鐘 江,黃永光,胡鵬剛,周 蝶,陸麗娟,程玉鑫*
(1.貴州大學(xué) 釀酒與食品工程學(xué)院 貴州省發(fā)酵工程與生物制藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州 貴陽(yáng) 550025;2.貴州大學(xué) 釀酒與食品工程學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550025)
白酒糟是白酒生產(chǎn)過(guò)程中的主要副產(chǎn)物,年產(chǎn)量高達(dá)2 000萬(wàn)t,形成了巨大的副產(chǎn)物資源。酒糟中含有豐富的化學(xué)成分,具有潛在的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用價(jià)值[1],而因釀造工藝的差異性導(dǎo)致不同香型酒糟的化學(xué)成分不同。清醬香型白酒是我國(guó)創(chuàng)新香型白酒,具有清亮透明、清醬協(xié)調(diào)、香氣幽雅、醇厚豐滿(mǎn)、細(xì)膩柔順、回味悠長(zhǎng)的酒體風(fēng)格,深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)[2]。采用多曲聯(lián)用作為糖化發(fā)酵劑和添加具有少數(shù)民族特色的陀陀曲輔助發(fā)酵是清醬香型白酒區(qū)別于其他香型白酒的根本區(qū)別,其獨(dú)特的釀造工藝構(gòu)成了清醬香型酒糟化學(xué)成分高殘留的特點(diǎn),且清醬香型酒糟因其優(yōu)良的品質(zhì)高價(jià)售出,體現(xiàn)出更高的研究?jī)r(jià)值與利用價(jià)值。
目前,關(guān)于白酒酒糟多酚的研究主要集中于醬香型白酒酒糟多酚、清香型白酒酒糟多酚和濃香型白酒酒糟多酚的提取條件探究、抗氧化活性的評(píng)定和多酚化合物的鑒定。曹新志等[3]優(yōu)化了醬香型白酒酒糟多酚的提取工藝,當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為100%、料液比為1∶11(g∶mL)、提取時(shí)間為8 h、提取溫度為75 ℃時(shí),總酚的提取率最佳,為29.36%。WANG X Y等[4-6]研究報(bào)道了醬香型酒糟、清香型酒糟和濃香型酒糟的多酚含量分別為4.78 mg/g、6.80 mg/g和2.55 mg/g,清香型白酒酒糟中檢出4-羥基苯甲酸、4-羥基苯乙酸、香草酸、丁香酸、香豆酸、反式阿魏酸和肉桂酸,而在醬香型白酒酒糟中檢出表兒茶素、阿魏酸、對(duì)羥基苯甲酸、咖啡酸、丁香酸、槲皮素、香草酸和沒(méi)食子酸。畢靜等[7]探究了濃香型白酒酒糟多酚的體外抗氧化活性,結(jié)果表明濃香型白酒酒糟多酚對(duì)1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基的清除率高達(dá)85%~92%。現(xiàn)有研究為白酒酒糟多酚的提取、抗氧化活性的評(píng)定及多酚化合物的鑒定奠定了基礎(chǔ),但關(guān)于清醬香型白酒酒糟多酚的研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。
本研究通過(guò)超聲輔助溶劑法聯(lián)合堿解法提取清醬香型白酒酒糟的酚類(lèi)物質(zhì),并利用超高效液相色譜-電噴霧-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用(ultra-performance liquid chromatographyelectrospray-tandem mass spectrometry,UPLC-ESI-MS/MS)技術(shù)鑒定游離酚和結(jié)合酚化合物的組成結(jié)構(gòu),評(píng)價(jià)清醬香型白酒酒糟的游離酚和結(jié)合酚的體外抗氧化活性,并通過(guò)體外模擬胃腸道消化模型探究清醬香型白酒酒糟的游離酚和結(jié)合酚對(duì)腸道菌群和短鏈脂肪酸的影響。旨在對(duì)清醬香型白酒酒糟多酚的活性功能進(jìn)行較全面的評(píng)定,為實(shí)現(xiàn)白酒酒糟的高值化利用提供有利的科學(xué)依據(jù)。
