番茄酵素發(fā)酵工藝優(yōu)化及營養(yǎng)成分變化分析

王瑞 陳潔如 劉亞平 李澤珍 孫勝 狄建兵

摘要：以番茄為原料，植物乳桿菌為發(fā)酵菌種，超氧化物歧化酶（SOD）和總酸為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用單因素試驗(yàn)和Box-Behnken試驗(yàn)優(yōu)化番茄酵素的發(fā)酵工藝，并分析監(jiān)測番茄酵素發(fā)酵過程中營養(yǎng)成分和相關(guān)酶活性變化。結(jié)果表明，在最佳接種量0.3%、發(fā)酵溫度37 ℃、初始pH值5.5、發(fā)酵時(shí)間40 h的條件下，番茄酵素SOD活性達(dá)147.63 U/g，總酸含量為48.60 g/kg。發(fā)酵過程中，pH值和可溶性固形物含量均隨著發(fā)酵時(shí)間的增加而持續(xù)下降，總酸含量持續(xù)上升，還原糖、總酚含量及SOD活性、脂肪酶活性均先上升后下降，番茄紅素含量先持續(xù)下降后上升再下降；同時(shí)對(duì)各營養(yǎng)成分與酶活性進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明各營養(yǎng)成分之間存在一定相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：番茄酵素；發(fā)酵工藝；優(yōu)化；營養(yǎng)成分

中圖分類號(hào)：TS205.5 ?????文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ????文章編號(hào)：1000-9973（2024）04-0011-07

Optimization of Tomato Enzyme Fermentation Process and Analysis

of Change of Nutritional Components

WANG Rui1， CHEN Jie-ru1， LIU Ya-ping1， LI Ze-zhen1， SUN Sheng2， DI Jian-bing1*

（1.College of Food Science and Engineering， Shanxi Agricultural University， Jinzhong 030801，

China; 2.College of Horticulture， Shanxi Agricultural University， Jinzhong 030801， China）

Abstract： With tomato as the raw material， Lactobacillus plantarum as the fermentation strain， superoxide dismutase （SOD） and total acid as the evaluation indexes， single factor test and Box-Behnken test are used to optimize the fermentation process of tomato enzyme， and the changes of nutritional components and related enzyme activity during the fermentation of tomato enzyme are analyzed and monitored. The results show that under the conditions of the optimum inoculation amount of 0.3%， fermentation temperature of 37 ℃， initial pH value of 5.5 and fermentation time of 40 h， SOD activity of tomato enzyme reaches 147.63 U/g， and the total acid content is 48.60 g/kg. During the fermentation， both pH value and content of soluble solids decrease continuously with the increase of fermentation time， while the total acid content increases continuously. The content of reducing sugar and total phenols， the activity of SOD and lipase all increase firstly and then decrease， while the content of lycopene firstly decreases continuously， and then increases and then decreases again. At the same time， correlation analysis is conducted on various nutritional components and enzyme activity， and the results show that there is a certain correlation among various nutritional components.

Key words： tomato enzyme; fermentation process; optimization; nutritional components

收稿日期：2023-10-09

基金項(xiàng)目：山西省重點(diǎn)研發(fā)課題（202102140601015-4）

作者簡介：王瑞（1998—），女，碩士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

*通信作者：狄建兵（1978—），男，副教授，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

番茄是一種常見的果蔬，原產(chǎn)于南美洲，屬于茄科植物，是世界上最常見和廣泛種植的蔬菜之一[1]。番茄不僅具有美味可口的口感，而且富含維生素C、維生素A、維生素K和多種礦物質(zhì)，如鉀、鎂和葉酸等豐富的營養(yǎng)成分和有益于健康的化合物。此外，番茄中還含有豐富的抗氧化物，如番茄紅素、β-胡蘿卜素和多酚，具有抗氧化、抗炎、降血脂和抗動(dòng)脈粥樣硬化等益處，有助于預(yù)防心臟病和某些癌癥[2-4]。

