香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品的功效成分及抗氧化活性分析

覃翠鈉，李志春，2*，何雪梅，2，楊 瑩，2，零東寧，2，孫 健

（1廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/廣西香蕉保鮮與加工工程技術(shù)研究中心，廣西南寧 530007；2廣西果蔬貯藏與加工新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530007；3廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院，廣西南寧 530007）

0 引言

【研究意義】我國是香蕉生產(chǎn)大國，每年都會產(chǎn)生大量的香蕉副產(chǎn)物。據(jù)統(tǒng)計，2019年我國香蕉產(chǎn)量116.56萬t，產(chǎn)生香蕉莖稈約4200萬t（王春芳，2020），是一筆巨大的生物質(zhì)資源。香蕉莖稈水分含量高（徐樹英，2016），體積大，運(yùn)輸不便，大部分被直接丟棄，造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。因此，從能源和環(huán)境的角度考慮，進(jìn)行香蕉莖稈功能性產(chǎn)品的開發(fā)研究對增加香蕉產(chǎn)業(yè)收入及環(huán)境保護(hù)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】香蕉莖稈含有豐富的纖維素和半纖維素（韋傳寶和王吉文，2008），提取香蕉纖維可用于制作香蕉布、繩索、食品包裝袋、醫(yī)療衛(wèi)生用品（劉國歡等，2012；胡佳丹，2018）和光學(xué)復(fù)合材料等（Chávez-Guerrero et al.，2019）。在畜禽養(yǎng)殖方面，目前研究重點(diǎn)在于通過添加復(fù)合菌劑、糖蜜、米糠等制成香蕉莖稈青貯飼料，以改善香蕉莖稈的適口性，增加其營養(yǎng)物質(zhì)，提高消化率（王超，2007；王倩，2013；程宣，2018）。香蕉莖稈含有氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分，且其結(jié)構(gòu)為層層壓緊的復(fù)瓦狀葉鞘重疊形成的假桿，具有孔隙結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于堆肥及育苗基質(zhì)，以提升土壤肥力（李青松等，2009；鄧小墾，2014）。此外，香蕉莖稈還可用于厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣、精煉生產(chǎn)燃料乙醇（Velasquez-Arredondo et al.，2010；de Sil‐va et al.，2020）及壓縮成型燃料等（劉國歡等，2012；de Souza et al.，2013；Bello et al.，2014）?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】香蕉莖稈在纖維提取、飼料化、堆肥化和基質(zhì)化等方面已有較多應(yīng)用研究，但香蕉莖稈汁液發(fā)酵食品開發(fā)的相關(guān)研究報道較少。香蕉莖稈壓榨汁液含多酚類化合物（Pothavorn et al.，2010），具有一定清除2,2-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽自由基（ABTS·）能力，對牛血清白蛋白果糖模型AGEs也具有一定的抑制作用，可抑制晚期糖基化終末產(chǎn)物（商文婷等，2016）。此外，香蕉莖稈汁液聯(lián)合西藥抗菌藥可抑制大腸桿菌（王莉貞等，2017）。因此，基于香蕉莖稈汁液的功效性，利用汁液發(fā)酵成酒和乳酸飲料，開發(fā)香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品具有理論可行性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以香蕉莖稈汁液為原料，添加一定比例的水，分別接種K1和開菲爾菌劑，經(jīng)發(fā)酵制成酒和乳酸飲料，探究其功效成分及抗氧化能力，為香蕉莖稈汁液的發(fā)酵產(chǎn)品開發(fā)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

香蕉莖稈汁液：所用新鮮香蕉莖稈取自廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院內(nèi)，用打漿機(jī)打碎榨汁，原料特性分析結(jié)果為水分含量97.40%、總固體含量2.60%、粗灰分含量1.40%、脂肪含量0.10%、蛋白質(zhì)含量0.57%。

發(fā)酵菌劑：開菲爾和K1。開菲爾是一種菌群復(fù)合體，購自西安惠可欣微生物科技有限公司。K1菌種是釀酒酵母，實(shí)驗(yàn)室自行培養(yǎng)保存。

主要試劑：二苯代苦味酰自由基（DPPH·）購自美國Sigma公司；無水乙醇和氯化亞鐵購自天津市科隆科技有限公司；維生素E購自上海源葉生物科技有限公司；菲洛嗪（Ferrozine）購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；碳酸鈉、沒食子酸、鎢酸鈉和鉬酸鈉購自天津市大茂化學(xué)試劑廠；羥自由基測定試劑盒、抗超氧陰離子自由基及產(chǎn)生超氧陰離子自由基測試盒、亞硝酸鹽測試盒均購自南京建成科技有限公司。

