冬瓜、蒲公英酵素發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量及其抗氧化活性測定

常桂芳，祝賀,2，田瑩瑩，遲曉君，崔鈺，邢艷霞*

（1.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，特色農(nóng)產(chǎn)品采后品控與綜合利用實(shí)驗(yàn)室，山東濟(jì)南 250100；2.中南林業(yè)科技大學(xué)，稻谷及副產(chǎn)物深加工國家工程實(shí)驗(yàn)室，湖南長沙 410000）

酵素又被人稱作“酶”，狹義指具有催化功能的一種特殊的蛋白質(zhì)[1]。但從嚴(yán)格意義上講，酵素并不能完全稱作酶，現(xiàn)在酵素涵蓋面較廣，既包括具有催化作用的酶，也包括可以產(chǎn)生酶的微生物及其他有關(guān)的調(diào)節(jié)因素。酵素屬于發(fā)酵制品，與我國古代流傳下來的釀酒和通過發(fā)酵產(chǎn)生醬品的工藝有所相似。酵素功效較多，如美容養(yǎng)顏、減肥減脂、抗炎消毒、促進(jìn)消化、促進(jìn)能量吸收等[2-4]。酵素還具有抗氧化活性[5]，可減輕人體內(nèi)多余自由基對機(jī)體的損傷。冬瓜和蒲公英都是藥食同用的植物，含有較高營養(yǎng)價值。同時，冬瓜是涼性的，具有消炎、解渴、殺毒的作用。蒲公英有利于人體健康，具有利尿、利膽、緩解腹瀉等功效，是當(dāng)下的健康綠色食品。

目前，人們對食品的需求從化工合成逐漸轉(zhuǎn)向食品自然制作工藝方向轉(zhuǎn)化，傳統(tǒng)天然發(fā)酵工藝悄然興起，酵素產(chǎn)品在我國發(fā)展迅速，市場上開始出現(xiàn)原料種類蕪雜、功能性成分多樣的酵素產(chǎn)品，市場潛力大。但酵素相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)還未健全，行業(yè)亂象時有發(fā)生。蔬菜水果在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生致癌物亞硝胺的前體——亞硝酸鹽，它在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為亞硝胺，長期攝入亞硝酸鹽會增加致癌隱患[6]。且天然發(fā)酵過程菌種復(fù)雜，極易被污染。基于此，本文以蒲公英、冬瓜為原料，在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上加一定量菌種進(jìn)行制作，在縮短了蒲公英酵素的成熟時間、降低酵素發(fā)酵所需各種條件的同時，使有益發(fā)酵菌提前擠占，不易被雜菌污染，為確定蒲公英酵素和冬瓜酵素的發(fā)酵周期以及產(chǎn)品開發(fā)提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

新鮮冬瓜、蒲公英葉；酵素專用發(fā)酵菌粉（干酪乳桿菌:長雙歧桿菌:嗜熱乳桿菌:植物乳桿菌:乳雙歧桿菌=2:2:1:1:1，純度98%）。

分析天平（精度為萬分之一），F(xiàn)A1004，上海第二天平儀器廠；專用酵素發(fā)酵桶，10 L，品牌為和風(fēng)來；恒溫發(fā)酵培養(yǎng)箱，DH400A，天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 冬瓜酵素制作工藝

挑選→清洗→晾干稱質(zhì)量→去皮→切塊→熱燙→放入容器→加糖水→加酵素粉→加水→攪拌→封蓋→恒溫培養(yǎng)。

1.2.2 蒲公英酵素制作工藝

挑選→清洗→晾干稱質(zhì)量→熱燙→放入容器→加糖水→加酵素粉→加水→攪拌→封蓋→恒溫培養(yǎng)。

1.3 測定指標(biāo)與方法

發(fā)酵期間每12 h分別取兩種酵素樣液進(jìn)行亞硝酸鹽、總酚及維生素C的測定。亞硝酸鹽采用國標(biāo)GB5009.33-2016第二法——分光光度法（鹽酸萘乙二胺法）測定[7]；總酚采用福林酚法測定[8-9]；維生素C采用紫外分光光度法測定[10-11]。

1.4 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)處理采用Excel作圖、SPSS17.0進(jìn)行平均值和標(biāo)準(zhǔn)差計算、Duncan多重比較（P＜0.05）、相關(guān)性分析，Origin8.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量變化