清醬香型白酒糟:巖博酒業(yè)股份有限公司;乙腈(色譜純):北京迪科馬科技有限公司;甲酸(色譜純):梯希愛(ài)化成工業(yè)發(fā)展有限公司;甲酸銨(色譜純):美國(guó)Sigma-Aldrich公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2'-聯(lián)氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)diammonium salt,ABTS)、2,4,6-三吡啶基三嗪(tripyridyl triazine,TPTZ)、水溶性維生素E(Trolox)、吐溫80、氯化血紅素、維生素K1、L-半胱氨酸、刃天青:索萊寶生物科技有限公司;酵母膏、蛋白胨、胰酶S10031(酶活4 000 U/g)、胰淀粉酶(酶活7 000 U/g)、胰脂肪酶(酶活4 000 U/g)、豬膽鹽S30895(膽酸含量>60%):上海源葉生物科技有限公司;胃蛋白酶P7000(酶活≥250 U/mg):美國(guó)Sigma-Aldrich公司;D4015-01 E.Z.N.A.R糞便脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)試劑盒:美國(guó)OMEGA公司;SYBR Premix ExTaqTMⅡ基因的熒光定量試劑盒:寶生物工程(大連)有限公司。
ACQUITY液相色譜儀:美國(guó)Waters公司;Q Exactive質(zhì)譜儀:美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司;Gentier 96R全自動(dòng)醫(yī)用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction,PCR)分析系統(tǒng):西安天隆科技有限公司;LAI-3厭氧培養(yǎng)箱:上海龍躍儀器設(shè)備有限公司;NanoDrop2000超微量分光光度計(jì):美國(guó)NanoDrop Technologies公司。
1.3.1 樣品預(yù)處理
清醬香型白酒糟樣品在50 ℃恒溫條件下干燥至恒質(zhì)量,粉碎過(guò)60目篩,得到酒糟粉,保存于-20 ℃,備用。
1.3.2 酒糟基礎(chǔ)成分的測(cè)定
水分的測(cè)定:參考GB/T 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法;粗蛋白的測(cè)定:參考GB/T 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中的凱氏定氮法;粗纖維的測(cè)定:參考GB/T 6434—2022《飼料中粗纖維的含量測(cè)定》中的過(guò)濾法;粗淀粉的測(cè)定:參考T/CBJ 004—2018《固態(tài)發(fā)酵酒醅通用分析方法》;粗脂肪的測(cè)定:參考GB/T 6433—2006《飼料中粗脂肪的測(cè)定》;粗灰分的測(cè)定:參考GB/T 6438—2007《飼料中粗灰分的測(cè)定》;總酚含量的測(cè)定:采用福林酚法。
1.3.3 酒糟中游離酚和結(jié)合酚的提取及結(jié)構(gòu)解析
大學(xué)生正位于價(jià)值觀形成和發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)刻,對(duì)自我價(jià)值與社會(huì)價(jià)值的判斷相對(duì)片面,極容易受到外界環(huán)境的沖擊與干擾,陷入政治信仰缺失、理想信念迷茫、價(jià)值判斷模糊、功利思想嚴(yán)重等思想困境。因此,高校應(yīng)從大學(xué)生的全面發(fā)展以及“中國(guó)夢(mèng)”的實(shí)現(xiàn)兩方面出發(fā),對(duì)社會(huì)主義核心價(jià)值觀培養(yǎng)策略進(jìn)行探究。
參考汪瑞敏等[8]的方法并稍作修改。酒糟中的游離酚和結(jié)合酚進(jìn)行提?。悍Q(chēng)取5 g酒糟粉,按料液比1∶20(g∶mL)加入體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇溶液,超聲功率420 W條件下提取30 min,4 ℃、5 000×g條件下離心10 min,收集上清液,得到酒糟游離酚提取液。向提取完游離酚的酒糟殘?jiān)邪戳弦罕?∶40(g∶mL)加入2 mol/L NaOH溶液,充入氮?dú)飧艚^氧氣,置于搖床中(25 ℃,180 r/min)消化4 h。消化結(jié)束后,立即將溶液的pH調(diào)至2.0±0.2,加入乙酸乙酯萃取至上清液無(wú)色,旋轉(zhuǎn)濃縮除去溶劑后得到酒糟結(jié)合酚提取液。
