人參的益生菌發(fā)酵及其發(fā)酵產(chǎn)品研究進(jìn)展

張倩，國立東，都曉偉

(黑龍江中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，黑龍江 哈爾濱，150040)

據(jù)2020版《中國藥典》(ISBN 978-7-5214-1574-2，Ⅰ部 人參)記載中藥人參為五加科植物人參(PanaxginsengC.A.Mey.)的干燥根及根莖，性甘，味微苦、微溫，歸脾、肺、心、腎經(jīng)，具有大補(bǔ)元氣、復(fù)脈固脫、補(bǔ)脾益肺、生津養(yǎng)血、安神益智的功效。人參含有皂苷、多糖及揮發(fā)油等多種成分，人參皂苷是其主要活性物質(zhì)?，F(xiàn)代藥理研究證明人參皂苷能夠抗氧化、抗炎、抗菌、抗心血管疾病、抗糖尿病、抗癌、降低肥胖、提高精力與性耐力[1]。目前在人參中已發(fā)現(xiàn)40余種單體皂苷成分，其中人參皂苷Ra1、Rb1、Rb2、Rc、Rd、Re、Rf、Rg1的含量占比超過95%，這些含量較高的人參皂苷經(jīng)過水解可得到Rg3、Rh1、Rh2和CK等稀有人參皂苷[2]，部分皂苷的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)化途徑詳見圖1、圖2[3-4]。相較于常見的人參皂苷，稀有人參皂苷表現(xiàn)出更強(qiáng)的生物活性，但在人參中天然產(chǎn)生的稀有皂苷含量低，難以滿足工業(yè)化生產(chǎn)和市場產(chǎn)品的需求。微生物發(fā)酵可使中藥有效成分的含量發(fā)生變化，甚至產(chǎn)生一些新的具有活性的次級代謝產(chǎn)物[5]。

圖1 部分人參皂苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structure of some ginsenosides注：Glc：β-D-glucopyranosyl；Ara(p)：α-L-arabinopyranosyl；Ara(f)：α-L-arabinofuranosyl；Rha：α-L-rhamnopyranosyl

益生菌是一類對宿主有益的微生物，廣泛存在于人體腸道與生殖系統(tǒng)中，可調(diào)節(jié)宿主黏膜與免疫系統(tǒng)的功能、改善腸道菌群的平衡。益生菌種類繁多，可用于食品領(lǐng)域的菌種包括雙歧桿菌屬、乳桿菌屬、芽孢桿菌屬等細(xì)菌，以及釀酒酵母、紅曲霉、靈芝等真菌[6]。近年來，采用益生菌對人參進(jìn)行發(fā)酵的相關(guān)研究較多，利用益生菌發(fā)酵轉(zhuǎn)化人參中的皂苷類成分，不僅特異性強(qiáng)，產(chǎn)率高，并且安全性較高，已經(jīng)成為提高人參產(chǎn)品生物活性的重要途徑之一[5]。本文分析總結(jié)不同種類的益生菌對人參的發(fā)酵研究進(jìn)展情況，以期為稀有人參皂苷的高效轉(zhuǎn)化及人參發(fā)酵產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。

a-二醇型人參皂苷轉(zhuǎn)化機(jī)理；b-三醇型人參皂苷轉(zhuǎn)化機(jī)理圖2 部分人參皂苷的轉(zhuǎn)化路徑Fig.2 Transformation pathway of some ginsenosides