由圖1可以看出，冬瓜酵素和蒲公英酵素在發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量先上升后下降，上升可能是因?yàn)榻退鼐鷮⒔退卦褐械臓I養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行分解，使蒲公英酵素和冬瓜酵素中原有的硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，并且冬瓜、蒲公英的維生素C和酚類等抗氧化性物質(zhì)逐漸溶出，它們具有抑制硝酸鹽氧化成亞硝酸鹽的能力，從而總體上使得亞硝酸鹽含量上升；后來下降可能因?yàn)槿樗峋鷶?shù)量的不斷增加，使氧氣含量不斷降低，導(dǎo)致供氧不足，且乳酸菌通過代謝活動產(chǎn)生的乳酸達(dá)到一定水平，抑制了乳酸菌本身的生命活動，使乳酸菌還原硝酸的酶活性降低，亞硝酸鹽含量下降。

圖1 亞硝酸鹽含量變化趨勢Fig.1 Change trend of nitrous acid content

試驗(yàn)后期，冬瓜酵素和蒲公英酵素中的亞硝酸鹽因被氧化而含量下降，最后基本趨于穩(wěn)定。冬瓜酵素亞硝酸鹽在60 h達(dá)到最高峰，含量為5.76 mg/kg。蒲公英酵素亞硝酸鹽在36 h達(dá)到最高峰，含量為3.13 mg/kg。由于現(xiàn)在我國關(guān)于食用酵素的產(chǎn)品質(zhì)量和衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)還未出臺，所以根據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物的限量GB2762-2017中蔬菜及其制品》中亞硝酸鹽含量限量為20 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)。蒲公英和冬瓜酵素在發(fā)酵過程中的亞硝酸鹽含量并未超標(biāo)，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 發(fā)酵過程中總酚含量的變化

由圖2可看出，兩種酵素發(fā)酵過程中總酚含量增加，并呈先上升后下降的趨勢。在發(fā)酵開始時，由于菌群通過代謝活動產(chǎn)生酶類和酸性物質(zhì)，使冬瓜和蒲公英中的酚類物質(zhì)擴(kuò)散到酵素原液中，總酚含量上升，這與陳永芳等的研究結(jié)論相同[12]。發(fā)酵后期，因?yàn)榉宇愇镔|(zhì)具有抑菌作用，酚類物質(zhì)含量的增加會抑制酵素菌；同時某些乳酸菌在發(fā)酵過程中，也會產(chǎn)生一些酚酸脫羧酶，這種酶能使酚類物質(zhì)之間相互轉(zhuǎn)化，從而使得酚類物質(zhì)的含量開始呈現(xiàn)下降趨勢[12-14]。蒲公英酵素總酚含量在12 h達(dá)到最高值，含量為1.599 μg/mL，冬瓜酵素總酚含量在60 h達(dá)到最高值，含量為0.146 μg/mL，從兩種原料來看，發(fā)酵過程中蒲公英酵素的總酚含量高于冬瓜酵素。

圖2 總酚含量變化趨勢Fig.2 Change trend of totalphenols content

2.3 發(fā)酵過程中維生素C含量的變化

圖3 維生素C變化趨勢Fig.3 Change trend of vitamin C

由圖3可以看出，蒲公英與冬瓜酵素發(fā)酵過程中維生素C含量呈先上升后下降趨勢。這可能是因?yàn)閂C的溶出和菌群通過酶的作用合成了一部分維生素C，導(dǎo)致酵素中的維生素C含量上升，之后微生物的相關(guān)活動和利用使維生素C含量下降。另外，雖然酵素的酸性環(huán)境和黃酮類物質(zhì)能保護(hù)其穩(wěn)定性，但維生素C作為強(qiáng)還原性物質(zhì)會有不同程度的流失。根據(jù)原料來看，發(fā)酵過程中蒲公英酵素維生素C含量整體高于冬瓜酵素中維生素C的含量。蒲公英維生素C含量在60 h最高，為7.35 μg/mL。冬瓜維生素C含量在48 h最高，為5.40 μg/mL。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)對兩種原料（冬瓜、蒲公英）制作的酵素進(jìn)行亞硝酸鹽含量的全過程檢測，以防超標(biāo)威脅食品安全，并對抗氧化活性典型代表物質(zhì)總酚進(jìn)行全過程測定，另外，為驗(yàn)證維生素C作為酵素的宣傳標(biāo)簽是否確有其效，本試驗(yàn)還進(jìn)行了全過程維生素C含量分析。結(jié)果表明，酵素發(fā)酵過程中，亞硝酸鹽含量呈現(xiàn)上升后下降趨勢，且全程符合國家食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)，正常發(fā)酵情況完全不會引起亞硝酸鹽含量的超標(biāo)，試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過程中維生素C含量呈先上升后下降趨勢，冬瓜酵素在48 h含量最高，蒲公英酵素在60 h含量最高，且72 h之后維生素C基本完全損失，這表明酵素的維生素C含量較有限，在目前市場上被夸大了宣傳，總酚在12 h便達(dá)到峰值，之后含量下降并趨于平衡，整個發(fā)酵過程中總酚含量仍然較高，證明酵素具有較高的抗氧化活性及相應(yīng)功能。