酵素是由多種微生物對(duì)新鮮水果、蔬菜、菌菇和中草藥等天然原料進(jìn)行發(fā)酵，最終產(chǎn)生的具有功能性的發(fā)酵產(chǎn)物。酵素中不僅包含酶本身，而且含有通過酶作用分解而成的小分子營養(yǎng)素，以及多種有機(jī)酸、氨基酸、脂類和多酚等[5]，它們?cè)谏矬w內(nèi)發(fā)揮著重要的功能，在人體代謝過程中起到調(diào)節(jié)腸道菌群[6-7]、抑菌[8]、解酒護(hù)肝[9-10]、減肥、美容養(yǎng)顏、抑制腫瘤[11]等功能。因此，酵素類產(chǎn)品引起了大量學(xué)者的重視。呂明珊等[12]用鼠李糖乳桿菌和副干酪乳桿菌對(duì)桑葚進(jìn)行發(fā)酵，制備了一種具有良好抗氧化性的酵素。芮蓬等[13]用乳酸菌、醋酸菌對(duì)金果梨紫薯酵母發(fā)酵液進(jìn)行混菌發(fā)酵制備了金果梨紫薯酵素。

當(dāng)前市場上番茄加工產(chǎn)品和調(diào)味品種類豐富，包括番茄醬、發(fā)酵番茄汁、番茄罐頭、番茄沙司等，但是，番茄酵素類產(chǎn)品尚為空白。近年來，酵素產(chǎn)品由于其特殊的口味和豐富的營養(yǎng)成分受到了廣大消費(fèi)者的青睞。酵素是生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)分子，在生物體內(nèi)的代謝過程中扮演著關(guān)鍵角色，促進(jìn)了眾多生化反應(yīng)的進(jìn)行[14]。因此，試驗(yàn)以番茄為原料，采用單因素試驗(yàn)和Box-Behnken試驗(yàn)確定番茄酵素的最佳發(fā)酵工藝，并分析監(jiān)測番茄酵素發(fā)酵過程中營養(yǎng)成分及相關(guān)酶活性變化，為番茄新功能產(chǎn)品的開發(fā)提供了依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

新鮮番茄：千禧圣女果，購于山西省晉中市太谷區(qū)御錦新天地生活超市；植物乳桿菌（≥100億CFU/g）：購于鎮(zhèn)江市天益生物科技有限公司。

1.1.2 主要試劑

試驗(yàn)試劑見表1。

1.2 儀器與設(shè)備

試驗(yàn)儀器與設(shè)備見表2。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 番茄酵素制備工藝流程

新鮮番茄→去柄→清洗→瀝干→破碎→酶解→殺菌→菌種活化→接種→發(fā)酵→過濾→成品。

1.3.2 番茄酵素制備工藝操作要點(diǎn)

番茄預(yù)處理：挑選新鮮番茄，去柄、清洗干凈，將水分瀝干后放入榨汁機(jī)中破碎。

酶解：取破碎后的番茄，加入1.2%果膠酶和0.6%纖維素酶在50 ℃水浴條件下酶解150 min。

殺菌：為避免發(fā)酵液中的雜菌對(duì)菌種發(fā)酵過程產(chǎn)生負(fù)面影響而導(dǎo)致不良風(fēng)味的產(chǎn)生，采用巴氏殺菌，在75 ℃條件下殺菌15 min。

菌種活化：取適量的植物乳桿菌干粉，以無菌水溶解，將溶液置于37 ℃水浴鍋中活化30 min。

接種發(fā)酵：酶解產(chǎn)物殺菌后在無菌條件下接入已活化的植物乳桿菌，放入恒溫恒濕培養(yǎng)箱中37 ℃發(fā)酵40 h，發(fā)酵產(chǎn)物過濾備用。

1.3.3 番茄酵素發(fā)酵單因素試驗(yàn)

1.3.3.1 發(fā)酵溫度

固定發(fā)酵時(shí)間為40 h、接種量為0.4%、初始pH值為5.5，設(shè)置發(fā)酵溫度分別為22，27，32，37，42，47 ℃，探究不同發(fā)酵溫度對(duì)SOD活性和總酸的影響。

1.3.3.2 發(fā)酵時(shí)間

固定發(fā)酵溫度為37 ℃、接種量為0.4%、初始pH值為5.5，設(shè)置發(fā)酵時(shí)間分別為10，20，30，40，50，60 h，探究不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)SOD活性和總酸的影響。

1.3.3.3 接種量

固定發(fā)酵溫度為37 ℃、發(fā)酵時(shí)間為40 h、初始pH值為5.5，設(shè)置接種量分別為0.1%、0.4%、0.7%、1.0%、1.3%、1.6%，探究不同接種量對(duì)SOD活性和總酸的影響。