主要儀器設(shè)備：美析UV-1800紫外分光光度計（上海美析儀器有限公司）、TP5002精密電子天平（上海佑科儀器儀表有限公司）、BSA1245分析天平（Sartorlus Group）、HH-S4數(shù)顯恒溫水浴鍋（金壇市萬華實(shí)驗(yàn)儀器廠）和TG16-WS高速離心機(jī)（湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計 試驗(yàn)原料為香蕉莖稈汁液（G0），添加一定比例的純水，接種菌劑，裝入發(fā)酵罐，于室內(nèi)室溫發(fā)酵。采用批量發(fā)酵方式，試驗(yàn)設(shè)計如表1所示，共有4組試驗(yàn)，每組進(jìn)行3個平行試驗(yàn)。表1中用量以總固體含量占發(fā)酵總質(zhì)量百分比計算。

根據(jù)表1可知，香蕉莖稈汁液的發(fā)酵方式有2種，利用開菲爾菌劑發(fā)酵所得產(chǎn)品為乳酸飲料，其發(fā)酵工藝為：分別取等量的含100%香蕉莖稈汁液和50%香蕉莖稈汁液經(jīng)巴氏滅菌，調(diào)節(jié)發(fā)酵汁液糖含量為13%，加入5‰開菲爾菌劑，發(fā)酵4~5 d，于4 ℃冰箱保存。利用K1菌劑發(fā)酵所得產(chǎn)品為酒，其發(fā)酵工藝為：分別取等量的含100%香蕉莖稈汁液和50%香蕉莖稈汁液經(jīng)巴氏滅菌，添加蔗糖136 g/L，加入0.2‰ K1菌劑，發(fā)酵7 d左右，于4 ℃冰箱保存。

1.2.2 功效成分含量測定 多酚含量測定采用Folin酚法（蔣欣梅等，2018）。分別取0.02 mg/mL沒食子酸0、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0和4.0 mL，加入1.0 mL福林酚和3.0 mL 7.5 g/100 mL碳酸鈉，用純水定容至10.0 mL，搖勻，置于黑暗處2 h，采用紫外分光光度計于波長765 nm處測定吸光值。以沒食子酸含量為橫坐標(biāo)、吸光值為縱坐標(biāo)進(jìn)行擬合，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程=0.2533+0.0367（=0.9990）。結(jié)果以沒食子酸當(dāng)量（mg GAE/g）表示。以試樣代替沒食子酸重復(fù)上述步驟可得樣品多酚含量。

單寧含量測定采用Folin酚法（徐陽純等，2021）。取0、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0和10.0 mL單寧酸溶液（5 mg/mL）置于盛30.0 mL純水的50 mL容量瓶中，加入2.5 mL鎢酸鈉—鉬酸鈉混合溶液及5.0 mL碳酸鈉溶液，用純水定容，搖勻，靜置30 min，于波長760 nm處測定吸光值。以單寧酸含量為橫坐標(biāo)、吸光值為縱坐標(biāo)進(jìn)行擬合，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程=0.0988+0.0175（=0.9990）。以試樣代替單寧酸重復(fù)上述步驟可得樣品單寧含量。

總黃酮含量測定采用亞硝酸鈉—硝酸鋁—?dú)溲趸c法（Jia et al.，1999；王敏等，2022）。用移液槍分別精確吸取0.1 mg/mL蘆丁0、2.0、4.0、6.0、8.0和10.0 mL，用70%乙醇補(bǔ)至10.0 mL，加入0.8 mL 10%硝酸鋁，搖勻，靜置6 min，再加入10.0 mL 10%氫氧化鈉溶液，用70%乙醇定容至25.0 mL，搖勻放置15 min，于波長510 nm處測定吸光值。以蘆丁含量為橫坐標(biāo)、吸光值為縱坐標(biāo)進(jìn)行擬合，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程=0.0167+0.0131（=0.9990）。以試樣代替蘆丁重復(fù)上述步驟可得樣品總黃酮含量。

