果蔬微生物酵素的功能與應(yīng)用研究進(jìn)展

＊殷小菊 吳靜 蘇少鵬 鄭鳳玲

（宜賓學(xué)院 四川 644000）

酵素是一種起源于日本的酶（Enzyme）的一類別稱，卻并非純粹的酶，而是由動植物等通過自身有益菌或者外接菌種發(fā)酵而來的一類含有各種有效物質(zhì)的化合物，如含有各種維生素、酚、黃酮類、氨基酸、有機(jī)酸等。由于所使用的原材料和工藝技術(shù)的不同所得到的果蔬酵素不盡相同，其含有的活性成份和功能也有所差異。

酵素是一種健康、綠色食品，富含微量元素、常量元素、酶、多酚、氨基酸等營養(yǎng)成分，備受國內(nèi)外研究者青睞，極具發(fā)展前景，與直接食用水果相比，酵素中的活性物質(zhì)更容易被機(jī)體所吸收利用，有機(jī)小分子更濃縮、更容易讓人接受。通過發(fā)酵技術(shù)，不僅保留了原有物質(zhì)中的營養(yǎng)價(jià)值成分，還會產(chǎn)生一些對人體健康有益的新的生物活性物質(zhì)，同時(shí)將有機(jī)物質(zhì)最大釋放，大大提高了生物利用度。近年來研究表明，酵素中富含預(yù)防多種疾病、補(bǔ)充營養(yǎng)、促進(jìn)機(jī)體健康物質(zhì)，具有抗氧化、提高機(jī)體免疫力、降血脂及減肥，加快體內(nèi)代謝和促進(jìn)生物催化的作用，可以有目的地調(diào)節(jié)人體生理功能。當(dāng)前，酵素已成為國內(nèi)外最受歡迎的發(fā)酵產(chǎn)品之一，食用酵素的發(fā)展空間和增長潛力巨大、市場前景廣闊，但是國內(nèi)大部分區(qū)域的食用酵素行業(yè)的開發(fā)研究還處在初級階段，與國外酵素利用發(fā)達(dá)國家和地區(qū)相比，還存在著相當(dāng)大的距離，同時(shí)國內(nèi)的食用酵素類產(chǎn)品大多為進(jìn)口售賣，售價(jià)很高。國內(nèi)消費(fèi)者對食用酵素產(chǎn)品的認(rèn)識和酵素具有的功效還比較淺顯，且國內(nèi)自主研發(fā)發(fā)酵時(shí)間短，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)、工藝流程簡單、價(jià)格低廉的的酵素產(chǎn)品成為現(xiàn)今亟需解決的問題，隨著人們生活質(zhì)量水平的提高，近些年來，國內(nèi)的酵素市場開始逐漸熱起來。

1.果蔬微生物酵素中的主要微生物群體

果蔬微生物酵素中所含的微生物群體主要是酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和曲霉等。馬麥生等研究表明其酵素食品中主要是畢赤酵母（Pichia Pastoris）和釀酒酵母（Saccharomyces Cerevisiae）；譚明等研究發(fā)現(xiàn)酵素食品中主要為植物乳桿菌（Lactobacillus Plantarum）；吳薇等從紅茶菌酵素食品中分離鑒定得到乳科乳桿菌（Lactobacillus Lactobacillus）；SAFAK等從紅茶菌酵素食品中分離得到釀酒酵母（Saccharomyces Cerevisiae）。盧夢瑤從10種酵素樣品中分離純化鑒定得到芝庇儂醋酸桿菌（Acetobacter Cibinongensis）。研究表明，大多數(shù)的自然發(fā)酵酵素的優(yōu)勢菌為酵母菌，其中非釀酒酵母又占主導(dǎo)地位。由于酵母菌或者醋酸菌均具有耐高滲透壓的特性，因此，酵素在自然發(fā)酵過程中選擇高糖或高酸工藝條件，可大大降低有害菌如霉菌、大腸桿菌等的威脅，為自然發(fā)酵酵素的安全性提供保障。

2.果蔬微生物酵素中的主要酶類

果蔬微生物酵素所含的酶類物質(zhì)在其產(chǎn)生的多種活性成分中扮演著關(guān)鍵角色。劉敏、王振斌、董銀卯等通過大量實(shí)驗(yàn)研究表明，酵素中主要含超氧化物歧化酶（Super Oxide Dimutese，SOD）、過氧化物酶（Peroxidase，POD）、脂肪酶（Lipase）、過氧化氫酶（Catalase，CAT，又稱為觸酶）、蛋白酶（Protease）和淀粉酶（Amylase）等酶類。文才藝等研究發(fā)現(xiàn)，食用含有SOD酶的保健食品，可以提高人體的抗衰老、抗疾病和抗輻射作用；達(dá)到抗癌、治艾滋病、治感冒等功效；預(yù)防心血管病，抵抗疲勞，因此SOD在醫(yī)藥領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，激起了廣大研究者們的熱情。同時(shí)，董銀卯等對SOD酶活性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在火龍果酵素食品中，該酶活性高達(dá)300U/mL；于曉艷等測得膏狀酵素產(chǎn)品和粉狀酵素產(chǎn)品中均具有良好的蛋白酶、脂肪酶和SOD酶活力。