1.3.3.4 初始pH值

固定發(fā)酵溫度為37 ℃、發(fā)酵時(shí)間為40 h、接種量為0.4%，設(shè)置初始pH值分別為4.5，5.0，5.5，6.0，6.5，7.0，探究不同初始pH值對(duì)SOD活性和總酸的影響。

1.3.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用Box-Behnken試驗(yàn)，選擇對(duì)番茄酵素影響顯著的3個(gè)因素，以接種量（A）、發(fā)酵溫度（B）和初始pH值（C）為自變量，SOD活性（Y）為響應(yīng)值，進(jìn)行三因素三水平試驗(yàn)，見表3。

1.3.5 番茄酵素發(fā)酵過程中各營養(yǎng)成分及相關(guān)酶活性變化

根據(jù)優(yōu)化的最佳工藝條件，調(diào)整原料初始pH值為5.5，接入0.3%的植物乳桿菌，在37 ℃下進(jìn)行番茄酵素的發(fā)酵，選擇0，12，24，36，48，60 h進(jìn)行取樣，測定pH值、總酸含量、可溶性固形物含量、還原糖含量、總酚含量、番茄紅素含量及SOD活性、脂肪酶活性的變化，并進(jìn)行相關(guān)性分析。

1.3.6 測定方法

pH值、總酸含量、可溶性固形物含量的測定：采用ST3100型pH計(jì)測定pH值，根據(jù)GB 12456—2021規(guī)定的方法測定番茄酵素中總酸含量，采用PAL-1型糖度計(jì)測定可溶性固形物含量；還原糖含量和總酚含量的測定：參照參考文獻(xiàn)[15-16]的方法；SOD活性、脂肪酶活性的測定：采用SOD試劑盒、脂肪酶試劑盒進(jìn)行測定；番茄紅素含量的測定：參考牛曉琴[17]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理分析

Box-Behnken試驗(yàn)用Design-Expert 10.0.1軟件設(shè)計(jì)與分析，采用Origin 2021、IBM SPSS 26.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖和分析，每個(gè)處理重復(fù)3次，結(jié)果取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 發(fā)酵溫度對(duì)番茄酵素的影響

發(fā)酵溫度不僅對(duì)微生物的生長代謝速度產(chǎn)生直接影響，而且會(huì)對(duì)酶催化反應(yīng)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量[18]。由圖1可知，當(dāng)溫度為22 ℃時(shí)，SOD活性為126.86 U/g，總酸含量為27.60 g/kg；當(dāng)發(fā)酵溫度為37 ℃時(shí)，SOD活性和總酸含量顯著上升（P<0.05），分別為141.22 U/g和42.30 g/kg，SOD活性增長11.32%，總酸含量增長53.26%。隨著溫度的繼續(xù)上升，SOD活性和總酸含量顯著下降（P<0.05），在47 ℃時(shí)分別降為122.19 U/g和11.4 g/kg。結(jié)果表明，溫度過低，植物乳桿菌生長受到抑制，代謝產(chǎn)物生長緩慢；溫度過高，菌體在短時(shí)間內(nèi)迅速生長，加速了衰老，使SOD活性和總酸含量迅速降低。因此，選擇發(fā)酵溫度為32，37，42 ℃進(jìn)行下一步響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

2.1.2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)番茄酵素的影響

由圖2可知，SOD活性在發(fā)酵的前30 h呈顯著上升趨勢（P<0.05），在40 h后緩慢下降。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為40 h時(shí)，SOD活性最佳，為143.65 U/g，與30 h時(shí)差異不顯著；發(fā)酵至60 h時(shí)，SOD活性下降到128.91 U/g；在發(fā)酵時(shí)間為10～40 h期間，菌種通過不斷利用番茄汁中的糖類產(chǎn)生各種酸，特別是乳酸的積累[19]，導(dǎo)致產(chǎn)品的酸度顯著上升（P<0.05），在40 h時(shí)總酸含量達(dá)到44.70 g/kg；隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，總酸含量逐漸累積，于60 h時(shí)達(dá)到最高，為47.70 g/kg。在40 h后，番茄汁中的營養(yǎng)物質(zhì)被消耗殆盡，菌落的生長、分裂和死亡處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，導(dǎo)致微生物的繁殖速度開始減慢，使總酸含量增長緩慢，SOD活性下降。但總酸含量過高會(huì)使產(chǎn)品的口感不協(xié)調(diào)，因此，確定番茄酵素的最佳發(fā)酵時(shí)間為40 h。

