生姜酵素發(fā)酵過程中生物活性成分含量及其抗氧化活性的變化

周 穎,韋仕靜,葛亞中,任 杰,余慶濤,楊繼國,,*,寧正祥

(1.華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,廣東廣州 510640;2.無限極(中國)有限公司,廣東廣州 510640;3.華南協(xié)同創(chuàng)新研究院,廣東東莞 523808)

“酵素”一詞起初源于日本,是當(dāng)?shù)厝藢?duì)于“酶”的稱呼[1]。不過如今的酵素卻不單單指酶,更是指以各種水果、蔬菜、大豆、菇類、糙米、藥食同源的中藥如葛根等為原料,用乳酸菌或酵母發(fā)酵所制成的發(fā)酵食品[2]。酶營養(yǎng)學(xué)創(chuàng)始人E.Howell在其酶營養(yǎng)學(xué)一書中寫到:人體一生中所產(chǎn)生的酶量是有限的,會(huì)愈用愈少,體酶不足是導(dǎo)致慢性病的根源,體酶耗盡機(jī)體也就死亡[3]。尤其隨著如今社會(huì)競爭壓力的增大,體內(nèi)酶的損失速度更是大大加快。因此,人們要預(yù)防疾病的發(fā)生,從日常食物中攝取酶是一種簡單安全的途徑。但是,日常的食物在經(jīng)過加工之后,其中的營養(yǎng)成分和酶都會(huì)遭到嚴(yán)重的破壞,而酵素除含有的各種各樣的保健類功能性成分之外,還富含大量的脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶、超氧化物歧化酶、乳酸、醋酸及少量乙醇等代謝產(chǎn)物,具有促進(jìn)人體新陳代謝、調(diào)節(jié)人體腸道、抗氧化等功效[4-5],為了滿足人們對(duì)營養(yǎng)多樣性的需求,含有多種活性酶的酵素食品應(yīng)運(yùn)而生。

生姜是姜科姜屬植物姜的新鮮根狀莖,為多年生草本植物,是世界范圍內(nèi)一種重要的香辛調(diào)味料,也是亞洲傳統(tǒng)藥食兩用植物,其性辛、微溫[6]。我國生姜栽培歷史悠久,資源豐富,地方品種繁多,產(chǎn)量很大。但目前生姜僅限于鮮食、腌制蔬菜或做調(diào)味料等,其附加價(jià)值還沒有被很好的開發(fā)利用。此外,生姜儲(chǔ)存困難,極易發(fā)生腐爛,造成一定的資源浪費(fèi)。研究表明,生姜具有抗氧化[7-8]、抗炎[9]、抗腫瘤[10]、防腐抑菌[11]、止嘔[12]等多種生物活性,姜辣素是生姜的主要功能性成分,也是其辣味成分,為多種物質(zhì)所構(gòu)成的混合物[13]。研究表明,姜酚是姜辣素的主要活性成分,主要組成有6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚、12-姜酚等,其中以6-姜酚的含量最高,生物活性最強(qiáng)[14]?，F(xiàn)今的文獻(xiàn)中尚未有以生姜作為酵素的報(bào)道。

本研究以生姜為原料,以蔗糖作為糖源,加入酵母菌、副干酪乳桿菌、醋酸乳桿菌進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵周期為15 d,測(cè)定生姜酵素發(fā)酵過程中以6-姜酚、姜辣素、黃酮含量、總酚含量、以及DPPH自由基清除率,探索生姜酵素在發(fā)酵過程中的生物活性物質(zhì)及抗氧化活性的變化情況,進(jìn)一步探究生姜酵素的營養(yǎng)價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

生姜 華潤萬家(五山花園店);蔗糖 廣州市華僑糖廠;酵母 卡邁舒(上海)生物科技有限公司;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品 上海佳和生物科技有限公司;副干酪乳酸菌菌種、醋酸菌種(滬釀1.01) 廣東省微生物菌種保藏中心;乙腈 廣州化學(xué)試劑有限公司;6-姜酚標(biāo)準(zhǔn)品、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)、福林-酚 分析純,上海源葉生物科技有限公司;蘆丁、香草醛、碳酸鈉、無水乙醇 均為分析純;乙腈、6-姜酚 均為色譜純。