1 益生菌發(fā)酵人參研究概況

1.1 乳酸菌與人參發(fā)酵

乳酸菌是人們熟知的益生菌，具有調(diào)節(jié)胃腸道菌群，改善胃腸道功能的作用，廣泛用于食品等領(lǐng)域。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌可產(chǎn)生淀粉酶、β-葡萄糖苷酶、纖維素酶等多種酶類，相關(guān)研究人員從泡菜、酸奶、水果等食品中分離篩選出發(fā)酵乳桿菌、植物乳桿菌等菌株，無論是對常見人參皂苷還是稀有人參皂苷均有較好的轉(zhuǎn)化能力。劉濤[3]用植物乳桿菌發(fā)酵人參，發(fā)酵后人參皂苷Rh1、F2、Rg3和CK分別增加18.48%、135.73%、343.03%、441.80%，發(fā)酵液抗氧化能力增強(qiáng)，·OH、DPPH自由基、·O2-清除率分別提高11.75%、15.98%、9.07%。稀有皂苷Rh2、Rg3、CK具有良好的抗腫瘤的效果，人參經(jīng)鼠李糖乳桿菌發(fā)酵后，Rh2、Rg3、CK增長9%、3.21%、12.98%，對肝癌細(xì)胞HepG2的抑制率最高增長8.9%[4]。QU等[7]采用發(fā)酵乳桿菌發(fā)酵人參，Rb1、Rc、Rd、Re、Rg1分別增長72.85%、33.99%、64.91%、63.55%、71.87%，0.5 g/(kg·d)發(fā)酵人參能有效恢復(fù)大鼠的腸道微生物菌群，緩解抗生素相關(guān)性腹瀉及結(jié)腸炎癥狀，降低免疫因子Toll樣受體4(Toll like receptor 4,TLR4)和核因子κB在結(jié)腸中的表達(dá)。不同乳酸菌生物轉(zhuǎn)化人參有效成分的能力，如表1所示。

表1 乳酸菌生物轉(zhuǎn)化人參有效成分的能力Table 1 Ability of lactic acid bacteria to biotransform active ingredients of ginseng

續(xù)表1

在生物轉(zhuǎn)化過程中，菌種及菌株的種類差異會影響次級代謝產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化類型及轉(zhuǎn)化效果，鼠李糖乳桿菌、腸膜明串珠菌、德式乳桿菌雖有轉(zhuǎn)化稀有人參皂苷Rh2、Rg3、Rg5、Rf的潛力，但轉(zhuǎn)化效果并不理想；發(fā)酵乳桿菌能夠顯著提高Rb1、Rc、Rd、Rg1等常見人參皂苷的含量，轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到30%～75%，而對稀有人參皂苷的轉(zhuǎn)化有待于進(jìn)一步的研究；植物乳桿菌是研究最多的菌種，具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)化稀有人參皂苷Rg2、Rg3、Rh1、F2、CK的能力，對Rg2、F2的轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到170%以上，Rg3、Rh1、CK的轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到325%以上。植物乳桿菌轉(zhuǎn)化人參皂苷擁有極廣闊的研究空間，但因其菌株的多樣性導(dǎo)致皂苷的轉(zhuǎn)化結(jié)果差異明顯，所以在發(fā)酵過程中篩選出一株高效的乳酸菌菌株至關(guān)重要。

