jié)果如圖1(a～d)所示。

由圖1(a)可知,隨著濃度的增加,發(fā)酵后豆渣提取物DPPH自由基清除力明顯提高,而未發(fā)酵豆渣的提高不明顯。當提取物濃度為6 mg/mL時,未發(fā)酵豆渣DPPH自由基清除力為24.62%,發(fā)酵豆渣為72.40%。Juan等[17]報道,經(jīng)枯草芽孢桿菌發(fā)酵的黑豆DPPH自由基清除力有所提高,是由于發(fā)酵后黑豆中總酚含量提高引起的。因此,發(fā)酵豆渣總酚含量增加可能使發(fā)酵后豆渣提取物DPPH自由基清除力提高。另外,DPPH清除能力提高可能與發(fā)酵豆渣多糖變化有關(guān)。Shi[18]用金針菇發(fā)酵豆渣提取多糖有較強的DPPH自由基清除力。除此之外,張琳[19]發(fā)現(xiàn)蟲草素具有一定的抗氧化能力,DPPH清除率隨著蟲草素濃度的升高而上升。發(fā)酵豆渣提取物含有1.88 μg/mg蟲草素,能提高豆渣的抗氧化性。

還原潛力反應(yīng)抗氧化物質(zhì)通過自身的還原作用提供電子的能力,還原潛力越大,樣品的抗氧化能力越強。由圖1(b)可知發(fā)酵豆渣的還原能力高于未發(fā)酵豆渣,說明發(fā)酵豆渣具有更強的抗氧化能力。提取物濃度為6 mg/mL,還原力由0.11提高到0.38。有研究認為,發(fā)酵過程中會產(chǎn)生一些還原酮物質(zhì),這些物質(zhì)通過提供電子使自由基變成穩(wěn)定的物質(zhì),以中斷自由基鏈式反應(yīng),從而使發(fā)酵后的樣品具有更強的還原潛力[20]。因此蛹蟲草CM-1發(fā)酵豆渣的過程中可能產(chǎn)生了含有還原酮的物質(zhì),從而提高了發(fā)酵豆渣的還原力,但有待進一步的實驗確認。

如圖1(c)所示,發(fā)酵前后豆渣的提取物都有ABTS自由基清除能力,而且隨著提取物濃度增加,ABTS自由基清除能力增強,與濃度成量效關(guān)系。發(fā)酵后豆渣提取物ABTS自由基清除能力增強,當提取物濃度為6 mg/mL時,未發(fā)酵豆渣為76.76%,發(fā)酵豆渣為88.71%。Kim[21]認為ABTS自由基清除力的提高和總酚增加有關(guān)。Chan[22]等認為,多酚在電子傳遞鏈中有很重要的作用,多酚提供電子與自由基配對,將自由基轉(zhuǎn)化為相對穩(wěn)定的終產(chǎn)物,打斷自氧化途徑。

FRAP主要體現(xiàn)樣品的總還原力。由圖1(d)可知,未發(fā)酵豆渣隨著提取物濃度增加,總還原力幾乎沒有變化,而發(fā)酵豆渣總還原力隨濃度增加而上升,且與提取液濃度呈正相關(guān)。當提取物濃度為6 mg/mL時,未發(fā)酵豆渣的FRAP值為39.08,發(fā)酵豆渣為269.55。Qin[23]發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌發(fā)酵黑豆后,總還原力提高,這可能與發(fā)酵過程中鐵離子螯合物的釋放有關(guān)。Vadivel[24]等認為,提取物中的多酚將Fe3+-TPTZ還原成Fe2+-TPTZ。因此,發(fā)酵豆渣總還原力的提高可能與總酚含量提高有關(guān),多酚與自由基反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的化合物,終止自由基鏈反應(yīng)[25-26]。

2.2.2 未發(fā)酵豆渣和發(fā)酵豆渣的EC50值 EC50值代表清除率達到50%時樣品的濃度[27]。樣品的抗氧化能力與EC50值密切相關(guān)。EC50值越小,說明抗氧化能力越強。用EC50值比較樣品的抗氧化能力,結(jié)果如表2所示。ABTS自由基清除力,未發(fā)酵豆渣的EC50值是1.70 mg/mL,而發(fā)酵豆渣的EC50值為1.34 mg/mL,說明發(fā)酵豆渣的ABTS自由基清除力較高。因此,蛹蟲草CM固態(tài)發(fā)酵豆渣能顯著提高豆渣水提物的抗氧化能力。

表2 豆渣發(fā)酵前后水提物抗氧化指標的EC50值Table 2 EC50values in antioxidant properties of water extracts from unfermented okara and fermented okara