1.2.3 抗氧化能力測定

1.2.3.1 DPPH自由基清除能力 采用DPPH自由基清除法（鄭鳳錦等，2015）。吸取試樣于離心管中，用純水補(bǔ)至2.0 mL，加入2.0 mL 6.5×10mol/L DPPH溶液，搖勻，暗處反應(yīng)30 min，取上清液于波長517 nm處測其吸光值（A）；另取上述試樣于離心管中，加入2.0 mL無水乙醇，搖勻，暗處反應(yīng)30 min，在波長517 nm 處測其吸光值（A）；2.0 mL 6.5×10mol/L DPPH溶液與2.0 mL無水乙醇反應(yīng)為參比，其吸光值記為（A）；同時以維生素C（Vc，0.5 mmol/L）為對照。測定3次取平均值，DPPH自由基清除率（）計算公式如下：

1.2.3.2 抑制羥自由基能力 使用試劑盒測定。按照試劑盒指示步驟加入所有試劑，同時以Vc（20 mmol/L）作為對照組，混勻，室溫放置20 min，于波長550 nm處測定各管吸光值。抑制羥自由基能力（U/L）=（對照OD值-測定OD值）/（標(biāo)準(zhǔn)OD值-空白OD值）×標(biāo)準(zhǔn)品濃度（8.824 mmol/L）/取樣量×樣本測試前稀釋倍數(shù)×1000。

1.2.3.3 抗超氧陰離子自由基能力 使用試劑盒測定。按照試劑盒指示步驟加入所有試劑，同時以Vc（6.67 mmol/L）作為對照組，混勻，靜置10 min，于波長550 nm處測定各管吸光值?？钩蹶庪x子自由基能力（U/L）=（對照OD值-測定OD值）/（對照OD值-標(biāo)準(zhǔn)OD值）×標(biāo)準(zhǔn)品濃度（0.15 mg/mL）×1000×樣本測試前稀釋倍數(shù)。

1.2.3.4 金屬螯合率 采用氯化亞鐵溶液與Fer‐rozine顯色法（鄭鳳錦等，2015）。取試樣于離心管中，用純水補(bǔ)至2.0 mL，加入1.0 mL 2.0 mmol/L氯化亞鐵及0.2 mL 0.5 mmol/L Ferrozine試劑，混勻，室溫下靜置反應(yīng)10 min，于波長562 nm處測定吸光值（A）；用純水替代Ferrozine試劑測得吸光值（A）；空白試驗(yàn)用純水替代不同體積試樣，測得吸光值（A）。同時以EDTA（2 mmol/L）替代試樣為對照，重復(fù)測定3次，金屬離子螯合力率（）計算公式如下：

1.2.4 亞硝酸鹽含量測定 使用試劑盒測定。按照試劑盒指示步驟加入所有試劑，同時以純水作為對照組，混勻，15 min后，0.5 cm光徑比色杯，純水調(diào)零，于波長550 nm處測各管OD值。亞硝酸鹽含量（μmol/L）=（測定OD值-空白OD值）/（標(biāo)準(zhǔn)OD值-空白OD值）×標(biāo)準(zhǔn)品濃度（100 μmol/L）×樣本測試前稀釋倍數(shù)。

1.3 統(tǒng)計分析

采用Excel 2016處理數(shù)據(jù)，SPSS 21.0進(jìn)行差異顯著性分析及主成分分析，以O(shè)rigin 2018制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品的功效成分測定結(jié)果

香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品的功效成分測定結(jié)果如表2所示。不同香蕉莖稈汁液含量的發(fā)酵酒和乳酸飲料的多酚及單寧含量均具有顯著差異（<0.05，下同），KF50、KF100、K50和K100的多酚和單寧含量均高于G0的多酚和單寧含量。K100的多酚和單寧含量分別較K50高18.7%和32.2%，KF100的多酚和單寧含量分別較KF50高24.7%和10.3%。此外，KF50和KF100的多酚含量分別較K50和K100低16.3%和12.0%，其單寧含量分別較K50和K100高87.5%和56.4%。從香蕉莖稈汁液及香蕉汁液發(fā)酵酒和乳酸飲料中均未檢出總黃酮。

2.2 香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品的抗氧化能力測定結(jié)果

2.2.1 香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品的DPPH自由基清除能力 香蕉莖稈汁液發(fā)酵酒和乳酸飲料的DPPH自由基清除能力測定結(jié)果如圖1所示。KF50、K50和K100的DPPH自由基清除能力隨樣品體積增加呈先上升后趨于穩(wěn)定的變化趨勢；G0的DPPH自由基清除能力整體隨樣品體積增加而增強(qiáng)，但其增強(qiáng)幅度較小，KF100最低；與G0相比，KF50、K50和K100表現(xiàn)出較強(qiáng)的DPPH自由基清除能力。當(dāng)樣品體積<1.4 mL時，DPPH自由基清除能力的排序?yàn)椋篕100>K50>KF50>Vc>KF100，當(dāng)樣品體積≥1.4 mL時，K50的DPPH自由基清除能力與Vc無明顯差異。

