植物酵素的利用與發(fā)展綜述

周銀喚

摘要：植物酵素作為發(fā)酵產(chǎn)業(yè)中的一種功能性產(chǎn)品，是植物發(fā)酵液中的重要生物活性物質(zhì)，憑借著其特有的優(yōu)勢在發(fā)酵產(chǎn)業(yè)中脫穎而出，深受眾多的生產(chǎn)商和消費者的青睞，尤其是其在食品工業(yè)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，化妝品行業(yè)甚至是醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，使人們越來越重視酵素。而本文則就植物酵素的利用以及發(fā)展進行了大致的概括總結(jié)。

關(guān)鍵詞：植物發(fā)酵液;發(fā)酵;植物酵素;

Abstract：As a functional product in the fermentation industry， plant enzymes are important biologically active substances in plant fermentation broths. With their unique advantages in the fermentation industry， they are favored by many manufacturers and consumers， especially Its rapid development in the food industry， agricultural production， cosmetics industry and even pharmaceutical industry has made people pay more and more attention to enzymes. This article outlines the use and development of plant enzymes.

Keywords：Plant Fermentation Liquid; Fermentation; Enzyme

1.植物酵素

植物發(fā)酵液（plant fermented extract， PFE），通常是將各種新鮮的蔬菜、水果、糙米、藥食同源中藥等植物原料經(jīng)過榨汁或萃取等一系列工藝后再添加發(fā)酵菌株如酵母菌、乳酸菌等微生物進行發(fā)酵[1]，然后產(chǎn)生含有豐富的糖類、有機酸、礦物質(zhì)、維生素、酚類、萜類等營養(yǎng)成分以及一些重要的酶類等生物活性物質(zhì)的混合發(fā)酵液[1-3]。通過發(fā)酵這個重要的工藝，使得所采用的植物原材料的質(zhì)量得到了改善的同時也去除了部分的不良成分，進而使得對人身體有益的成分得到加強，最終產(chǎn)生并保留了許多有益于身體發(fā)展的植物酵素。

酵素最初是對酶的一種稱呼，如今伴隨著發(fā)酵工藝的發(fā)展利用，酵素多被用來指稱由植物原料發(fā)酵所產(chǎn)生的植物發(fā)酵液中的活性物質(zhì)，即“植物酵素”。其中“環(huán)保酵素”可謂是家喻戶曉，環(huán)保酵素通過便宜和來源較為廣泛的原料以及簡單易行的發(fā)酵過程便可得到具有多種用途的酵素而受到了大眾的歡迎與喜愛。有研究發(fā)現(xiàn)植物酵素在抗氧化、助消化、提高免疫力及調(diào)理腸道等方面具有良好的作用， 這在一定程度上證明了植物酵素可能具有調(diào)節(jié)腸易激綜合征（irritable bowel syndrome， IBS）患者腸道菌群、輔助治療IBS方面的潛在功效[4].

2.植物酵素的制備過程

酵素制備工藝流程[5]：

不同的植物酵素其所需要的最適發(fā)酵條件以及菌種可能會不同，在發(fā)酵之前需要查閱參考相應(yīng)的文獻確定好合適的方案，按照方案進行發(fā)酵，發(fā)酵過程中要注意以下幾個影響酵素發(fā)酵質(zhì)量和產(chǎn)量的因素：

（1）發(fā)酵原料

發(fā)酵原料可以是蔬菜、水果等，查閱文獻可知目前通過發(fā)酵產(chǎn)酵素比較常用原料是水果和糙米，其中以水果為發(fā)酵原料的成本相對來說較高一些，需注意的是不同的發(fā)酵原料產(chǎn)生的酵素是不一樣的，比如糙米發(fā)酵所產(chǎn)生的酵素，糙米酵素中富含 VB1 和 VE，且含量顯著高于糙米本身，此外還富含γ- 氨基丁酸（GABA）、谷胱甘肽、γ- 谷維醇、米糠纖維等多種生理活性成分[5]。相對于糙米作為發(fā)酵原料來說，研究表明用蘋果汁、柑橘、梨汁、胡蘿卜汁按一定比例配制，經(jīng)過發(fā)酵后，其酵素中的VC、葉酸和β-胡蘿卜素含量更豐富[5]。所以根據(jù)需求選擇不同的發(fā)酵原料將決定所產(chǎn)生的酵素的成分和功能。