3.果蔬微生物酵素的主要活性成分及功效

(1)果蔬微生物酵素的主要活性成分

①礦物質(zhì)元素

礦物質(zhì)是身體機(jī)能所必須的組成元素，也是維持機(jī)體正常運(yùn)作的重要物質(zhì)，除了常見的鈣、鉀、鈉等，其中鎂不僅可以作為多種酶的優(yōu)良輔助因子而存在，還可以在糖和蛋白質(zhì)的代謝中發(fā)揮重要的作用；鋅也可以作為代謝酶的輔基，是保持蛋白質(zhì)合成，細(xì)胞分裂等生命現(xiàn)象的必要元素。李杰等從核桃青皮果蔬酵素發(fā)現(xiàn)其酵素組成中含有K、Ca、P等元素。

②有機(jī)酸

果蔬酵素中還含有豐富的小分子有機(jī)酸類。酵素當(dāng)中適量的總酸（乳酸和檸檬酸）及pH可使其具有酸甜口味，還能一定程度上抑制雜菌滋生，當(dāng)過量時(shí)會導(dǎo)致口感酸澀。例如，經(jīng)過發(fā)酵優(yōu)化后的糙米酵素總酸含量降低，pH值上升；草莓酵素發(fā)酵過程中，有機(jī)酸的含量升高，pH值下降。

③酚類

果蔬酵素中酚類物質(zhì)與其抗氧化活性有著密切的聯(lián)系。有研究表明，總酚含量上升，對微生物的生長起到一定的抑制作用；但其中部分生存能力強(qiáng)的微生物能夠適應(yīng)總酚濃度較高的發(fā)酵液，并利用其合成其它次級代謝產(chǎn)物，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)酵液中酚類物質(zhì)含量下降。

(2)果蔬微生物酵素的主要功效

①抗氧化活性。果蔬微生物酵素的主要功能是具有抗氧化活性。董銀卯等對火龍果酵素生物活性進(jìn)行了初步研究；陳小偉等對草莓酵素發(fā)酵過程中代謝產(chǎn)物及抗氧化性的變化研究；荊金金等對蜜桃酵素體外抗氧化活性的比較研究；董佳萍等對北五味子麥芽酵素發(fā)酵工藝優(yōu)化及其生物活性初探的研究；蔣增良等對藍(lán)莓酵素在天然發(fā)酵過程中抗氧化性能的變化研究；葛瑞宏等對桂圓酵素制備及抗氧化性進(jìn)行的研究；王益莉等進(jìn)行的短期發(fā)酵蘋果酵素的研究，郭艷萍等對葡萄酵素天然發(fā)酵過程中抗氧化性能研究，均發(fā)現(xiàn)果蔬酵素具有良好的抗氧化性能。研究表明，即使采用不同的發(fā)酵原料和發(fā)酵方式，制備的酵素產(chǎn)品都表現(xiàn)出了良好的抗氧化活性。

②消炎抗菌。酵素產(chǎn)品對于促進(jìn)和強(qiáng)化白血球殺菌有著積極的作用，其本身也具有抗菌和促進(jìn)新細(xì)胞生成的作用，并清除病菌與化膿物，所以對發(fā)炎部位有著相當(dāng)大的助益。董銀卯等實(shí)驗(yàn)表明膏狀酵素和粉狀酵素制品能夠有效地抑制大腸桿菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌以及痤瘡病原菌。對于胃潰瘍、十二指腸潰瘍、大腸潰瘍等發(fā)炎性疾病均有良好效果。

③保健功能。果蔬微生物酵素具有豐富的人體保健功能，其富含多種有益菌、維生素和礦物質(zhì)等。它不僅可以通過調(diào)節(jié)體內(nèi)血液酸堿性，消除體內(nèi)廢物，保持腸內(nèi)細(xì)菌的平衡，以實(shí)現(xiàn)身體機(jī)能的均衡。同時(shí)也能幫助腸胃更好地消化和吸收三種重要的營養(yǎng)物質(zhì)——糖、脂肪和蛋白質(zhì)。陳福民等研究發(fā)現(xiàn)酵素具有一定的潤腸通便效果。趙金鳳等對植物酵素潤腸通便保健功能研究發(fā)現(xiàn)，通過對便秘小鼠經(jīng)口灌胃植物酵素15d后，發(fā)現(xiàn)大高酵素具有顯著的潤腸通便功能，可以作為一種理想的潤腸通便保健飲品使用；管章瑞等對藍(lán)莓酵素的研究表明，它可以在一定程度上調(diào)整腸道細(xì)菌的生理功能，清腸通便。