ZXDP-B2270型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;色譜柱(Symmetry C18Column 5 μm,4.6×150 mm) 濟(jì)南賽暢科學(xué)儀器有限公司;Thermo U3000型高效液相色譜儀 Thermo Scientific;SW-CJ-10型單人凈化工作臺(tái) 蘇州凈化設(shè)備有限公司;紫外-可見分光光度計(jì) 上海菁華科技儀器有限公司;PHS-3CT型數(shù)字顯示精密臺(tái)式酸度計(jì) 上海精密儀器儀表有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 菌液制備

1.2.1.1 培養(yǎng)基的配制 乳酸桿菌培養(yǎng)基:使用常規(guī)MRS培養(yǎng)基配方配制。醋酸桿菌培養(yǎng)基:葡萄糖(1 g)、酵母浸粉(1 g)、無水碳酸鈣(1.5 g)、無水乙醇(2 mL,于滅菌后在無菌操作臺(tái)中加入)溶于100 mL蒸餾水中,固體培養(yǎng)基中另加20%瓊脂粉,121 ℃高壓滅菌20 min,滅菌后放至室溫,備用。

1.2.1.2 菌種的活化與擴(kuò)培活化 取適量的副干酪乳酸菌凍干菌粉，用無菌水溶解至一定濃度后,在無菌工作臺(tái)接種至MRS固體培養(yǎng)基中(滬釀1.01醋酸桿菌加入醋酸桿菌固體培養(yǎng)基中),于37 ℃的恒溫培養(yǎng)箱里(醋酸桿菌為30 ℃搖床培養(yǎng))培養(yǎng)48 h,定時(shí)觀察菌種的生長情況。擴(kuò)培:活化后的乳酸菌接種至MRS液體培養(yǎng)基中(醋酸桿菌加入醋酸桿菌液體培養(yǎng)基中),于37 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中擴(kuò)培12～24 h,至液體培養(yǎng)基有肉眼可見的渾濁度。

1.2.2 生姜酵素制備 將生姜洗凈瀝干,切碎(<0.5cm3),按照生姜∶蔗糖∶無菌水以5∶2∶3的比例加入滅菌的玻璃壇中(蔗糖用無菌水溶解后加入),攪拌均勻后,加入總量0.1%的酵母及1%的副干酪乳桿菌進(jìn)行密封發(fā)酵,每天攪拌1次,1 min/次,48 h之后,在無菌操作臺(tái)里加入總質(zhì)量5%的醋酸菌,發(fā)酵周期為15 d。分別在發(fā)酵的第0、2、4、6、8、12、15 d攪拌均勻并取樣(其中第0 d所取的樣液，為酵母及干酪乳桿菌加入之后，立即攪拌均勻取樣的未發(fā)酵樣液),-20 ℃儲(chǔ)存,以備后期檢測(cè)。

1.2.3 pH的測(cè)定 由酸度計(jì)直接進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4 6-姜酚含量的測(cè)定

1.2.4.1 高效液相色譜法色譜條件 流動(dòng)相:A(超純水)、B(乙腈);色譜柱:C18(5 μm,4.6×150 mm);流速:1.0 mL/min;波長:280 nm;柱溫:30 ℃;進(jìn)樣量:20 μL;洗脫梯度:0～10 min:40% B;0～25 min:73% B;25～35 min:40% B。

1.2.4.2 6-姜酚標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作及樣品的處理 精密配制0.2、0.1、0.08、0.04、0.01、0.005 mg/mL的系列6-姜酚標(biāo)準(zhǔn)溶液,按1.2.4.1的色譜條件進(jìn)行高效液相色譜分析,以6-姜酚標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo),峰面積為縱坐標(biāo),繪制出6-姜酚標(biāo)準(zhǔn)曲線，并計(jì)算出回歸方程為y=4x×106+650.86,R2=0.9979。

樣品的處理:取適量樣品用超純水稀釋5倍后,過0.22 μm膜后進(jìn)行液相測(cè)定。

根據(jù)上述的回歸方程以及樣品的稀釋倍數(shù),得出發(fā)酵液中6-姜酚的含量計(jì)算公式:

6-姜酚含量(μg/mL)=(S-650.86)×W/(4×103)

式中:S-液相測(cè)定峰面積;W-樣液稀釋倍數(shù)。

1.2.5 姜辣素總含量的測(cè)定

1.2.5.1 香草醛標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 參考文獻(xiàn)[15]中的方法,以香草醛作為對(duì)照品，測(cè)定姜辣素含量。精密配制20 μg/mL的香草醛標(biāo)準(zhǔn)液,準(zhǔn)確吸取香草醛標(biāo)準(zhǔn)液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL,分別置于10 mL容量瓶中,無水乙醇定容至刻度,得到2、4、6、8、10 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,以無水乙醇作空白,在280 nm波長處測(cè)定吸光值并記錄結(jié)果,繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線,以吸光值為橫坐標(biāo),香草醛標(biāo)準(zhǔn)液濃度為縱坐標(biāo),得出回歸方程y=12.096x+0.0635,R2=0.9991。