2.2.2 香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品的抑制羥自由基能力由圖2可知，香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品及對照抑制羥自由基能力排序?yàn)椋篏0>Vc>K50>K100>KF50>KF100。其中，香蕉莖稈汁液發(fā)酵酒及KF50的抑制羥自由基能力均超過86000 U/L，而KF100的抑制羥自由基能力最低，為69500 U/L。

2.2.3 香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品的抗超氧陰離子自由基能力 香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品的抗超氧陰離子自由基能力如圖3所示。K50的抗超氧陰離子自由基能力較強(qiáng)，其值為49.8 U/L，是K100抗超氧陰離子自由基清除能力的4倍；KF50和KF100的抗超氧陰離子自由基能力分別為23.7和18.2 U/L。G0則表現(xiàn)為具有產(chǎn)生超氧陰離子自由基能力。

2.2.4 香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品的金屬螯合率 如圖4所示，當(dāng)樣品體積<1.0 mL時，香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品及對照的金屬螯合率排序?yàn)椋篕F100>G0>K100>KF50>K50>EDTA，當(dāng)樣品體積≥1.0 mL時，金屬螯合率排序?yàn)椋篕F100>K100>G0>KF50>K50>EDTA。在樣品體積為0.2~0.6 mL時，KF100的金屬螯合率由42.2%升至最大值98.0%，當(dāng)樣品體積>0.6 mL，其金屬螯合率趨于穩(wěn)定；而另外3組試驗(yàn)樣品的金屬螯合率隨樣品體積的增加逐漸增強(qiáng)。K100和KF100的金屬螯合率分別大于K50和KF50的金屬螯合率。

2.3 香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品抗氧化活性的主成分分析結(jié)果

對4個抗氧化活性指標(biāo)（DPPH自由基清除能力、抑制羥自由基能力、抗超氧陰離子自由基能力和金屬螯合率）進(jìn)行主成分分析。提取2個主成分（PCA1和PCA2）進(jìn)行主成分分析，碎石圖見圖5，主成分分析載荷矩陣見表3，方差貢獻(xiàn)率見表4，主成分載荷矩陣見表5。

由圖5可知，特征根在第3個變得平緩，說明可提取2個主成分。由表3可知PCA1、PCA2與4個抗氧化活性指標(biāo)的相關(guān)性。由表4可知，PCA1的特征值和方差貢獻(xiàn)率分別為3.005和75.129%，PCA2的特征值和方差貢獻(xiàn)率分別為0.921和23.029%。2個主成分的累積方差貢獻(xiàn)率為98.158%，即2個主成分共解釋主成分的98.158%，說明提取2個主成分能絕大部分地保留原始信息，主成分分析效果很好。以2個主要成分代表原始4個抗氧化活性指標(biāo)，根據(jù)表5，建立抗氧化活性的評價模型，PCA1表達(dá)式如公式（3），PCA2表達(dá)式如公式（4）：

以2個主成分的得分及權(quán)重建立抗氧化活性指標(biāo)的綜合評價函數(shù)，其表達(dá)式如公式（5），得到香蕉莖稈汁液發(fā)酵酒和乳酸飲料的抗氧化活性綜合得分及排名（表6）。

由表6可知，K50、KF50和K100得分較高且均為正數(shù)，分別排名第1、第2和第3，而KF100得分為負(fù)數(shù)，排名第4。由分析載荷矩陣（圖6）可知，PCA1主要與DPPH自由基清除能力和抑制羥自由基能力呈正相關(guān)，與金屬螯合率呈負(fù)相關(guān)，PCA2主要與抗超氧陰離子自由基能力呈負(fù)相關(guān)。PCA1權(quán)重較大，根據(jù)圖1和圖2，K50的DPPH自由基清除能力和抑制羥自由基能力較高，金屬螯合率低于其他組，因此其得分最高。

2.4 香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品的亞硝酸鹽含量測定結(jié)果

亞硝酸鹽是一種潛在的致癌物質(zhì)，控制發(fā)酵飲品中亞硝酸鹽的含量對于提高食品安全性具有重要意義。如圖7所示，香蕉莖稈汁液發(fā)酵酒和乳酸飲料的亞硝酸鹽含量排序結(jié)果為：KF100>K100>KF50=K50。KF100的亞硝酸鹽含量最高，達(dá)2.3 μmol/L，顯著高于其余3組，其余3組的亞硝酸鹽含量均低于0.5 μmol/L。

