鮮切果蔬加工廢棄物發(fā)酵液的制備及功效性評價

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摘要：將發(fā)酵原料按紅糖：鮮切果蔬加工料：水=1：3：10的比例在室溫下自然發(fā)酵，并對發(fā)酵液進行功能性評價。取發(fā)酵2個月和6個月的發(fā)酵液進行抗氧化能力測定，結果表明，與原材料相比，發(fā)酵2個月的發(fā)酵液中還原型谷胱甘肽（GSH）含量、羥脯氨酸（HYP）含量略有上升，超氧化物歧化酶（SOD）活性、谷胱甘肽還原酶（GR）活性和總抗氧化能力都略有增強。發(fā)酵6個月的發(fā)酵液中，SOD活性顯著上升，達到原材料SOD活性總和的76.1倍，總抗氧化能力則是原材總和的34.3倍，GR活性上升到原材料GR活性總和的13.6倍?？偟膩碚f，鮮切果蔬加工廢棄物發(fā)酵液的功效性遠遠大于原材料的功效性，并隨著發(fā)酵時間的延長，GSH含量、GR活性、soD活性、羥自由基清除能力、總抗氧化能力等用于抗氧化能力評價的指標均呈上升趨勢。

關鍵詞：鮮切果蔬廢棄物；發(fā)酵液；抗氧化能力；功效性評價

鮮切果蔬又名微加工果蔬，國內外市場需求極大。鮮切果蔬加工過程會產生大量的加工廢棄物，約占完整果蔬重量的40%～50%，這些廢棄物如果處理不當，會造成材料的浪費和對環(huán)境的污染。將鮮切果蔬加工廢棄物經合理的發(fā)酵制備，可制成具有催化活性的發(fā)酵液，又稱酵素。研究表明，酵素具有較強的抗氧化能力，多種酵素提取物還具有抗癌功能。并且研究發(fā)現(xiàn)，身體中酵素的多少及其活性高低，對人體的青春、健康、衰老及疾病有重要影響。于曉艷等研究認為，蛋白酶、脂肪酶和超氧化物歧化酶等是微生物酵素類保健食品的主要功效酶。

隨著酶產業(yè)的發(fā)展，酵素在能源、環(huán)保和保健食品領域的應用日益受到關注，并呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展前景。用鮮切果蔬廢棄物制作酵素，其原材料隨手可得，制作過程簡單，得到的產品不但有望取代化學清潔劑被廣泛應用于日常生活，還能幫助機體清除自由基，維持機體健康。因此本次試驗主要對發(fā)酵2個月和發(fā)酵6個月的鮮切果蔬加工廢棄物的發(fā)酵液進行抗氧化能力和功效性評價，旨在拓寬鮮切果蔬產業(yè)鏈的原料利用，促進鮮切果蔬產業(yè)的健康發(fā)展。

1試驗材料與方法

1.1試驗材料及設備

1.1.1原材料：蘋果、紅糖均購于大連經濟技術開發(fā)區(qū)樂購超市。

1.1.2儀器設備：有密封蓋口的容器（最好是塑料材質，彈性較大）；PL203型梅特勒——托利多電子精密天平梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；GC-2010型氣相色譜儀日本島津公司；Lambda-25型紫外可見分光光度計美國PE；T-25型勻漿機德國IKA公司；BR4i型臺式高速冷凍離心機法國Jouan；DK-S26型電熱恒溫水浴鍋，上海精宏實驗設備有限公司。

1.2試驗方法

1.2.1發(fā)酵液的制備：蘋果皮和蘋果核作為鮮切果蔬加工的廢棄物，在本試驗中作為果蔬原料，經清洗破碎，按質量比為1：3：10的比例和順序，分別放入紅砂糖、果蔬原料和涼開水，混合后放人密封罐中，早期每天放氣1～2次，1個月后待無氣放出，將發(fā)酵液中的殘渣濾出，靜置發(fā)酵液進入靜后發(fā)酵階段，到2個月和6個月時對發(fā)酵液進行各項指標的測定。

1.2.2發(fā)酵液中幾種抗氧化物質含量及抗氧化能力的測定：總抗氧化能力、羥自由基清除能力、SOD活性、GR活性及HYP含量的測定均采用蘇州科銘生物技術有限公司生產的試劑盒進行測定，方法參見說明書。

1.2.3統(tǒng)計分析方法：數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進行差異顯著性分析。