1.2.5.2 生姜發(fā)酵液中姜辣素總量的測(cè)定 準(zhǔn)確吸取樣品2 mL,用蒸餾水稀釋3倍后,準(zhǔn)確吸取4 mL稀釋液于25 mL容量瓶中,無水乙醇定容至刻度,在280 nm波長下測(cè)定相應(yīng)的吸光度,每組測(cè)定重復(fù)3次。

根據(jù)上述的回歸方程以及樣品的稀釋倍數(shù),得出發(fā)酵液中姜辣素的含量計(jì)算公式:

姜辣素含量(%)=W×2.003×(12.096×A+0.0635)×ρ-1×100

式中:W-發(fā)酵液稀釋倍數(shù);2.003-香草醛換算成姜辣素的系數(shù)[16];A-樣品的吸光值;ρ-生姜發(fā)酵液的密度(1.003 g/mL)。

1.2.6 DPPH自由基清除能力的測(cè)定 樣品的處理:取一定量樣品,經(jīng)高速離心機(jī)(10000 r/min),離心10 min,取1 mL上清液,蒸餾水稀釋30倍,待用[17]。

取生姜發(fā)酵稀釋液4 mL、0.02 mg/mL DPPH溶液4 mL混勻;25 ℃的恒溫水浴鍋中放置30 min后,紫外分光光度計(jì)在517 nm處測(cè)定其吸光值?？瞻捉M以4 mL無水乙醇代替樣品。每組測(cè)定重復(fù)3次。

DPPH自由基清除率(%)=[1-(A1-A2)/A0]×100

式中:A0-空白組的吸光度;A1-樣品溶液的吸光度;A2-用無水乙醇代替DPPH溶液時(shí)測(cè)得對(duì)應(yīng)濃度的本底吸光度。

1.2.7 總酚的測(cè)定

1.2.7.1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 參考文獻(xiàn)[18]中的方法,以沒食子酸(GAE)為對(duì)照品,測(cè)定總酚含量。精密配制0.1 mg/mL的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,避光保存。準(zhǔn)確吸取沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL于10 mL的容量瓶中,分別加入2.5 mL的0.1 mol/L福林-酚試劑,搖勻后,在1～8 min內(nèi)加入2 mL的15%碳酸鈉溶液,蒸餾水定容至刻度,室溫下避光反應(yīng)2 h后,760 nm波長下測(cè)定相應(yīng)的吸光度。以沒食子酸濃度為橫坐標(biāo),以吸光值為縱坐標(biāo),繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線,并計(jì)算出相應(yīng)的回歸方程y=11.092x-0.5812,R2=0.9972。

1.2.7.2 生姜發(fā)酵液中總酚的測(cè)定 分別取生姜發(fā)酵液100μL于10 mL容量瓶內(nèi),按照1.2.7.1方法測(cè)定樣品吸光值,每組重復(fù)3次。

根據(jù)上述的回歸方程以及樣品的稀釋倍數(shù),得出發(fā)酵液中總酚的含量公式:

每克發(fā)酵液含沒食子酸當(dāng)量(mg/g)=(A+0.5812)×W×10-3/11.092ρ

式中:A-樣品的吸光值;W-發(fā)酵液稀釋倍數(shù);ρ-發(fā)酵液密度(1.003 g/mL)。

1.2.8 黃酮類化合物的測(cè)定

1.2.8.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 參考文獻(xiàn)[19]中的方法,以蘆丁作為對(duì)照品,測(cè)定黃酮總量。精確配制0.2 g/L的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液,準(zhǔn)確吸取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mL,分別置于5 mL容量瓶中,分別加2.5 mL 70%乙醇溶液,150μL 5% NaNO2溶液,振蕩混勻,靜置6 min后,分別加入300 μL 10% AlCl3·6H2O溶液,振蕩混勻,靜置5 min,再分別加入1.00 mL的1 mol/L NaOH溶液,搖勻后,用去離子水定容。在波長510 nm處,測(cè)定各管吸光值(A),以不加蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液管調(diào)節(jié)零點(diǎn)。以吸光度為橫坐標(biāo),蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液濃度(μg/mL)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,并得出回歸方程:y=5.262x-0.0007,R2=0.9994。