1.2 芽孢桿菌與人參發(fā)酵

芽孢桿菌在人參發(fā)酵上的應(yīng)用研究報道不多，已報道的菌種有枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)、凝結(jié)芽孢桿菌(Bacilluscoagulans)和多粘類芽孢桿菌(Paenibacilluspolymyxa)。多粘類芽孢桿菌具有提高Rg1、Re、Rf、Rd等皂苷含量[15]的能力，但受其安全性的限制，大多應(yīng)用于生物防治方面。枯草芽孢桿菌與凝結(jié)芽孢桿菌是能夠用于食品的益生菌，趙彩秀等[16]采用枯草芽孢桿菌JLGA-SD-28發(fā)酵人參實現(xiàn)Rb1→Rg3→Rk1/Rg5的轉(zhuǎn)化，然后通過全基因組測序分析得出有62個基因與Rg3的轉(zhuǎn)化有關(guān)，46個基因與Rk1、Rg5的轉(zhuǎn)化有關(guān)，為后續(xù)轉(zhuǎn)化機(jī)制及酶學(xué)研究提供依據(jù)。在大醬中篩選出β-葡萄糖苷酶活性較強(qiáng)的枯草芽孢桿菌，對人參進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，雙螺桿擠壓后的人參和白參Rg3含量分別提高70.99%、53.75%[17]。人參豆豉發(fā)酵物在枯草芽孢桿菌的發(fā)酵作用下，人參皂苷Rk1、F2、Rh4、Rd、Rg3增長率高達(dá)142.29%、228.31%、189.41%、718.15%、499.90%[18]。王國明[19]采用凝結(jié)芽孢桿菌發(fā)酵人參，生成稀有皂苷CK，產(chǎn)量為12.11 mg/g，推測其機(jī)制為Rb3/Rd→CK，且CK能顯著降低急性腎損傷小鼠血清中尿素氮、肌酐水平，改善受損腎臟組織形態(tài)，升高腎臟組織中超氧化物歧化酶和還原性谷胱甘肽活性并降低丙二醛含量從而保護(hù)小鼠急性腎損傷。相較于乳酸菌，已報道的芽孢桿菌轉(zhuǎn)化的皂苷類型有限，但對稀有皂苷的轉(zhuǎn)化率更高，然而其轉(zhuǎn)化機(jī)制尚不清楚。因此，有必要對乳酸菌與芽孢桿菌轉(zhuǎn)化人參進(jìn)行系統(tǒng)的比較分析，闡明二者在轉(zhuǎn)化人參皂苷機(jī)制上的差異，從而為指導(dǎo)人參皂苷的生物轉(zhuǎn)化及其產(chǎn)品開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。

1.3 酵母菌與人參發(fā)酵

釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、馬克斯克魯維酵母(Kluyveromycesmarxianus)是符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)的菌株，釀酒酵母可以提高人參皂苷Rb1、Re、Rg1的含量[20]，也能將固有人參皂苷轉(zhuǎn)化為稀有皂苷Rg3[21]。蘇敏等[21]從開菲爾(Kefir)粒中篩選出能夠產(chǎn)生β-葡萄糖苷酶的馬克思克魯維酵母，經(jīng)發(fā)酵，Rg3的轉(zhuǎn)化率高達(dá)248%。然而與乳酸菌、芽孢桿菌相比，酵母菌的轉(zhuǎn)化能力有限，賈翠英等[22]首次采用海藻酸鈉包埋酵母菌的方式進(jìn)行發(fā)酵，與未包埋酵母菌轉(zhuǎn)化人參相比，不僅使Rb1的轉(zhuǎn)化率提高了3%～5%，而且簡化了菌種活化步驟以及便于將發(fā)酵生產(chǎn)自動化，為提高酵母菌的發(fā)酵效率提供一種新的方法。另外，工程酵母菌在人參發(fā)酵方面應(yīng)用廣泛，LIANG等[23]從枯草芽孢桿菌中鑒定出UGT109A1，用以構(gòu)建工程酵母菌，能夠產(chǎn)生比Rg3抗肺癌活性更強(qiáng)的非天然人參皂苷3β,12β-Di-O-Glc-PPD，產(chǎn)量為9.05 mg/L。工程酵母菌也能夠?qū)崿F(xiàn)人參皂苷的逆向轉(zhuǎn)化，從人參中分離鑒定出對原人參二醇型皂苷(protopanaxadiol, PPD)活性較強(qiáng)的葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶(UDP-glycosyltransferases, UGT)——UGTPg45、UGTPg29，能分別在PPD與Rh2的C3—OH位添加葡萄糖，實現(xiàn)PPD→Rh2→Rg3的轉(zhuǎn)化，Rh2與Rg3的生成量分別為1.45、3.49 μmol/g[24]。WEI等[25]也在人參中分離出對原人參三醇型皂苷(protopanaxatriol,PPT)有較強(qiáng)活性的UGTPg1、UGTPg100、UGTPg101，用其構(gòu)建工程酵母菌，能夠?qū)崿F(xiàn)PPT→F1/Rh1，F(xiàn)1和Rh1產(chǎn)率高達(dá)42.1、92.8 mg/L。與天然酵母菌相比，工程酵母菌轉(zhuǎn)化人參皂苷具有更廣闊的研究前景，不僅能實現(xiàn)天然皂苷的生物轉(zhuǎn)化，也能產(chǎn)生新的產(chǎn)物，為酵母菌轉(zhuǎn)化人參的規(guī)?；a(chǎn)提供有效途徑。