2試驗結果與處理分析

2.1總抗氧化能力

測定對象中各種抗氧化物質和抗氧化酶共同構成總抗氧化水平。如圖1所示，蘋果原料的總抗氧化能力為13.3U/g，紅糖為113.2U/g，低于發(fā)酵2個月發(fā)酵液的總抗氧化能力，并且遠遠低于發(fā)酵6個月發(fā)酵液的總抗氧化能力。發(fā)酵2個月和6個月的發(fā)酵液的抗氧化能力分別是原材料抗氧化能力總和的12.4倍和34.3倍，說明發(fā)酵過程會提高混合廢棄物的總抗氧化能力，并且隨著發(fā)酵時間的延長，總抗氧化能力逐漸增強。

2.2羥自由基清除能力

羥自由基是生物體系產生的一種極具反應性的自由基，被認為在自由基病理學上具有高度損傷性，它的損傷能力幾乎在每一個活細胞內都能有體現(xiàn)。如圖2所示，蘋果的羥自由基清除率1.0%，與發(fā)酵2個月發(fā)酵液和發(fā)酵6個月發(fā)酵液的羥自由基清除率0.9%和1.0%比較接近，而且發(fā)酵2個月的發(fā)酵液與發(fā)酵6個月的發(fā)酵液中的羥自由基清除率接近相同，說明混合廢棄物發(fā)酵過程不能明顯地提升總體的羥自由基清除率。

2.3超氧化物歧化酶

超氧化物歧化酶（SOD）是生物體內清除自由基的重要物質，是評價生物體衰老與死亡的直觀指標。如圖所示，發(fā)酵6個月發(fā)酵液的SOD活性42.4（U/g），顯著高于發(fā)酵2個月發(fā)酵液的SOD活性（p<0.05），并且發(fā)酵2個月發(fā)酵液的SOD活性和發(fā)酵6個月發(fā)酵液的SOD活性分別是2種原材料總和的6.8和76.1倍，說明發(fā)酵的過程會增強混合廢棄物總體的SOD活性，并且SOD活性隨發(fā)酵時間的延長會有明顯的增強。

2.4谷胱甘肽還原酶（GR）活性

GR在氧化脅迫反應中對活性氧清除起關鍵作用。發(fā)酵6個月的發(fā)酵液的GR活性為0.03U/mg（圖4），高于發(fā)酵2個月發(fā)酵液的GR活性0.014U/mg，并且發(fā)酵6個月發(fā)酵液的GR活性和發(fā)酵2個月的發(fā)酵液的GR活性分別是2種原材料GR總和的13.6倍和5.5倍。說明發(fā)酵的過程會增強混合廢棄物總體的GR活性，并且GR活性隨發(fā)酵時間的延長會有明顯的增強。

2.5還原型谷胱甘肽（GSH）含量

GSH是細胞內最主要的抗氧化物質，在抗氧化和氨基酸跨膜運輸中具有重要作用。如圖5所示，發(fā)酵6個月發(fā)酵液的GSH含量是發(fā)酵2個月發(fā)酵液的GSH含量2倍左右，并分別為2種原材料GSH總和的11.3倍和6.25倍。說明發(fā)酵過程會略微提高混合廢棄物總體的GSH含量，并且GSH含量會隨著發(fā)酵時間增長而有所增加。

2.6羥脯氨酸含量

HYP是機體膠原蛋白的主要成分之一。如圖6所示，發(fā)酵6個月發(fā)酵液中的HYP含量低于發(fā)酵2個月的發(fā)酵液中發(fā)HYP含量。并且發(fā)酵6個月的發(fā)酵液的HYP含量和發(fā)酵2個月的發(fā)酵液的HYP含量分別是2種原材料HYP總和的3.1564倍和4.8502倍。說明發(fā)酵前期過程會提高混合廢棄物總體的HYP含量，但是發(fā)酵到一定程度后，HYP含量會隨著發(fā)酵時間增長而減少。

3結論

與2種原材料相比，除HYP含量先升高后下降外，GSH含量增加，SOD活性與GR活性增強，總抗氧化能力與羥自由基清除能力增強。并且隨著發(fā)酵時間的增加，GSH含量逐漸上升，SOD活性與GR活性呈上升趨勢，總抗氧化能力與羥基自由基能力不斷增強?？偟膩碚f，鮮切果蔬加工廢棄物發(fā)酵液的抗氧化能力比原材料的抗氧化能力高，并且抗氧化能力還在隨著時間的延長而增強。endprint