（2）發(fā)酵菌種的選育

經(jīng)查閱發(fā)現(xiàn)大量的有關(guān)酵素文獻中發(fā)酵菌種大多是酵母菌，也有部分是乳酸菌，且通常情況下酵母菌是被用在科研發(fā)酵，而乳酸菌則是被用于工業(yè)生產(chǎn)中。

目前我國主要是采用單一的酵母菌作為發(fā)酵菌種，這種發(fā)酵在發(fā)酵質(zhì)量和產(chǎn)量上來說不如混合菌發(fā)酵[6]，所以在發(fā)酵中利用混合菌發(fā)酵的方法也是產(chǎn)植物酵素發(fā)酵研究中一個值得研究的方向。

（3）培養(yǎng)基的選擇與制備

培養(yǎng)基的成分直接關(guān)系到發(fā)酵產(chǎn)生酵素的質(zhì)量情況，所以選擇發(fā)酵培養(yǎng)基的時候要提前查閱文獻并結(jié)合自己的實際發(fā)酵情況去選擇最適的培養(yǎng)基，在這個過程中可以通過正交試驗的方法去選擇并優(yōu)化各種成分和用量，以便確定最佳的發(fā)酵培養(yǎng)基。

（4）發(fā)酵條件的設(shè)置

除了發(fā)酵菌種和培養(yǎng)基這兩個因素外，發(fā)酵條件也直接決定了發(fā)酵的成敗與否。對于發(fā)酵條件的確定可以在單因素實驗的基礎(chǔ)上采用正交試驗的方法去確定最適的發(fā)酵條件，主要包括發(fā)酵的最適溫度、最佳Ph、濕度、氧氣含量、發(fā)酵時間等條件。

（5）發(fā)酵產(chǎn)品檢驗指標的選擇

發(fā)酵過后需要對發(fā)酵的產(chǎn)品進行驗證，比如在糙米發(fā)酵過程中γ- 氨基丁酸是糙米酵素中一種重要的物質(zhì)，所以它的含量可以在一定程度上反映出糙米酵素的產(chǎn)量與營養(yǎng)價值，因此選用γ- 氨基丁酸作為評價指標是比較合適的[5]。

根據(jù)不同的發(fā)酵種類選擇不同的評價指標對發(fā)酵產(chǎn)品進行檢驗，在明確發(fā)酵質(zhì)量的同時還可以以此為基礎(chǔ)不同的去優(yōu)化發(fā)酵過程。

3.植物酵素的應(yīng)用

現(xiàn)代社會人們飲食不規(guī)律、運動時間少，由氧化脅迫、腸道菌群紊亂所導(dǎo)致的消化系統(tǒng)疾病、代謝性疾病、心血管疾病等發(fā)病頻繁[7，8]。經(jīng)過查閱大量的國內(nèi)外文獻發(fā)現(xiàn)：酵素食品大多具有一定的抗氧化能力和幫助消化、參與調(diào)節(jié)腸道菌群的功能[9]。

陳歷水[10]等研究發(fā)現(xiàn)有些發(fā)酵果蔬汁產(chǎn)品中的生理活性物質(zhì)酵素能夠改善營養(yǎng)健康、調(diào)節(jié)胃腸道、提高免疫能力、抑制有害菌。這一功能的發(fā)現(xiàn)將有助于促進疾病的治療和預(yù)防。

劉秀紅[11]研究發(fā)現(xiàn)酵素食品具有在早期促進肝再生的重要功能。

侯維等[12]等研究發(fā)現(xiàn)植物酵素食對于肝衰竭的大鼠能夠提高其腸粘膜的屏障功能，在一定程度上促進肝功能的恢復(fù)。

作為發(fā)酵產(chǎn)生酵素的發(fā)酵菌種中的酵母菌、乳酸菌，它們可用于開發(fā)新型的功能性食品，這樣不但提高了加工制品的營養(yǎng)價值，同時也可以改變原食品的組織狀態(tài)和風(fēng)味[13]，另外有研究表明在酸奶生產(chǎn)過程中如果添加一定量的糙米酵素產(chǎn)品，可顯著加快酸奶發(fā)酵菌種產(chǎn)酸和生長速度，促進乳酸發(fā)酵[14，15]。