1.2.8.2 生姜發(fā)酵液中黃酮類化合物的測(cè)定 樣品處理:將發(fā)酵液用蒸餾水稀釋10倍后備用。

分別準(zhǔn)確吸取上述稀釋液1 mL,按照1.2.8.1的步驟進(jìn)行操作。同時(shí)做樣品空白組,以不加氯化鋁顯色液為空白組,其他操作相同。在波長510 nm處,以樣品空白調(diào)節(jié)零點(diǎn),紫外分光光度計(jì)測(cè)定各管吸光值,每組重復(fù)3次。

根據(jù)上述的回歸方程以及樣品的稀釋倍數(shù),得出發(fā)酵液中黃酮的含量公式:

每克發(fā)酵液含蘆丁當(dāng)量(mg/g)=(5.262×A-0.0007)×W×10-3/ρ

式中:A-樣品的吸光值;W-樣品稀釋倍數(shù);ρ-發(fā)酵液密度(1.003 g/mL)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用OriginPro 8.5軟件繪圖,并使用OriginPro 8.5 中One-way ANOVA 的Tukey分析方法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵過程pH的變化

測(cè)定發(fā)酵過程中pH,以表征發(fā)酵是否正常進(jìn)行。其結(jié)果如圖1所示。

圖1 生姜酵素發(fā)酵過程中pH的變化Fig.1 Changes of pH during fermentation of ginger jiaosu注:分別與第0 d的進(jìn)行對(duì)照比較,“*”表示具有顯著性差異(p<0.05);圖3～圖7同。

根據(jù)圖1中pH的變化趨勢(shì)得知,加入復(fù)合菌種進(jìn)行發(fā)酵的生姜酵素其pH一直呈下降趨勢(shì),由最初的5.85降低到3.51。以第0 d還未發(fā)酵樣液的pH作為對(duì)照,其他發(fā)酵時(shí)間測(cè)定的pH都與其存在顯著性差異(p<0.05)。之所以發(fā)酵過程中pH不斷降低,原因有三:一是，酵母在無氧條件下，利用糖原產(chǎn)生乙醇及和二氧化碳,一部分二氧化碳溶于發(fā)酵液中,使pH降低[20];二是，乳酸菌產(chǎn)生的乳酸,也會(huì)降低發(fā)酵液中的pH[21];三是，加入的醋酸桿菌會(huì)利用乙醇生成乙酸及其他有機(jī)酸,也會(huì)使發(fā)酵過程中pH不斷降低[22-23]。第3 d時(shí),pH下降程度增大,是因?yàn)樵诎l(fā)酵第2 d加入了醋酸桿菌，其生成的乙酸及其他有機(jī)酸,加大了產(chǎn)酸速度[23]。由于pH降低會(huì)影響微生物的生長,以致之后pH下降速度緩慢,最終pH降至3.55。

2.2 生姜酵素發(fā)酵過程中生物活性成分含量的變化

2.2.1 6-姜酚含量的變化 姜酚是由不同系列的化合物組成,如6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚、12-姜酚等。其中,6-姜酚為含量最多的一種,約占75%,是生姜中主要的活性成分。具有顯著的抗氧化、抗誘變、抗炎、改善人體代謝、預(yù)防有關(guān)疾病的功能[14],所以，6-姜酚是發(fā)酵過程中希望得到保留的物質(zhì)。

圖2是6-姜酚標(biāo)準(zhǔn)品及生姜發(fā)酵液第0 d的樣品色譜圖。

圖2 6-姜酚標(biāo)準(zhǔn)品和樣品色譜圖Fig.2 Chromatograms of standard and sample of 6-gingerol

由圖2可知,該高效液相色譜法對(duì)發(fā)酵液中的活性物質(zhì)有較好的分離效果;6-姜酚在波長為280 nm的條件下出峰情況良好,峰形較好,出峰時(shí)間為12.413 min。