1.4 紅曲霉與人參發(fā)酵

曲霉菌在中藥發(fā)酵領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其中黑曲霉(Aspergillusniger)因能產(chǎn)生活性較強(qiáng)的葡萄糖苷酶、果膠酶、纖維素酶等酶而被廣泛使用。經(jīng)過黑曲霉發(fā)酵，能夠?qū)崿F(xiàn)Rb1→F2/CK的轉(zhuǎn)化，其中CK與F2的轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到85%、50%[26]。黑曲霉的轉(zhuǎn)化效率較高，但目前尚未列入國家益生菌的使用范疇，故在食品方面的應(yīng)用受到限制。紅曲霉(Monacusanka)在中藥發(fā)酵方面雖不及黑曲霉應(yīng)用廣泛，但是它為藥食兩用的真菌，在食品研究與開發(fā)方面具有較大的潛力。人參經(jīng)紅曲霉發(fā)酵后Rb1、Rb2、Rc含量減少，Rg3質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了40%，達(dá)到6.047 mg/g，推斷Rg3的轉(zhuǎn)化路徑為人參皂苷Rb1/Rb2→Rd→Rg3[27]。厙守權(quán)等[28]還在人參的紅曲霉發(fā)酵產(chǎn)物中檢測出具降低膽固醇作用的monacolin K，發(fā)酵產(chǎn)物兼具人參和紅曲霉主要活性物質(zhì)，極大提高了兩者的生物利用價值。

1.5 大型食藥用真菌與人參發(fā)酵

靈芝(Ganodermalucidum)和冬蟲夏草(Cordycepssinensis)是名貴中草藥，也是大型食藥用真菌。從新鮮的冬蟲夏草中分離出的叢梗孢科瓶梗青霉屬蟲生真菌蝙蝠蛾擬青霉(Paecilomyceshepiali)與冬蟲夏草有效成分類似，已作為冬蟲夏草的代用品在中成藥和保健食品中廣泛使用。靈芝菌與人參共發(fā)酵能夠顯著提高Rg5[29]、Rf[29]、Rg3[30]、Rh1[30]等稀有皂苷的含量，轉(zhuǎn)化率高達(dá)601.24%、166.02%、238.91%、408.88%，與乳酸菌、芽孢桿菌相比，其轉(zhuǎn)化效率較高，并且能夠轉(zhuǎn)化2種細(xì)菌不能生成的稀有皂苷Rg6和F4[29]，同時，經(jīng)發(fā)酵所得的藥性菌質(zhì)抗氧化活性提高[29]，對肝癌細(xì)胞SMMC—7721抑制能力增強(qiáng)[30]，且提高巨噬細(xì)胞吞噬指數(shù)、淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率及血清溶血素水平從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能[31]。這些大型食藥用真菌生物轉(zhuǎn)化人參有效成分的能力，詳見表2。在發(fā)酵過程中，食藥用真菌產(chǎn)生的糖苷酶能夠水解皂苷側(cè)鏈上的糖基對皂苷進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，實現(xiàn)稀有皂苷的轉(zhuǎn)化；人參中的多糖、氨基酸、微量元素也為真菌菌絲的生長提供豐富的碳源、氮源，促進(jìn)靈芝多糖、腺苷等有效成分的富集。因此，雙向發(fā)酵不僅使人參皂苷的含量有所改變，真菌中的活性成分也會提高，起到真菌與人參雙向發(fā)酵協(xié)同增效的作用[32]。

表2 大型食藥用真菌生物轉(zhuǎn)化人參有效成分的能力Table 2 Ability of edible and medicinal fungi to biotransform active ingredients of ginseng