曲佳樂[16]等研究發(fā)現(xiàn)植物酵素可以顯著地促進酒精的分解進而達到解酒的效果，進一步確定植物酵素保護肝臟的作用。

酵素中的多種酶類物質(zhì)通過分解體內(nèi)的廢物成小分子進而將廢物排除體外，相當于人體內(nèi)的清道夫，促進了身體的新陳代謝的進程。除了對人體內(nèi)的廢物有分解清除作用外，酵素也可以在一定程度上分解并清除人體的部分死細胞，同時有研究表明酵素也能夠促進正常細胞的功能，在一定程度上幫助再生受損的細胞，在促進細胞的正?；耐瑫r也有利于皮膚保持彈性[17]。這一發(fā)現(xiàn)極大地促進了酵素在化妝品的發(fā)展。

王智鼎[18]等通過小鼠實驗證明了混合果蔬發(fā)酵飲品中的植物酵素在一定程度上增強了機體免疫力。

此外植物發(fā)酵液稀釋后能作為清潔劑，在去除異味，清潔油污等方面具有非常好的效果。植物發(fā)酵液產(chǎn)生的酵素的一大特點便是富含多種酶類的活性物質(zhì)，因此可以利用其分解一些污漬和病原微生物，進而在一定程度上有助于個人衛(wèi)生的保持與維護。

最近流行的環(huán)保發(fā)酵液以其顯著的優(yōu)點被廣泛的應(yīng)用于人們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，它可以有效地改良土壤的品質(zhì)，增加土壤的肥力，進而在一定程度上促進農(nóng)作物的產(chǎn)量。此外環(huán)保發(fā)酵液也可以有效地降低農(nóng)作物對化學(xué)藥劑的依賴，進一步減少人們收獲的農(nóng)作物中的農(nóng)藥殘留。

4.植物酵素在應(yīng)用中存在的問題以及展望

目前我國在植物酵素方面主要存在兩個大的問題，其一：由于我國對植物酵素的研究和開發(fā)的時間相對較晚，因此國內(nèi)關(guān)于植物酵素方面的技術(shù)標準和產(chǎn)品的質(zhì)量標準還沒有頒布較為完善的相關(guān)規(guī)定，且QS認證或認證產(chǎn)品較少，所以目前市場上的酵素類產(chǎn)品的質(zhì)量仍不能完全得到大眾的信任與推廣，這在一定程度上阻礙了植物酵素的發(fā)展與進步，因此這方面需要加強管理。此外相對于日美國家的酵素的發(fā)酵工藝，酵素產(chǎn)品以及產(chǎn)生酵素的菌種來說，我國在這方面的研究要薄弱得多，因此若要提高我國酵素方面的實力，可從以上幾個方面入手，促進我國酵素方面的發(fā)展，提高其競爭力與影響力，讓酵素更好地服務(wù)于人們。

另一個問題：眾所周知，發(fā)酵作為一個相對復(fù)雜的工藝，其過程也是較難控制的，由于我國在發(fā)酵工藝、生產(chǎn)技術(shù)、加工處理方面相對來說仍舊處于發(fā)展較慢的階段，所以目前國內(nèi)生產(chǎn)的酵素和加工的產(chǎn)品相對來說種類缺乏多樣性，進而使得日美國家的酵素產(chǎn)品在我國呈現(xiàn)較高的價格和地位，導(dǎo)致大多數(shù)人根本用不起此類酵素產(chǎn)品。所以在未來的發(fā)酵研究中，急需加快對酵素產(chǎn)品的研究速度，同時也要大力開發(fā)具有我國知識產(chǎn)權(quán)的酵素產(chǎn)品加工的新工藝，比如說采用混合菌種發(fā)酵等方法，在保證同樣的原料的同時可以大大提高酵素的產(chǎn)量與質(zhì)量，進而促使了酵素產(chǎn)品價格的平民化，使得大眾可以使用和享受酵素產(chǎn)品，還可以在此基礎(chǔ)上促進食品、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等方面的發(fā)展。

伴隨著酵素的各種的功能相繼被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，由酵素加工而來的各類產(chǎn)品相繼走進人們的視野并廣受消費者的歡迎。在人們對轉(zhuǎn)基因食品的安全性抱有十分懷疑的情況下，酵素的產(chǎn)生則在一定程度上促進了食品的發(fā)展，未來在食品健康方面，酵素在其發(fā)展中將有可能扮演重要的角色。在人們的日常生活、醫(yī)療健康、食品工業(yè)等的發(fā)展中將會占據(jù)重要的位置。

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