3 討論

開菲爾是一種復(fù)合菌劑，主要由乳酸菌、酵母菌、醋酸菌及明串珠菌等多種微生物組成，在發(fā)酵過程中產(chǎn)生酸類、酯類、醇類、酮類等物質(zhì)，從而賦予發(fā)酵產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)味；同時，發(fā)酵過程中產(chǎn)生多種生物活性肽，可抑制病原菌（Gamba et al.，2016；Kim et al.，2016）、降低膽固醇（Choi et al.，2017）、改善消化機(jī)能（Xing et al.，2017）等，對人體具有促健康作用。K1為釀酒酵母，是白酒生產(chǎn)中酒精發(fā)酵的主體菌，其代謝產(chǎn)物為醇類、酯類、醛類、酚類等物質(zhì)，對白酒的風(fēng)味及質(zhì)量具有重要意義。本研究以香蕉莖稈汁液為原料，接種開菲爾菌劑和K1菌劑，經(jīng)發(fā)酵制成酒和乳酸飲料，探究其功效成分和抗氧化能力。

多酚具有潛在的促健康作用，其抗氧化功能可對慢性病起到預(yù)防作用（董紅竹，2017）。而單寧具有抗菌抑菌作用，相關(guān)研究表明，低濃度的單寧可與細(xì)菌的酶和毒性蛋白結(jié)合，從而使酶和蛋白失去活性物質(zhì)（魏麗等，2017）。香蕉莖稈是香蕉產(chǎn)業(yè)的重要副產(chǎn)物，汁液中含多酚等化合物，具有較高的抗氧化活性。香蕉莖稈汁液的乳酸發(fā)酵飲料和發(fā)酵酒功效成分測定結(jié)果表明，K100和KF100的多酚與單寧含量分別高于K50和KF50，與試驗(yàn)設(shè)計中香蕉莖稈汁液用量有關(guān)，K100和KF100的原料中多酚與單寧含量高于K50和KF50。K50和K100的多酚含量分別顯著高于KF50和KF100，而其單寧含量分別顯著低于KF50和KF100。這可能是因?yàn)榘l(fā)酵使用2種不同的菌劑，其對多種構(gòu)型的多酚轉(zhuǎn)化影響不同，且不同菌劑發(fā)酵代謝產(chǎn)物酚類物質(zhì)有所差異。經(jīng)開菲爾和K1菌種發(fā)酵的香蕉莖稈汁液的多酚與單寧含量顯著提高，與相關(guān)文獻(xiàn)的研究結(jié)果一致。如葉盼等（2016）選取植物乳桿菌對蘋果汁進(jìn)行發(fā)酵，研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后蘋果汁的多酚含量較發(fā)酵前增加52.1%。馬玉蓉等（2021）以小麥和紅提葡萄為原料，研究不同發(fā)酵方式對葡萄小麥復(fù)合酒品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)單一原料發(fā)酵50%再混合發(fā)酵及浸漬3 d的紅提葡萄醪與糖化48 h的小麥混合發(fā)酵2種方式發(fā)酵產(chǎn)物的單寧含量增加。王柳岑等（2022）以毛酸漿果汁為原料，接種植物乳桿菌和副干酪乳桿菌混合發(fā)酵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵產(chǎn)品的多酚含量增加。多酚含量增加可能是因?yàn)榘l(fā)酵過程中，大分子酚類物質(zhì)被微生物轉(zhuǎn)化成小分子酚類物質(zhì)，從結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)（Chu and Chen，2006；董紅竹，2017；陳樹俊和王婉榕，2021）。單寧含量增加可能是因?yàn)殡S發(fā)酵時間延長，可溶性單寧逐漸釋放（郭敏，2011）。