注：同行小寫字母不同表示差異顯著(p<0.05)。Nd:表示未檢測到。

2.3 多糖、總酚、蟲草素含量與抗氧化活性的關(guān)系

許多研究表明,多糖、總酚、蟲草素含量變化可以改善其抗氧化能力[14-23],因此,通過SPSS 16.0軟件對豆渣水提物中多糖、總酚、蟲草素含量與不同抗氧化能力進行皮爾森相關(guān)性分析,結(jié)果如表3所示?？梢钥闯?多糖含量與不同抗氧化能力的相關(guān)性依次為:ABTS自由基清除率>DPPH自由基清除率>FRAP>還原力;總酚含量與不同抗氧化能力的相關(guān)性依次為:DPPH自由基清除率>FRAP>還原力>ABTS自由基清除率;蟲草素含量與不同抗氧化能力的相關(guān)性依次為:還原力>FRAP>DPPH自由基清除率>ABTS自由基清除率。

表3 多糖、總酚、蟲草素含量和抗氧化能力的皮爾森相關(guān)性分析Table 3 Pearson’s correlation coefficients between polysaccharide,total phenolic, cordycepin content and antioxidant capacity

注：“**”表示在 0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

2.4 抗氧化性能主成分分析

為了能得到所有參數(shù)相關(guān)性的宏觀表達,采用SIMCA-P軟件對多糖、總酚、蟲草素和抗氧化能力指標進行主成分分析,結(jié)果如圖2所示。PC1解釋了總數(shù)據(jù)量的90.01%,PC2解釋了總數(shù)據(jù)量的8.28%,主要反映不同樣本重復(fù)間差異,表明樣本重復(fù)性較好。PC1、PC2累計貢獻率為98.29%,因此這2個主成分能夠代表整體數(shù)據(jù)的信息特征。ABTS自由基清除力、多糖、總酚和PC1、PC2呈正相關(guān)性,DPPH自由基清除率、FRAP、還原力、蟲草素和PC1、PC2呈負相關(guān)性。多糖、總酚、蟲草素和抗氧化能力指標之間的相關(guān)性與皮爾森相關(guān)性分析所得結(jié)論相似。

圖2 抗氧化性能主成分分析Fig.2 Principal component analysis of antioxidant properties

3 結(jié)論

本文用冷凍干燥法獲得凍干粉,測定了豆渣發(fā)酵前后水提物功能性成分以及抗氧化能力變化。豆渣經(jīng)過蛹蟲草CM-1發(fā)酵,發(fā)酵豆渣中含有蟲草素,提取物中的總酚、多糖含量顯著提高。發(fā)酵豆渣水提物DPPH自由基清除能力、還原力、FRAP、ABTS+·清除能力均比未發(fā)酵豆渣高,說明發(fā)酵豆渣具有更強的抗氧化活性。彭志妮等[8]用蛹蟲草發(fā)酵大豆,發(fā)酵終點水提物抗氧化能力降低,可能是發(fā)酵前大豆水提物的功能活性物質(zhì)較多,發(fā)酵后部分水溶性的功能活性物質(zhì)被分解,水提物抗氧化能力降低;而本文中發(fā)酵后豆渣水提物抗氧化能力增強,是因為豆渣是大豆加工過程中水不溶性的物質(zhì),具有抗氧化能力的物質(zhì)含量本來很少,因此豆渣發(fā)酵前抗氧化能力差,而發(fā)酵后豆渣中功能性成分(多糖、蟲草素、總酚)含量增加,水提物抗氧化能力提高。

皮爾森相關(guān)性和主成分分析表明,總酚、多糖、蟲草素含量增加與抗氧化活性的提高有關(guān)。本研究表明,滅菌后的豆渣可以直接用作蛹蟲草的發(fā)酵基質(zhì)。豆渣經(jīng)過蛹蟲草CM-1發(fā)酵,功能性成分含量提高,抗氧化能力增強,為豆渣開發(fā)成為含蟲草素的食品基料及抗氧化食品提供可能。發(fā)酵后豆渣可以加工為食品直接食用;作為抗氧化食品輔料,添加到餅干、面包等食品中;也可開發(fā)發(fā)酵豆渣提取液作為功能性飲料等。發(fā)酵豆渣含有多種功能性成分,具有抗氧化能力,對實現(xiàn)豆渣資源精深加工和高值化利用具有一定的促進意義。

本文研究了發(fā)酵豆渣的體外抗氧化能力,可進一步測定并研究抗氧化能力指數(shù)、總抗氧化能力等指標與功能性成分之間關(guān)系,并進一步研究發(fā)酵豆渣水提物體內(nèi)抗氧化能力,為未來抗氧化功能性食品開發(fā)提供更深入的理論和技術(shù)支撐。

[1]Vong W C,Liu S Q. Biovalorisation of okara(soybean residue)for food and nutrition[J]. Trends in Food Science and Technology,2015,52:139-147.

[2]伍時彬,王淼,張薇. 米曲霉豆渣曲抗氧化活性物的制備研究[J]. 食品工業(yè)科技,2010(9):201-203.

[3]江成英,孫艷玲,張文學(xué),等. 富含β-胡蘿卜素的發(fā)酵豆渣功能食品的研制[J]. 食品工業(yè),2016(1):174-176.

[4]謝婧. 豆渣發(fā)酵過程中主要營養(yǎng)保健成分變化規(guī)律的研究[D]. 長沙:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.