通過高效液相色譜法測(cè)出的峰面積及回歸方程，計(jì)算生姜酵素發(fā)酵過程中6-姜酚含量的變化,其結(jié)果如圖3所示。

圖3 發(fā)酵過程中6-姜酚含量的變化Fig.3 Changes of 6-gingerol content during fermentation

由圖3可知,復(fù)合菌發(fā)酵生姜的第2 d時(shí),6-姜酚含量達(dá)到最高,為130.02 μg/mL,之后其含量有小幅度下降,發(fā)酵最終含量降為81.09 μg/mL。與第0 d相比,除第4 d外,其他發(fā)酵時(shí)間測(cè)定的結(jié)果都存在顯著性差異(p<0.05)。這可能是發(fā)酵過程中的6-姜酚發(fā)生了轉(zhuǎn)化。姜酚類物質(zhì)有十多種,但這些成分的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)類似,其分子結(jié)構(gòu)中都有C3-羰基和C5-羥基,該結(jié)構(gòu)使姜酚的化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定,例如在酸性條件下,C4的活潑氫易與C5的羥基一起脫水形成姜烯酚[24]。姜酚的這個(gè)性質(zhì)進(jìn)一步說明了生姜活性物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2.2 姜辣素的變化 姜辣素是姜酚、姜腦等與生姜有關(guān)的辣味物質(zhì)的總稱,是生姜重要的活性物質(zhì),探討姜辣素總含量的變化，有利于研究生姜酵素在發(fā)酵過程中功能性成分的轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)化。

通過對(duì)生姜酵素發(fā)酵過程中姜辣素的含量的計(jì)算,其變化過程如圖4所示。

圖4 生姜酵素發(fā)酵過程中姜辣素含量的變化Fig.4 Changes of gingerol content during fermentation of ginger jiaosu

如圖4所示,生姜酵素呈現(xiàn)先升高再降低后平穩(wěn)的趨勢(shì)。與第0 d相比,除第2、6 d外,其他發(fā)酵時(shí)間測(cè)定的結(jié)果都與其存在顯著性差異(p<0.05)。在15 d的發(fā)酵過程中,姜辣素的百分比在第4 d時(shí)升至最高(2.46%),但總體含量變化不大,維持在2.2%～2.5%之間。由此推測(cè),在復(fù)合菌發(fā)酵的生姜酵素中,姜辣素這類物質(zhì)并沒有發(fā)生改變,或者此類物質(zhì)在發(fā)酵過程中，因存在相互轉(zhuǎn)化而致使總含量不變。由于姜辣素是生姜的主要活性物質(zhì),其總含量基本保持不變,也說明了生姜在發(fā)酵過程中生物活性基本不變,功能性成分基本沒有損失,或損失很少,此方法對(duì)制作生姜酵素有一定的參考價(jià)值。

2.3 生姜酵素發(fā)酵過程中抗氧化性變化

2.3.1 生姜酵素發(fā)酵過程中DPPH自由基清除能力的變化 DPPH自由基是一種人工合成的、穩(wěn)定的有機(jī)自由基,通過檢測(cè)樣液對(duì)DPPH自由基的清除能力可以表示其抗氧化性的強(qiáng)弱。

生姜酵素發(fā)酵過程中DPPH自由基清除率結(jié)果如圖5所示。

圖5 生姜酵素發(fā)酵過程中DPPH自由基清除能力的變化Fig.5 Changes of scavenging rate of DPPH free radical during fermentation of ginger jiaosu

如圖5所示,生姜發(fā)酵樣液經(jīng)稀釋30倍后進(jìn)行測(cè)定,DPPH自由基清除率在發(fā)酵初期(0～6 d)逐漸升高,之后出現(xiàn)不同程度的降低。與第0 d相比,其他發(fā)酵時(shí)間測(cè)定的結(jié)果均與其存在顯著性差異(p<0.05)。DPPH自由基清除率在第6 d達(dá)到最高,稀釋30倍后仍高達(dá)94.33%,雖然其之后又緩慢下降,到發(fā)酵終期15 d時(shí)降為80.45%,但較發(fā)酵初期，自由基清除率51.7%提高了將近30%。這表明對(duì)生姜進(jìn)行發(fā)酵,能夠提高其抗氧化活性,這進(jìn)一步說明生姜酵素制作的可行性。

2.3.2 生姜在發(fā)酵過程中總酚含量的變化 總酚指樣液中所有的酚類物質(zhì),是絕大多數(shù)具有抗氧化活性物質(zhì)的總稱,通過測(cè)定總酚含量,可判斷出抗氧化性的變化趨勢(shì)。研究表明,生姜中分類物質(zhì)除6-姜酚外,還含有4-姜酚、甲基-6-異姜酚、6-姜二酮等等多種酚類成分[25]。生姜中的姜酚類物質(zhì)具有良好的抗氧化性能,也具有抗腫瘤、抗神經(jīng)損傷、抗嘔吐等藥理活性[26]。因此測(cè)定發(fā)酵過程中酚類物質(zhì)總酚含量，是研究生姜酵素質(zhì)量高低的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。