2.1.3 接種量對(duì)番茄酵素的影響

適當(dāng)?shù)慕臃N量可以加快酵素發(fā)酵過程并提高菌種效率，過多或過少的接種量都可能導(dǎo)致不理想的結(jié)果[20]。由圖3可知，植物乳桿菌接種量為0.1%時(shí)，菌種生長速度較慢，SOD活性和總酸含量都較低；接種量在0.4%時(shí)，SOD活性達(dá)到最大，為135.57 U/g，總酸含量為47.7 g/kg；接種量增加到0.7%時(shí)，SOD活性顯著下降到131.82 U/g，總酸含量增加到48.00 g/kg，變化不顯著；接種量在1.0%～1.6%之間，SOD活性和總酸含量持續(xù)下降。接種量過大，菌種利用有限的營養(yǎng)物質(zhì)大量生長繁殖，造成代謝產(chǎn)物下降。因此，選擇接種量為0.1%、0.4%、0.7%進(jìn)行下一步響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

2.1.4 初始pH值對(duì)番茄酵素的影響

微生物的生產(chǎn)和代謝受到環(huán)境pH值的影響，不同微生物需要特定的pH值條件。因此，調(diào)整發(fā)酵液的起始pH值可以優(yōu)化微生物在其中的生長環(huán)境，進(jìn)而調(diào)節(jié)產(chǎn)生的酶活性，并對(duì)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率產(chǎn)生影響。由圖4可知，初始pH值為4.5時(shí)，不在植物乳桿菌最適pH值的生長范圍內(nèi)，此時(shí)SOD活性和總酸含量較低；在pH值為5.0時(shí)，SOD活性迅速增加到140.59 U/g，增長16.77%；調(diào)整pH值為5.5時(shí)，總酸含量達(dá)到最高，為45.30 g/kg增長10.22%；當(dāng)pH值高于5.5時(shí)，SOD活性和總酸含量顯著下降（P<0.05）。較高的pH環(huán)境對(duì)植物乳桿菌的生長代謝產(chǎn)生抑制，在此范圍內(nèi)不適合菌種生長，故造成代謝產(chǎn)物含量減少。有研究表明[21]，大部分乳酸菌具有適應(yīng)在酸性條件下（pH值5.5～6.0）生長的能力，與本研究結(jié)果相似。綜合分析，選擇pH值為5，5.5，6進(jìn)行下一步響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與方差分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用Box-Behnken試驗(yàn)，選擇對(duì)番茄酵素影響顯著的3個(gè)因素，以接種量（A）、發(fā)酵溫度（B）、初始pH值（C）為自變量，SOD活性（Y）為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)三因素三水平試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果及方差分析分別見表4和表5。

由表4可知，SOD活性（Y）與接種量（A）、發(fā)酵溫度（B）、初始pH值（C）的回歸方程為Y=135.73－4.31A+0.38B+0.20C－3.05AB+2.19AC+1.47BC－7.48A2－7.40B2－3.12C2。

由表5可知，該模型的F值=44.25且P值<0.000 1，差異極顯著，失擬項(xiàng)的P值=0.711 8>0.05，差異不顯著；相關(guān)決定系數(shù)R2=0.982 7，校正系數(shù)RAdj2=0.960 5，RPred2=0.906 7，PAdeq=20.460，各因素對(duì)SOD活性的影響結(jié)果與模型預(yù)測值具有良好的一致性，可以對(duì)植物乳桿菌發(fā)酵番茄酵素的工藝條件進(jìn)行分析和預(yù)測。不同發(fā)酵因素對(duì)SOD活性的影響大小為接種量（A）>發(fā)酵溫度（B）>初始pH值（C），一次項(xiàng)A、交互項(xiàng)AB和二次項(xiàng)A2、B2、C2對(duì)SOD活性的影響極顯著（P<0.01），交互項(xiàng)AC的影響顯著（P<0.05），其他因素均不顯著（P>0.05）。