[5]管瑛,汪瑨芃,李文,等. 豆渣固態(tài)發(fā)酵過程中主要營養(yǎng)成分及抗氧化特性變化[J]. 食品科學(xué),2016,37(21):189-194.

[6]李晨曦. 蛹蟲草有效成分的提取及保健食品的開發(fā)[D]. 南昌:南昌大學(xué),2013.

[7]朱振元,賈長英,孫會輕. 蛹蟲草發(fā)酵大米的成分分析及體外抗氧化活性研究[J]. 食品工業(yè)科技,2016,37(20):235-248.

[8]彭志妮,郭麗瓊,張新超,等. 蛹蟲草固體發(fā)酵大豆基質(zhì)的成分及抗氧化活性變化研究[J]. 菌物學(xué)報,2011,30(2):338-342.

[9]Li S,S Y,Z D,et al. Optimization of fermentation conditions for crude polysaccharides by Morchella esculenta using soybean curd residue[J]. Industrial Crops and Products,2013,50(10):666-672.

[10]Xiao Y,Xing G L,Rui X,et al. Enhancement of the antioxidant capacity of chickpeas by solid state fermentation with Cordyceps militaris SN-18[J]. Journal of Functional Foods,2014,10:210-222.

[11]Yu R,Ye B,Yan C,et al. Fingerprint analysis of fruiting bodies of cultured Cordyceps militaris by high-performance liquid chromatography-photodiode array detection[J]. Journal of Pharmaceutical & Biomedical Analysis,2007,44(3):818-823.

[12]Samurailatpam S,Amit K R,Ali M,et al. Enhancement of antioxidant properties of two soybean varieties of Sikkim Himalayan region by proteolytic Bacillus subtilis fermentation[J].Journal of Functional Foods,2015,14:650-658.

[13]賀曉玉,羅杰,李英倫. 響應(yīng)面法優(yōu)化蛹蟲草菌固體發(fā)酵五味子藥渣發(fā)酵條件[J]. 食品工業(yè)科技,2014,35(15):166-170.

[14]Singh H B,Singh B N,Singh S P,et al. Solid-state cultivation of Trichoderma harzianumNBRI-1055 for modulating natural antioxidants in soybean seed matrix[J]. Bioresource Technology,2010,101:6444-6453.

[15]Chandrasekara A,Shahidi F. Bioaccessibility and antioxidant potential of millet grain phenolics as affected by simulatedinvitro,digestion and microbial fermentation[J]. Journal of Functional Foods,2012,4(1):226-237.

[16]Li S,Chen Y,Li K,et al. Characterization of physicochemical properties of fermented soybean curd residue by Morchella esculenta[J]. International Biodeterioration and Biodegradation,2016,109:113-118.

[17]Juan M Y,Chou C C. Enhancement of antioxidant activity,total phenolic and flavonoid content of black soybeans by solid state fermentation with Bacillus subtilis BCRC 14715[J]. Food Microbiology,2010,27(5):586-591.

[18]Shi M,Yang Y,Guan D,et al. Bioactivity of the crude polysaccharides from fermented soybean curd residue by Flammulinavelutipes[J]. Carbohydrate Polymers,2012,89(4):1268-1276.

[19]張琳. 蟲草素的分離鑒定及其生物活性研究[D]. 天津:南開大學(xué),2015.

[20]Lee I,Hung Y H,Chou C C. Solid-state fermentation with fungi to enhance the antioxidative activity,total phenolic and anthocyanin contents of black bean[J]. International Journal of Food Microbiology,2008,121(2):150-156.

[21]Kim J,Choi J N,Kang D,et al. Correlation between antioxidative activities and metabolite changes during Cheonggukjang fermentation[J]. Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry,2011,75(4):732-739.

[22]Chan K W,Khong N M,Iqbal S,et al. Isolation and antioxidative properties of phenolics-saponins rich fraction from defatted rice bran[J]. Journal of Cereal Science,2013,57(3):480-485.

[23]Qin Y,Jin X N,Park H D. Comparison of antioxidant activities in black soybean preparations fermented with various microorganisms[J]. Agricultural Sciences in China,2010,9(7):1065-1071.

[24]Vadivel V,Stuetz W,Scherbaum V,et al. Total free phenolic content and health relevant functionality of Indian wild legume grains:Effect of indigenous processing methods[J]. Journal of Food Composition and Analysis,2011,24(7):935-943.

[25]Luthria D L,Liu K. Localization of phenolic acids and antioxidant activity in sorghum kernels[J]. Journal of Functional Foods,2013,5:1751-1760.

[26]Chan K W,Khong N M,Iqbal S,et al. Isolation and antioxidative properties of phenolics-saponins rich fraction from defatted rice bran[J]. Journal of Cereal Science,2013,5:480-485.

[27]Lee Y L,Yang J H,Mau J L. Antioxidant properties of water extracts from Monascus fermented soybeans[J]. Food Chemistry,2008,106(3):1128-1137.