④解酒護(hù)肝。酶可以分解人體內(nèi)酒精，阻止酒精麻痹大腦及人體器官，緩解由于過度飲酒而造成的宿醉、頭痛等現(xiàn)象。研究表明，果蔬酵素中含有對酒精具有分解能力的酶類物質(zhì)，因此果蔬酵素具有解酒護(hù)肝的功能。李建強(qiáng)等研究果蔬酵素可以對小鼠體內(nèi)自由基進(jìn)行清除，從而保護(hù)生物膜免受自由基攻擊，維持小鼠肝臟的正常運(yùn)作；曲佳樂等通過對植物酵素研究，發(fā)現(xiàn)了其對酒精性肝損傷小白鼠具有預(yù)防治療效果，可有效降低谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）及谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）活性，因而具有一定的保肝護(hù)肝作用。

4.果蔬微生物酵素的主要應(yīng)用研究

(1)果蔬微生物酵素在食品和保健品行業(yè)中的應(yīng)用

經(jīng)過酵母菌和乳酸菌等益生菌作用后的酵素食品，其本身營養(yǎng)價(jià)值和功效均有所提升，在食品和保健品行業(yè)中備受歡迎。由于酵素食品中的酵母菌占主導(dǎo)地位，故經(jīng)常作為食品添加劑用于生產(chǎn)組織疏松；同時(shí)，酵素食品中的少量乳酸菌也可以開發(fā)新型的功能性食品，從而既能使產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值得到進(jìn)一步的提升，又能改善原食品的組織狀態(tài)和品質(zhì)風(fēng)味。張雁南等將鳳梨和獼猴桃果肉經(jīng)果膠酶處理后發(fā)酵，加入膠原蛋白、木糖醇、食品穩(wěn)定劑、純凈水等混合均勻，制得一種植物酵素膠原蛋白飲品，其風(fēng)味獨(dú)特、香氣協(xié)調(diào)、滋味柔和、酸甜適中、無異味，品質(zhì)優(yōu)異、營養(yǎng)含量高，深受消費(fèi)者的喜愛。葉國湊等通過對檸檬果蔬進(jìn)行發(fā)酵，后處理純化得到一種風(fēng)味口感俱佳、工藝簡單的檸檬酵素飲品。陳娟娟等以鐵棍山藥經(jīng)乳酸菌發(fā)酵制成了一種口味尚佳的功能性飲料。楊培青等人利用藍(lán)莓酒中的廢渣進(jìn)行酶解發(fā)酵，制成了一種富含蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、花青素、黃酮及多種微量元素的藍(lán)莓果渣酵素粉，其具有較好的市場。尹愛國等以白桑椹和檸檬為原料，通過正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)確定白桑椹檸檬果酒發(fā)酵條件，得到一種酒體澄清透亮，香氣協(xié)調(diào)馥郁，口感醇厚綿長，綜合感官評價(jià)較好的果酒，豐富了果酒市場產(chǎn)品。

(2)果蔬微生物酵素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

果蔬微生物酵素應(yīng)用技術(shù)是20世紀(jì)90年代引入我國的一種多菌種復(fù)合型微生物群體發(fā)酵技術(shù)并得到大力推廣，經(jīng)多個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的實(shí)際使用表明，這一技術(shù)可作為農(nóng)作物增產(chǎn)的有效手段之一，是提升傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的一種行之有效的途徑。

(3)果蔬微生物酵素在護(hù)膚品中的應(yīng)用

在護(hù)膚品行業(yè)中，經(jīng)過發(fā)酵后的生物酵素中含有多種去角質(zhì)功效的果酸、蛋白酶，以及抗氧化功能的多酚、黃酮和SOD酶等成分。其中，果酸對于皮膚角質(zhì)有軟化作用，蛋白酶可將軟化后的角質(zhì)層剝脫，而抗氧化的多酚、黃酮和SOD酶能有效清除肌體產(chǎn)生的自由基，減少皮膚損傷。通過以上各成分之間的協(xié)同作用，可以有效提高皮膚彈性，降低皮膚紋理度。

5.果蔬微生物酵素產(chǎn)品的展望

日美國家對酵素食品的研究和開發(fā)十分重視并已形成穩(wěn)定的商業(yè)化，其加工生產(chǎn)酵母食品也已經(jīng)市場化，而我國對酵素產(chǎn)品的研究稍晚，對其開發(fā)和應(yīng)用存在一定的局限性；酵素中關(guān)于微生物種類和數(shù)量的文章較少，且發(fā)酵過程中酶活性大小、微生物含量多少、活性物含量多少以及發(fā)酵工藝的研究也很少，目前尚未制定有關(guān)酵素產(chǎn)品的技術(shù)和品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，也無法其主要功能進(jìn)行評定，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，產(chǎn)品單一，將酵素產(chǎn)品未能用于食品加工商業(yè)化。因此，為改善和提高特殊食品的生產(chǎn)技術(shù)，適應(yīng)多樣化、均衡、安全的需要，并解決酵素產(chǎn)品加工新工藝技術(shù)問題，降低產(chǎn)品的售價(jià)，加快和重視酵素產(chǎn)品的研究并應(yīng)用到食品的加工生產(chǎn)中是當(dāng)前亟需解決的重點(diǎn)問題。