利用超高效液相色譜-電噴霧-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)鑒定游離酚和結(jié)合酚化合物組成。
UPLC條件:Waters ACQUITY超高效液相系統(tǒng),使用ACQUITY UPLC HSS T3色譜柱(2.1 mm×150 mm,1.8 μm),流速為0.25 mL/min,柱溫為40 ℃,進(jìn)樣量為2 μL。正離子模式下,流動(dòng)相為0.1%甲酸乙腈(B1)和0.1%甲酸水(A1),梯度洗脫程序?yàn)椋?~1 min,2% B1;1~9 min,2%~50%B1;9 ~12 min,50%~98% B1;12 ~13.5 min,98% B1;13.5~14 min,98%~2%B1;14~20 min,2%B1。負(fù)離子模式下,流動(dòng)相為乙腈(B2)和5 mmol/L甲酸銨水(A2),梯度洗脫程序?yàn)椋?~1 min,2%B2;1~9 min,2%~50%B2;9~12 min,50%~98%B2;12~13.5 min,98%B2;13.5~14 min,98%~2%B2;14~17 min,2%B2。
質(zhì)譜條件:Thermo Q Exactive質(zhì)譜檢測(cè)器,電噴霧離子(electrospray ionization,ESI)源,在正負(fù)離子模式下分別采集數(shù)據(jù)。正離子噴霧電壓為3.50 kV,負(fù)離子噴霧電壓為-2.50 kV,鞘氣30 arb,輔助氣10 arb,毛細(xì)管溫度325 ℃,以分辨率70 000進(jìn)行一級(jí)全掃描,一級(jí)離子掃描范圍為100~1 000 m/z,同時(shí)采用動(dòng)態(tài)排除去除無(wú)必要的MS/MS信息。
1.3.4 多酚抗氧化活性測(cè)定
DPPH自由基清除能力的測(cè)定:用無(wú)水乙醇配制0.4 mg/mL的Trolox標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別吸取0、10 μL、20 μL、30 μL、40 μL、50 μL Trolox標(biāo)準(zhǔn)溶液于離心管中,向離心管中依次加入100 μL、90 μL、80 μL、70 μL、60 μL、50 μL蒸餾水,隨后加入1.9 mL 0.04 mg/mL的DPPH標(biāo)準(zhǔn)溶液(用體積分?jǐn)?shù)為80%甲醇溶液溶解),搖勻,避光反應(yīng)30 min,在波長(zhǎng)517 nm處測(cè)定吸光度值,以質(zhì)量濃度(x)為橫坐標(biāo),吸光度值(y)為縱坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程。鐵離子還原能力以每克酒糟粉中Trolox當(dāng)量(Trolox equivalent,TE)微克數(shù)表示。
鐵離子還原/抗氧化能力(Ferric ion reducing antioxidant power,F(xiàn)RAP)的測(cè)定:用無(wú)水乙醇配制0.4 mg/mL的Trolox標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別吸取0、10μL、20μL、30μL、40μL、50μLTrolox標(biāo)準(zhǔn)溶液于離心管中,向離心管中依次加入50 μL、40 μL、30 μL、20 μL、10 μL、0蒸餾水,隨后加入2.45 mL 10 mmol/L的TPTZ溶液(用40 mmol/L鹽酸溶解),搖勻,避光反應(yīng)30 min,在593 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度值,以質(zhì)量濃度(x)為橫坐標(biāo),吸光度值(y)為縱坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程。鐵離子還原能力以每克酒糟粉中Trolox當(dāng)量(TE)的微克數(shù)表示。