1.6 復(fù)合菌株與人參發(fā)酵

采用單一菌株對人參發(fā)酵取得了可觀的成果，但不同微生物所含有的酶系具有差異性，在自然界中，植物的生長發(fā)育是多種微生物相互作用的結(jié)果，采用復(fù)合菌株進(jìn)行發(fā)酵，可以使反應(yīng)過程中酶系多樣化與互補(bǔ)，使中藥組織中的有效成分或營養(yǎng)物質(zhì)得到充分的分解、溶出和利用，提高中藥的生物利用率。嗜酸乳桿菌∶鼠李糖乳桿菌∶干酪乳桿菌按照1∶1∶1的體積比發(fā)酵人參，轉(zhuǎn)化生成皂苷元PPD、PPT能力更強(qiáng)，生成量占總皂苷成分的22.15%，與人參皂苷Rh1、CK共占總皂苷的33.42%[2]。應(yīng)用組合菌釀酒酵母、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、短乳桿菌、枯草芽孢桿菌發(fā)酵人參可以提高稀有皂苷Rh1、F2、Rg3、C.Y的含量，轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)127.3%、63.5%、255.8%、226.6%[34]。然而，薛兢兢等[35]在乳桿菌與復(fù)合菌(乳桿菌+酵母菌)發(fā)酵對比研究中發(fā)現(xiàn)單一菌株發(fā)酵更勝一籌，分析乳桿菌與酵母菌在生長過程中產(chǎn)生競爭性抑制，限制對方發(fā)揮最大潛力。因此，在優(yōu)選復(fù)合菌株的過程中，菌株之間的拮抗作用也是較為重要的考察因素。復(fù)合菌株與單一菌株相比有很大的轉(zhuǎn)化優(yōu)勢，目前的研究大多用不同乳酸菌搭配進(jìn)行發(fā)酵，乳酸菌與芽孢桿菌等菌株的復(fù)合搭配鮮有報道，對其生物轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化機(jī)制有待于深入研究。

2 益生菌發(fā)酵轉(zhuǎn)化人參皂苷生物學(xué)機(jī)制

稀有人參皂苷與常量皂苷相比母核相同，只是C3、C6、C20糖基的類型或數(shù)目不同，從而表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗腫瘤、心血管保護(hù)等生物活性。益生菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生的β-葡萄糖苷酶、β-阿拉伯呋喃糖苷酶等能夠特異性水解C3、C6、C20的糖基從而實現(xiàn)稀有皂苷的生物轉(zhuǎn)化[5]。益生菌種類不同，酶系的種類與活性也有所差異，糖苷酶依據(jù)連接位置、殘基、酶活性分為四類：Ⅰ型糖苷酶能同時水解PPD C3和C20連接的糖基;Ⅱ型糖苷酶能水解PPD或PPT C20位連接的糖基;Ⅲ型糖苷酶能水解PPD C3位外側(cè)連接的葡萄糖;Ⅳ型糖苷酶能水解PPT C6位連接的糖基[36]。β-葡萄糖苷酶作為益生菌中的常見酶，是目前的研究熱點。QUAN等[13]從泡菜中篩選出產(chǎn)β-葡萄糖苷酶的LactobacillusparalimentariusLH4，能夠水解C3、C20位的2個葡萄糖基，實現(xiàn)Rb1→絞股藍(lán)皂苷XVII/Rd→F2→CK的轉(zhuǎn)化。干酪乳桿菌、副干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌5種乳酸菌中植物乳桿菌的β-葡萄糖苷酶活性最強(qiáng)，可以水解C3、C20位的糖基實現(xiàn)原人參二醇型皂苷Rb1/Rb2→Rd→F2→CK和Rb1→Rd→Rg3的轉(zhuǎn)化[3]。同樣在鼠李糖乳桿菌β-葡萄糖苷酶的作用下，原人參三醇型皂苷Re的C6、C20位分別脫去一分子鼠李糖和葡萄糖生成Rh1，Rh1脫去C6位的一分子葡萄糖生成PPT[4]?？莶菅挎邨U菌也具有產(chǎn)生β-葡萄糖苷酶的能力，皂苷轉(zhuǎn)化機(jī)制可能為 Rb1的C20位糖苷鍵水解斷裂生成Rg3，Rg3的C20位發(fā)生脫水反應(yīng)生成Rk1和Rg5[16]。糖苷酶的生物來源不同，其作用的位點不同，轉(zhuǎn)化效果也具有差異性。不同糖苷酶的聯(lián)合應(yīng)用對稀有皂苷的轉(zhuǎn)化會產(chǎn)生積極的影響，有望成為未來一個熱門的研究方向。