生姜酵素發(fā)酵過程中總酚含量的變化如圖6所示。

圖6 生姜酵素發(fā)酵過程總酚含量的變化Fig.6 Changes of total phenols content during fermentation of ginger jiaosu

如圖6所示,生姜酵素總酚含量在前6 d逐漸升高,之后又漸漸降低。與第0 d相比,其他發(fā)酵時(shí)間測(cè)定的結(jié)果均與其存在顯著性差異(p<0.05)?？偡雍吭诎l(fā)酵第6 d達(dá)到最高,以沒食子酸當(dāng)量計(jì)為0.052 mgGAE/g,之后又緩慢降低,最終其含量降為0.041 mg GAE/g,較第0 d發(fā)酵液的總酚含量升高了0.0192 mgGAE/g。發(fā)酵前期(0～6 d)多酚含量增加是因?yàn)?，隨著生姜酵素發(fā)酵的進(jìn)行,發(fā)酵液中有多酚類物質(zhì)不斷溶出,而之后其含量降低,原因分析有二:一是，在酸性條件下,酚類易物質(zhì)轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì)[24];二是，發(fā)酵過程中需每天攪拌,酵母會(huì)進(jìn)行有氧呼吸,產(chǎn)生水及二氧化碳,使發(fā)酵液總體濃度降低,同時(shí)也使總酚濃度降低[20]。

2.3.3 生姜酵素發(fā)酵過程中黃酮類化合物含量的變化 黃酮類化合物是表征生姜抗氧化活性的一個(gè)重要指標(biāo),黃酮是總酚中主要的抗氧化物質(zhì),有研究表明，生姜中的黃酮類物質(zhì)具有很強(qiáng)的抗氧化性能[27-28]。生姜酵素發(fā)酵過程中黃酮類化合物含量的變化如圖7所示。

圖7 生姜酵素發(fā)酵過程中黃酮含量的變化Fig.7 Changes of flavonoids content during fermentation of ginger jiaosu

如圖7所示,生姜酵素在發(fā)酵的過程中,到第2 d時(shí)黃酮含量升高,發(fā)酵到最終其含量降低。與第0 d相比,其他發(fā)酵時(shí)間測(cè)定的結(jié)果均與其存在顯著性差異(p<0.05)。生姜發(fā)酵到第2 d黃酮含量達(dá)到最高,以蘆丁當(dāng)量計(jì)為0.131 mg/g,發(fā)酵終期(第15 d)發(fā)酵液的黃酮含量以蘆丁當(dāng)量計(jì)降低到0.082 mg/g,較初期(第0 d)下降了31.87%。這可能是由于在發(fā)酵的過程中,生姜中的一部分游離黃酮類化合物與葡萄糖結(jié)合生成黃酮苷,而黃酮苷在水中的溶解度小于游離的黃酮類化合物,使一部分黃酮類化合物析出,以致發(fā)酵終期黃酮類化合物的含量出現(xiàn)降低[29-30]。

3 結(jié)論

通過對(duì)生姜酵素發(fā)酵過程中pH、6-姜酚、姜辣素含量、抗氧化活性物質(zhì)黃酮及總酚含量、抗氧活化指標(biāo)DPPH自由基清除率的測(cè)定,結(jié)果表明:發(fā)酵過程pH一直呈下降趨勢(shì),表明發(fā)酵過程進(jìn)行正常;發(fā)酵過程中的6-姜酚含量在第2 d時(shí)其含量最達(dá)到高,姜辣素總含量變化幅度不大;黃酮的含量在第2 d時(shí)達(dá)到最高,含量以蘆丁當(dāng)量計(jì)為0.131 mg/g,但整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì);總酚含量在發(fā)酵初期含量不斷增加,至第6 d含量達(dá)到最高,之后呈現(xiàn)下降趨勢(shì),其最終濃度較第0 d即升高了0.0192 g GAE/g;抗氧化指標(biāo)DPPH自由基清除率也保持在較理想的范圍內(nèi),與總酚含量的變化趨勢(shì)大體相同。

本研究所采用的生姜酵素制作方法基本保持了生姜原有的主要生物活性物質(zhì),且其抗氧化活性得到顯著提高(p<0.05)。因此,通過此方法達(dá)到增加生姜附加價(jià)值的目的是可行的,這為生姜酵素的研究與制作提供了參考,但關(guān)于發(fā)酵過程中所發(fā)生的生物活性物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化、產(chǎn)生有機(jī)酸的種類及變化還有待進(jìn)一步的研究。