1.3.5 模擬小腸消化及結(jié)腸發(fā)酵
參考CHENG Y X等[9]的方法并稍作修改。將1 mg/mL酒糟多酚溶液的pH調(diào)至2.0,加入280 μL模擬胃液(0.01 mol/L鹽酸配制胃蛋白酶溶液),置于搖床中(37 ℃、180 r/min)消化60 min。消化結(jié)束后,將體系的pH調(diào)節(jié)至6.5,加入6 mL模擬小腸消化液(2 mg/mL膽汁酸鹽和10 mg/mL胰液素按體積比1∶3混合配制),隨后將體系的pH調(diào)節(jié)至7.4,于搖床(37 ℃、180 r/min)繼續(xù)消化2 h。
收集兩名健康捐贈(zèng)者(BMI:22.36-24.12)的新鮮糞便與0.01 mol/L無(wú)菌磷酸鹽緩沖液(8 g NaCl、0.2 g KCl、1.15 g Na2HPO4、1.93 g Na2HPO4·12H2O、0.2 g KH2PO4、0.5 gL-半胱氨酸鹽酸鹽,加1 L蒸餾水溶解,pH調(diào)至7.4,滅菌)按1∶9(g∶mL)混合,紗布過(guò)濾制得糞便懸浮液。分別在低劑量(0.66 mL)、中劑量(1.32 mL)和高劑量(2.64 mL)的多酚溶液中加入13.08 mL、12.66 mL和11.82 mL無(wú)菌厭氧培養(yǎng)基,接種1.5 mL糞便菌懸液,然后將混合體系置于厭氧培養(yǎng)箱(90%N2、5%CO2、5%H2)37 ℃發(fā)酵24 h和48 h。結(jié)腸發(fā)酵結(jié)束后,將混合體系在4 ℃、10 000×g條件下離心10 min,分別收集上清液和沉淀,保存于-80 ℃冰箱中,上清液用于短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)(也稱(chēng)揮發(fā)性脂肪酸(volatile fattyacids,VFA),是指碳原子數(shù)<6的有機(jī)脂肪酸)測(cè)定,沉淀用于糞便中微生物種類(lèi)和豐度分析。
1.3.6 糞便菌群豐度變化分析
采用基因熒光定量試劑盒進(jìn)行定量擴(kuò)增。反應(yīng)程序如下:最初在95 ℃下變性30 s,然后在95 ℃下變性5 s,53 ℃下變性30 s,72 ℃下延伸30 s。在延伸階段采集熒光,溶解曲線(xiàn)溫度范圍為60~95 ℃。采用2-ΔΔCt方法分析各微生物群的相對(duì)表達(dá)量:ΔCt=Ct(目標(biāo)基因)-Ct(管家基因);ΔΔCt=ΔCt(處理組)-ΔCt(空白組)。每組均設(shè)置3個(gè)平行,并進(jìn)行3次獨(dú)立操作。
1.3.7 短鏈脂肪酸分析
短鏈脂肪酸測(cè)定采用高效液相色譜法。取0.8 mL上清液,加入體積分?jǐn)?shù)為50%的H2SO4160 μL,再加入80 μL 2-乙基丁酸(790 mmol/L),渦旋15 min,于4 ℃條件下酸化1 h。酸化后,加入0.8 mL乙酸乙酯,渦旋10 min,于4 ℃冰箱中萃取10 min,離心(13 000×g、4 ℃)取有機(jī)層,經(jīng)0.22 μm有機(jī)膜過(guò)濾后,上機(jī)分析。色譜條件:DB-WAX色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),檢測(cè)器為火焰離子檢測(cè)器(flame ionization detector,F(xiàn)ID),流速為1 mL/min,進(jìn)樣量為1 μL,分流比為10∶1,檢測(cè)器溫度為250 ℃。初始溫度設(shè)為105 ℃,保持3 min;以10 ℃/min的升溫速率加熱至170 ℃;然后再以70 ℃/min的升溫速率加熱至240 ℃,保持7 min。
1.3.8 數(shù)據(jù)處理
使用IBM SPSS Statistics 26.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,GraphPad Prism 9.0、Canoco 5.0和Chiplot 0.2繪圖。