3 人參發(fā)酵產(chǎn)品研究概況

3.1 國內(nèi)人參發(fā)酵食品

2011年之前，人參在我國只作為藥物進(jìn)行銷售，在一定程度上限制了人參的市場消費(fèi)，2012年，國家衛(wèi)生部第17號文件根據(jù)《中華人民共和國食品安全法》和《新資源食品管理辦法》批準(zhǔn)將人參(人工種植)列為新資源食品(2013年修訂為新食品原料)，以人參為原料的食品相繼出現(xiàn)。迄今為止，已有1 008種人參保健品上市，涵蓋膠囊(48.68%)、口服液(14.61%)、酒(14.21%)、片(9.17%)、顆粒(3.83%)、茶(2.72%)、丸(2.11%)、飲料(1.31%)、沖劑(1.01%)、粉(0.91%)、膏(0.91%)、漿(0.5%)等多種劑型，而人參發(fā)酵型產(chǎn)品種類較少，僅包含人參發(fā)酵酒、人參發(fā)酵果蔬飲品、人參發(fā)酵蜜片等，目前處于實驗階段的人參山楂咀嚼片等新型產(chǎn)品的開發(fā)將會充分發(fā)揮人參的保健價值[37]。

3.1.1 單味人參發(fā)酵食品

Kefir粒是人參發(fā)酵食品中使用較多的發(fā)酵劑之一，它是由乳酸菌、醋酸菌、酵母菌等多種益生菌組成的復(fù)合菌，菌群之間存在良好的共生關(guān)系。Kefir粒有氧發(fā)酵人參，可以產(chǎn)生烷烴類、萜烯類、芳香類等64種香氣成分，發(fā)酵物有草藥味和燒烤香味[38]。白鈺[39]分別采用人參花、Kefir粒發(fā)酵，制備出口感良好的人參花飲品。靈芝具有滋補(bǔ)強(qiáng)身的功效，廣泛用于食品領(lǐng)域。林琳[31]采用人參與靈芝復(fù)合發(fā)酵制備的參芝發(fā)酵飲品，顏色飽滿清澈，菌球口感順滑，具人參特異香氣，并且該飲品既能發(fā)揮靈芝提高免疫力的作用，也能發(fā)揮人參抗疲勞的作用。

3.1.2 人參復(fù)方發(fā)酵食品

在以Kefir粒為發(fā)酵劑、人參為原料的基礎(chǔ)上，分別添加乳清、枸杞、大米糖化液、山楂制得人參乳清飲品[40]、人參枸杞發(fā)酵飲品[41]、人參米酒[42]和人參山楂咀嚼片[38]，產(chǎn)品酸甜可口、口感細(xì)膩、有人參的芳香氣味。在酸奶中加入人參，具有更高的營養(yǎng)價值。王銀平[43]優(yōu)化人參酸奶的發(fā)酵工藝，在混合菌種(嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌、嗜熱鏈球菌、德式乳桿菌保加利亞亞種)、超微人參粉、白砂糖、果膠添加量分別為0.006%、0.6%、7%、0.2%的條件下，制得的酸奶口感最好，價值較高。采用植物乳桿菌，輔以檸檬汁、棗汁、蜂蜜制備的人參口服液清爽可口、酸甜適中[44]。用人參為原料開發(fā)的發(fā)酵酒憑借獨特的口感和保健功效在中國市場備受歡迎。喬夢丹等[45]優(yōu)化人參-仙人掌果酒的發(fā)酵工藝，在酵母接種量1‰、發(fā)酵溫度24 ℃、pH 4.0的條件下，人參總皂苷、花青素分別達(dá)到0.937 6、0.106 6 mg/mL。近年來，生物轉(zhuǎn)化技術(shù)日漸成熟，乳酸菌、靈芝菌、酵母菌等在人參食品中有了更多應(yīng)用，人參發(fā)酵產(chǎn)品成為新的研發(fā)方向(表3)。