抗氧化能力研究結(jié)果表明，與G0相比，KF50、K50和K100具有更強(qiáng)的DPPH自由基清除能力。在樣品體積為0.2~1.4 mL時，K100的DPPH自由基清除能力最強(qiáng)，K50次之，香蕉莖稈汁液發(fā)酵酒的DPPH自由基清除能力強(qiáng)于乳酸發(fā)酵飲料。樣品體積<1.4 mL時，DPPH自由基清除能力排序?yàn)椋篕100>K50>KF50>Vc>KF100，當(dāng)樣品體積≥1.4 mL 時，K100、K50和KF50對DPPH自由基清除能力與Vc相似。說明香蕉莖稈汁液發(fā)酵酒和乳酸飲料具有一定的自由基清除能力，與鄭鳳錦等（2015）研究發(fā)現(xiàn)甘蔗果酒和甘蔗原醋對DPPH自由基具有一定的清除能力，黃寧馨等（2021）研究發(fā)現(xiàn)復(fù)合乳酸菌發(fā)酵枸杞果汁對DPPH自由基具有清除作用的結(jié)果一致。相關(guān)研究結(jié)果表明，多酚的抗氧化活性成分對DPPH自由基具有一定的清除作用，且多酚含量影響抗氧化活性（Sakanaka and Ishihara，2008；Sah et al.，2014；許立偉等，2021；劉茂等，2022）。G0的抑制羥自由基能力最強(qiáng)，而香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品中，K50的抑制羥自由基能力顯著強(qiáng)于其余3組，且KF50、K50和K100的抑制羥自由基能力均達(dá)86000 U/L以上，說明其對羥自由基具有清除作用。有研究表明，抑制羥自由基能力與多酚含量相關(guān)，因酚類與羥自由基結(jié)合，使羥自由基清除率變大（張麗，2020；張雪等，2021）。香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品中，K50的抗超氧陰離子自由基能力最高，G0則表現(xiàn)為具有產(chǎn)生超氧陰離子自由基能力，可能是重要生物分子在有氧存在時氧化產(chǎn)生超氧陰離子自由基（李國婧，2012）。相關(guān)研究結(jié)果表明，抗超氧陰離子自由基能力與樣品中Vc、黃酮類化合物含量及超氧化物歧化酶活性差異有關(guān)（Sasipriya et al.，2014）。具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

通過金屬螯合可有效清除羥自由基（喬支紅等，2021），從而避免金屬對生物體的危害（鄭鳳錦等，2015）。本研究結(jié)果表明，KF100的金屬螯合率最高，K100和KF50分別排第2和第3，K50排第4，而4組樣品的金屬螯合率均高于對照組。說明香蕉莖稈汁液發(fā)酵酒和乳酸飲料均具有較高的金屬螯合率。

主成分分析法利用降維的思想，在盡量保留數(shù)據(jù)原始信息的情況下，把多個指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)的一種多變量數(shù)據(jù)進(jìn)行最佳綜合簡化的多元統(tǒng)計方法。本研究利用主成分分析法對香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品的抗氧化活性指標(biāo)進(jìn)行綜合評價排名，結(jié)果顯示，K50綜合排名第1。根據(jù)分析過程，本研究主要提取2個主成分進(jìn)行分析，第一主成分與DPPH自由基清除能力和抑制羥自由基能力呈正相關(guān)，與金屬螯合率呈負(fù)相關(guān)，且第一主成分權(quán)重較大（75.129%）。K50的DPPH自由基清除能力和抑制羥自由基較高，金屬螯合率低于其他組，所以其抗氧化活性綜合得分最高。反之，KF100的金屬螯合率顯著高于其他組，所以其得分最低。

亞硝酸鹽具有毒性，人體攝入量達(dá)0.3~0.5 g時會引起中毒，而攝入量達(dá)3.0 g時會引起死亡。根據(jù)GB 2762—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》，亞硝酸鹽在醬腌菜中含量不超過20 mg/kg。在試樣發(fā)酵過程中，微生物代謝活動產(chǎn)生的硝酸還原酶使硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，導(dǎo)致硝酸鹽含量增加。4組試驗(yàn)樣品中，KF100的亞硝酸鹽含量最高，為2.3 μmol/L，以醬腌菜的標(biāo)準(zhǔn)計，其含量并未超出標(biāo)準(zhǔn)范圍。4組樣品中亞硝酸鹽含量存在顯著差異是因?yàn)槭馨l(fā)酵過程微生物代謝活動的影響，且亞硝酸鹽不穩(wěn)定，可分解生成N或NH+（陳伊凡等，2020）。

根據(jù)本研究結(jié)果可知，香蕉莖稈汁液發(fā)酵酒和乳酸飲料具有一定的自由基清除能力，可進(jìn)一步開發(fā)成為功能性產(chǎn)品，但其發(fā)酵工藝及體內(nèi)抗氧化活性有待深入研究。

4 結(jié)論

香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品具有一定的自由基清除能力和較高的金屬螯合作用，其中發(fā)酵酒K50綜合排名第1，該結(jié)果可為進(jìn)一步開發(fā)香蕉莖稈汁液發(fā)酵產(chǎn)品提供參考。