采用國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),測(cè)定不同香型白酒酒糟的基本成分,結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知,清醬香型白酒酒糟的水分、蛋白質(zhì)、淀粉、粗纖維、灰分和脂肪含量分別為48.94 g/100 g、12.82 g/100 g、29.61 g/100 g、18.70 g/100 g、1.49 g/100 g、2.83 g/100 g。清醬香型白酒酒糟的蛋白質(zhì)含量低于醬香型白酒酒糟、濃香型白酒酒糟和清香型白酒酒糟,特別是醬香型酒糟的蛋白質(zhì)含量為清醬香型酒糟的1.9倍以上。同樣地,清醬香型酒糟的灰分含量和脂肪含量低于其他香型酒糟,特別是濃香型酒糟的灰分含量是清醬香型酒糟的6.7倍以上,而清醬香型酒糟的淀粉含量卻遠(yuǎn)高于醬香型酒糟和濃香型酒糟,是醬香型酒糟和濃香型酒糟的1.5倍和2.2倍以上,不同香型酒糟間的成分差異可能是由釀造工藝和釀造原料的不同所導(dǎo)致。
表1 不同香型白酒酒糟基礎(chǔ)成分含量比較Table 1 Comparison of base components contents of distiller's grains of different flavor Baijiu g/100 g
此外,研究發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)、淀粉和粗纖維是清醬香型酒糟中殘留的主要基礎(chǔ)成分,占總成分的60%以上。以往的研究表明,傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵技術(shù)的局限性和低效率使得酒糟中殘留大量淀粉[1],而釀造谷物中富含的抗?fàn)I養(yǎng)因子單寧(0.45%~1.68%)以及加入的稻殼填充劑會(huì)阻礙微生物對(duì)蛋白質(zhì)的代謝以及導(dǎo)致大量粗纖維殘留在酒糟中[10-11]。上述分析表明,蛋白質(zhì)、淀粉和粗纖維是清醬香型酒糟中最豐富的基礎(chǔ)成分,且清醬香型白酒酒糟與其他香型白酒酒糟間的基礎(chǔ)成分存在差異。
本研究測(cè)定結(jié)果表明,清醬香型酒糟的游離酚、結(jié)合酚和總酚含量分別為(2.64±0.03)mg/g、(6.11±0.05)mg/g和(8.58±0.04)mg/g。清醬香型酒糟總酚含量高于醬香型酒糟(4.78 mg/g)[5]、清香型酒糟(6.80 mg/g)[4]和濃香型酒糟(2.55 mg/g)[6],不同酒糟間的總酚差異可能與提取方法與釀造工藝密切相關(guān)。以往的研究直接通過(guò)溶劑浸提法或超聲輔助溶劑法獲得酒糟總多酚,大部分與膳食纖維、蛋白質(zhì)和淀粉以強(qiáng)有力共價(jià)鍵結(jié)合的結(jié)合態(tài)多酚沒(méi)有被提取[15],導(dǎo)致獲得的總酚含量低。而本研究通過(guò)超聲輔助法聯(lián)合堿解法獲得酒糟總多酚,超聲[16]和堿解[17]可提高多酚的提取率和促進(jìn)結(jié)合態(tài)多酚的釋放,兩者的聯(lián)用可提高酒糟總酚的提取率。
此外,研究發(fā)現(xiàn)清醬香型酒糟中結(jié)合態(tài)多酚更豐富,結(jié)合酚的含量(6.11 mg/g)是游離酚含量(2.64 mg/g)的2.3倍,這可能與釀造谷物有關(guān)。研究指出,多酚的存在形式與谷物種類(lèi)有關(guān),高粱中絕大部分多酚以結(jié)合態(tài)形式存在[18]。上述分析表明,清醬香型酒糟比其他香型酒糟含有更豐富的酚類(lèi)物質(zhì),且清醬香型酒糟中結(jié)合態(tài)多酚更豐富。
清醬香型白酒酒糟酚類(lèi)化合物的組成和含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知,在清醬香型白酒酒糟中共檢測(cè)出34種多酚化合物,其中游離酚有28種,結(jié)合酚有33種,且柚皮苷[(116.12±7.15)μg/g]和漆黃素[(379.6±21.05)μg/g]分別是游離酚和結(jié)合酚中含量最高的酚類(lèi)化合物。研究表明,清香型白酒酒糟和醬香型白酒酒糟中均檢測(cè)到8種酚類(lèi)化合物,其中香豆酸和表兒茶素(562.70 μg/g)分別是清香型酒糟和醬香型酒糟中最豐富的酚類(lèi)化合物[4,6]。清醬香型酒糟與其他香型酒糟間酚類(lèi)化合物的差異性可能與釀造工藝密切相關(guān),多曲聯(lián)用作為糖化發(fā)酵劑及添加具有少數(shù)民族特色的陀陀曲輔助發(fā)酵是清醬香型酒糟與其他香型酒糟間的本質(zhì)區(qū)別,不同的酒曲發(fā)酵導(dǎo)致不同香型酒糟間酚類(lèi)化合物產(chǎn)生差異。