表3 人參發(fā)酵食品研究概況Table 3 Research on ginseng fermented food

3.2 韓國人參發(fā)酵食品

韓國的人參產(chǎn)品種類豐富，經(jīng)研究開發(fā)的人參飲料、人參糖、人參茶、人參餅干、人參方便面、人參果醬、人參蜜片等憑其獨特的口感和保健作用深受消費(fèi)者青睞[48]。韓國的發(fā)酵技術(shù)較為成熟，人參(紅參)發(fā)酵產(chǎn)品在酸奶、奶酪兩大方面研究頗多。乳桿菌屬菌種和嗜熱鏈球菌是常用的酸奶發(fā)酵劑，將牛奶、2%脫脂乳、0.1%果膠混合，加入不同劑量的人參粉，接種植物乳桿菌NK181與嗜熱鏈球菌(1∶1)在40 ℃發(fā)酵至pH 4.4～4.5，制得人參酸奶成品口感良好，且隨著人參量的增加，產(chǎn)品的抗氧化能力逐漸增強(qiáng)，增長率最高可達(dá)37.32%[49]。LEE等[50]分別采用土壤栽培人參與水培人參進(jìn)行人參酸奶的研制，將牛奶、脫脂乳與2種人參提取液混合，接種0.1%的商業(yè)化乳酸菌發(fā)酵劑在40 ℃下發(fā)酵至pH 4.5，冷藏24 h即得成品，其中水培人參發(fā)酵酸奶口感良好，抗氧化能力為土壤栽培人參的2倍，水培人參應(yīng)用于維持人體健康的高價值乳制品有較大的前景。發(fā)酵奶酪的制作是往牛奶中加入不同濃度的人參，在35 ℃下經(jīng)商業(yè)化乳酸菌發(fā)酵劑發(fā)酵220 min，再加入0.2 mL/L凝乳酶，4 ℃靜置混凝19 h得到人參奶酪。通過添加人參提取物，奶酪的脂肪和蛋白質(zhì)水平升高，隨著人參濃度的增加，奶酪的硬度和黏度提高，但人參的苦味也越來越顯著[51]。制作紅參奶酪時可以通過添加氨基酸-發(fā)酵紅參凝析液改善紅參所帶來的苦味[52]。人參作為一種天然植物補(bǔ)充劑，在國際上占有成熟的市場。隨著人們保健意識的增強(qiáng)，更多人參功能性產(chǎn)品出現(xiàn)在公眾視野。

4 結(jié)論與展望

益生菌發(fā)酵人參已成為目前的研究熱點，益生菌的發(fā)酵過程實質(zhì)是酶的作用，不同類型的益生菌經(jīng)過自身代謝產(chǎn)生的糖苷酶，能夠特異性地作用于人參皂苷的不同位點，通過水解糖基實現(xiàn)不同皂苷的定向轉(zhuǎn)化，提高稀有皂苷等有效成分的含量，增強(qiáng)產(chǎn)物的藥理活性，豐富營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，改善口感風(fēng)味，對人參功能性產(chǎn)品的研發(fā)具有切實的研究價值。然而，目前在稀有皂苷的靶向轉(zhuǎn)化研究中涉及的皂苷種類較少，有待于篩選益生菌、糖苷酶的類型或通過構(gòu)建工程酵母菌等手段實現(xiàn)其他皂苷的定向轉(zhuǎn)化。發(fā)酵人參的飲品開發(fā)雖取得了一定的成果，但形式過于單一，新產(chǎn)品的創(chuàng)制也是未來的研發(fā)方向，且相關(guān)產(chǎn)品需要從體外試驗、動物試驗、人體臨床試驗3個方面進(jìn)行耐藥性、代謝活性等研究，從而建立科學(xué)、全面的安全性評價方法。