表2 清醬香型白酒酒糟中游離酚和結(jié)合酚含量測(cè)定結(jié)果Table 2 Determination results of free and bound polyphenols in light/sauce-flavor Baijiu distiller's grain
此外,阿魏酸是谷物中最豐富的酚類(lèi)化合物[18],而在清醬香型酒糟中卻只發(fā)現(xiàn)反式阿魏酸的存在,這可能是由于微生物發(fā)酵改變了酚類(lèi)化合物的組成和含量。例如,在黑蕎麥原料中未檢測(cè)到山奈酚和綠原酸,而經(jīng)發(fā)酵后山奈酚和綠原酸的含量分別為(285.19±3.03)mg/kg和(36.71±0.63)mg/kg,且發(fā)酵后槲皮素和表兒茶素的含量分別增加了約13.67倍和8.51倍[19]。結(jié)果表明,清醬香型酒糟中含有豐富的酚類(lèi)化合物,且柚皮苷和漆黃素分別是游離酚和結(jié)合酚最豐富的酚類(lèi)化合物,豐富的酚類(lèi)化合物可能使得清醬香型酒糟具有較好的生物活性。
清醬香型白酒酒糟游離酚、結(jié)合酚和總酚抗氧化活性測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖1,總酚與抗氧化活性相關(guān)性見(jiàn)圖2。
圖1 清醬香型白酒酒糟酚類(lèi)化合物的抗氧化活性Fig.1 Antioxidant activities of phenolic compounds in distiller's grain of light/sauce-flavor Baijiu
圖2 總酚含量與抗氧化活性之間相關(guān)性Fig.2 Correlation between total phenolic contents and antioxidant activities
由圖1可知,清醬香型酒糟游離酚、結(jié)合酚和總酚的抗氧化活性存在顯著差異(P<0.05),且抗氧化活性的強(qiáng)弱為總酚>結(jié)合酚>游離酚。游離酚對(duì)ABTS自由基、DPPH自由基的清除能力和對(duì)FRAP的還原能力分別為(441.16±9.87)μg TE/g、(74.12±6.16)μg TE/g和(53.43±1.09)μg TE/g;結(jié)合酚對(duì)ABTS自由基、DPPH自由基的清除能力和對(duì)FRAP的還原能力分別為(1 532.62±77.05)μg TE/g、(402.06±29.86)μg TE/g和(153.67±11.76)μg TE/g;同樣地,總酚的抗氧化活性分別為(1 973.78±84.76)μg TE/g、(476.17±29.34)μg TE/g和(207.10±11.59)μg TE/g。關(guān)于酒糟多酚的抗氧化活性研究,報(bào)道了醬香型酒糟總酚對(duì)DPPH自由基和ABTS自由基的半抑制濃度分別為16.21 μg/mL和5.73 μg/mL[4];許世浩等[20]以清香型酒糟為原料,測(cè)得清香型酒糟總酚對(duì)DPPH自由基、ABTS自由基和超氧陰自由基的清除率均達(dá)到90%以上。
由圖2可知,總酚含量與ABTS、DPPH自由基清除率、FRAP間相關(guān)系數(shù)R分別為0.990、0.968、0.997,總酚含量與抗氧化活性之間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。
清醬香型酒糟酚類(lèi)化合物對(duì)糞便菌群相對(duì)豐度的影響結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可知,相對(duì)于空白組,游離酚和結(jié)合酚顯著增加了腸道有益菌的相對(duì)豐度(P<0.05)。游離酚和結(jié)合酚分別在24 h和48 h時(shí)對(duì)腸道菌群的促進(jìn)作用最佳,游離酚使總細(xì)菌、丁酸產(chǎn)生菌、阿克曼菌屬(Akkermansia)、乳桿菌屬(Lactobacillus)、瘤胃球菌屬(Ruminococcus)和雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)的相對(duì)豐度分別提高了1.69倍、1.90倍、2.04倍、2.27倍、2.15倍和2.73倍,而結(jié)合酚使總細(xì)菌、Akkermansia、Lactobacillus、Ruminococcus和Bifidobacterium的相對(duì)豐度分別提高了1.62倍、1.48倍、2.56倍、2.40倍和1.77倍。游離酚和結(jié)合酚對(duì)腸道菌群的影響不同,這可能與各自的特性有關(guān),游離酚具有吸收釋放快的特點(diǎn),而結(jié)合酚的釋放緩慢且持續(xù)[21]。BURGOS-EDWARDS A等[22]研究表明,醋栗游離酚在模擬發(fā)酵4 h時(shí)對(duì)Akkermansia、Lactobacillus和Bifidobacterium的促進(jìn)作用最好,而醋栗結(jié)合酚卻是在模擬發(fā)酵24 h時(shí)才表現(xiàn)出最好的促進(jìn)作用。此外,酚類(lèi)化合物的差異性也是導(dǎo)致游離酚和結(jié)合酚對(duì)腸道菌群影響作用不同的原因。例如,主成分為花色素苷的野櫻莓游離酚和主成分為矢車(chē)菊素的野櫻莓結(jié)合酚對(duì)小鼠腸道微生物的調(diào)控不同,結(jié)合酚主要調(diào)控?cái)M桿菌門(mén)(Bacteroidetes)和梭菌綱(Clostridia),而游離酚則主要調(diào)控放線(xiàn)菌門(mén)(Actinobacteria)和梭菌綱(Clostridia)[23],故清醬香型酒糟游離酚(主要為柚皮苷(116.12±7.15)μg/g)和結(jié)合酚(主要為漆黃素(379.6±21.05)μg/g)中酚類(lèi)物質(zhì)的差異性可能是導(dǎo)致其影響作用不同的原因之一。結(jié)果表明,清醬香型酒糟酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)腸道有益菌具有良好的促進(jìn)作用,且游離酚和結(jié)合酚對(duì)腸道有益菌的促進(jìn)作用不同。
圖3 游離酚(A)和結(jié)合酚(B)對(duì)腸道菌群相對(duì)豐度的影響Fig.3 Effect of free phenols (A) and bound phenols (B) on the relative abundance of gut microbiota
SCFAs是腸道菌群的代謝產(chǎn)物,清醬香型酒糟游離酚和結(jié)合酚對(duì)SCFAs的影響結(jié)果分別見(jiàn)圖4和圖5。由圖4和圖5可知,與空白組相比,在24 h時(shí),游離酚使總SCFAs和乙酸的濃度分別提高了1.75倍和1.77倍,結(jié)合酚使總SCFAs、乙酸、丙酸、戊酸的濃度分別提高了1.52倍、1.62倍、1.10倍和1.47倍;在48 h時(shí),游離酚使丙酸、戊酸和異戊酸的濃度提高了1.18倍、5.19倍和1.26倍,結(jié)合酚使異丁酸和異戊酸的濃度分別提高了1.68倍和3.15倍;然而,在整個(gè)模擬階段,游離酚和結(jié)合酚均抑制了丁酸的產(chǎn)生,這可能與富含原花青素(見(jiàn)表2)密切相關(guān),有研究表明,富含原花青素的醋栗多酚在體外模型中顯著降低丁酸含量[22]。碳水化合物的分解是合成SCFAs的必要條件,而原花青素可通過(guò)抑制微生物產(chǎn)生糖化酶或直接抑制糖化酶的活性以阻礙碳水化合物的分解,從而降低SCFAs的含量[24]。
圖4 游離酚對(duì)短鏈脂肪酸含量的影響Fig.4 Effect of free phenols contents on short-chain fatty acids
圖5 結(jié)合酚對(duì)短鏈脂肪酸含量的影響Fig.5 Effect of bound phenols contents on short-chain fatty acids
此外,SCFAs的含量與腸道菌群的組成和豐度密切相關(guān)。例如,Lactobacillus、Bifidobacterium、Ruminococcus、普氏菌屬(Prevotella)、擬桿菌屬(Bacteroides)、梭菌屬(Clostridium)及鏈球菌屬(Streptococcus)可代謝分解碳水化合物產(chǎn)生乙酸[25],這暗示著乙酸含量的上升可能與這些菌的豐度上升有關(guān);多酚可通過(guò)促進(jìn)巨型球菌屬(Megas-phaera)和糞桿菌屬(Faecalibacterium)的生長(zhǎng)將結(jié)腸中可發(fā)酵的碳水化合物轉(zhuǎn)換為丙酸[26]。結(jié)果表明,清醬香型酒糟多酚增加了總SCFAs、乙酸、丙酸、戊酸、異戊酸和異丁酸的含量,抑制了丁酸的產(chǎn)生。
SCFAs與腸道菌群間相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)圖6。由圖6可知,乙酸、丁酸和戊酸與乳桿菌(Lactobacillus)、瘤胃球菌(Ruminococcus)、雙歧桿菌(Bifidobacterium)和大腸桿菌(Escherichia coli)呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),丁酸與丁酸產(chǎn)生菌和阿克曼菌(Akkermansia)呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。丙酸與Lactobacillus和Escherichia coli呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與Akkermansia呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。異丁酸與Lactobacillus、Ruminococcus和Escherichia coli呈顯著負(fù)相關(guān),與Akkermansia呈顯著正相關(guān)(P<0.05),異戊酸與Akkermansia呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。相似的研究指出,Bifidobacterium和Escherichia-Shigella與乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸和異戊酸呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),推測(cè)Bifidobacterium可能受到結(jié)腸環(huán)境酸化的影響[27];乙酸、丙酸和丁酸與Akkermansia呈正相關(guān),與Escherichia coli、Paraeggerthella和Anaerobacter呈負(fù)相關(guān)[28];傅金鳳等[29]研究發(fā)現(xiàn),乙酸、丙酸、丁酸與Akkermansia呈正相關(guān),乙酸和丁酸與Ruminococcus呈負(fù)相關(guān)。結(jié)果表明,SCFAs與腸道菌群間呈現(xiàn)出較好的相關(guān)性,兩者間可能具有相互促進(jìn)或相互制約的關(guān)系。
圖6 短鏈脂肪酸與腸道菌群間相關(guān)性熱圖Fig.6 Heat map of correlation between short-chain fatty acids and gut microbiota
清醬香型酒糟含有豐富的多酚物質(zhì),其柚皮苷(116.12±7.15)μg/g和漆黃素(379.6±21.05)μg/g分別是游離酚和結(jié)合酚中含量最高的多酚化合物。清醬香型酒糟酚類(lèi)物質(zhì)具有高抗氧化活性,且游離酚含量、結(jié)合酚含量、總酚含量與ABTS、DPPH和FRAP間極顯著正相關(guān)(P<0.01)。清醬香型酒糟游離酚和結(jié)合酚提高了腸道有益菌的相對(duì)豐度,游離酚使總細(xì)菌、丁酸產(chǎn)生菌、阿克曼菌、乳桿菌、瘤胃球菌和雙歧桿菌的相對(duì)豐度分別提高了1.69倍、1.90倍、2.04倍、2.27倍、2.15倍和2.73倍,而結(jié)合酚使總細(xì)菌、阿克曼菌、乳桿菌、瘤胃球菌和雙歧桿菌的相對(duì)豐度分別提高1.62倍、1.48倍、2.56倍、2.40倍和1.77倍。此外,清醬香型酒糟多酚還促進(jìn)了SCFAs的產(chǎn)生,游離酚使總SCFAs、乙酸、丙酸、戊酸和異戊酸的濃度分別提高了1.75倍、1.77倍、1.18倍、5.19倍和1.26倍,而結(jié)合酚使其提高了1.52倍、1.62倍、1.10倍、1.47倍、1.68倍。結(jié)果表明,清醬香型酒糟中含有豐富的酚類(lèi)化合物,且具有良好的活性功能,具備作為功能性膳食成分應(yīng)用的潛能,可為高值化利用白酒糟提供有利的科學(xué)依據(jù)。