2.2.2 響應(yīng)面各因素的交互作用及等高線圖

3D響應(yīng)面圖和等高線圖可明顯地展示各因素交互作用對(duì)番茄酵素中SOD活性的影響程度。若響應(yīng)面圖陡峭坡度越大，說明各因素對(duì)番茄酵素SOD活性的影響越大；而等高線呈橢圓形或馬鞍形，說明各因素對(duì)SOD活性的影響顯著[22]。

由圖5中a和b可知，隨著各試驗(yàn)因素的增加，SOD活性均先上升后下降且3D圖坡度較陡，說明AB與AC間的交互作用顯著；同時(shí)，AB的陡峭程度大于AC，與方差分析結(jié)果一致。由圖5中c可知，SOD活性隨著番茄酵素發(fā)酵溫度的升高先上升后下降，隨著初始pH值的升高變化較緩慢，兩者交互作用不顯著（P>0.05）。

2.2.3 番茄酵素發(fā)酵最佳工藝驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)Design-Expert 10.0.1軟件分析得到番茄酵素的最佳優(yōu)化工藝條件為接種量0.31%、發(fā)酵溫度37.42 ℃、初始pH值5.47。依據(jù)實(shí)際操作情況將工藝調(diào)整為接種量0.3%、發(fā)酵溫度37 ℃、初始pH值5.5，此條件下SOD活性達(dá)147.63 U/g，與理論預(yù)測值接近，說明該模型對(duì)植物乳桿菌發(fā)酵番茄酵素的工藝優(yōu)化具有可靠性。

2.3 番茄酵素發(fā)酵過程中營養(yǎng)成分及相關(guān)酶活性的變化

2.3.1 發(fā)酵過程中pH值、總酸含量、可溶性固形物含量和還原糖含量的變化

由圖6可知，在0～24 h，由于植物乳桿菌利用糖分進(jìn)行代謝并生成酸類產(chǎn)物，pH值顯著下降（P<0.05），由初始的5.47下降到3.82，總酸含量顯著上升（P<0.05），由10.50 g/kg上升到46.80 g/kg；可溶性固形物含量由8.87%下降到8.70%；同時(shí)由于一些小分子糖被溶解出來，還原糖含量由35.40 g/kg增加到40.35 g/kg。在24～60 h時(shí)，微生物持續(xù)利用碳源產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)，pH值顯著下降到3.58，總酸含量增加到65.10 g/kg，可溶性固形物含量和還原糖含量分別減少到7.93%，31.98 g/kg。

2.3.2 發(fā)酵過程中總酚含量的變化

總酚是指在樣液中存在的所有酚類物質(zhì)的總和，這些物質(zhì)通常具有抗氧化性。通過監(jiān)測總酚的含量，可以判斷番茄酵素在發(fā)酵過程中抗氧化性的變化情況。由圖7可知，總酚含量呈先上升后下降的趨勢，在36 h時(shí)達(dá)到最大值537.98 μg/mL，比發(fā)酵前提高了5.44%；在36～48 h時(shí)，總酚含量急劇下降（P<0.05），減少到525.09 μg/mL；延長發(fā)酵時(shí)間至60 h，總酚含量緩慢減少為523.61 μg/mL，變化不明顯（P>0.05）。植物乳桿菌通過發(fā)酵作用使植物細(xì)胞破裂并激活各種水解酶，結(jié)合態(tài)分子被水解成單體酚，進(jìn)而增加總酚含量；在發(fā)酵后期，總酚含量下降可能是由于吸附、沉淀、氧化降解等因素的影響[23]。

2.3.3 發(fā)酵過程中SOD活性的變化

SOD是細(xì)胞防御系統(tǒng)中主要的抗氧化酶之一。SOD的作用包括預(yù)防氧化損傷、延緩衰老過程、減少紫外線輻射對(duì)皮膚的損傷、消炎，并且有一定的抗癌效果[24]。由圖8可知，在0 h時(shí)，SOD活性最低，為110.52 U/g，發(fā)酵時(shí)間為36 h時(shí)，SOD活性較發(fā)酵前顯著增加42.72%（P<0.05），為157.73 U/g，由于發(fā)酵時(shí)間增加，發(fā)酵液中的微生物數(shù)量可能逐漸增加，有利于SOD活性的釋放；發(fā)酵時(shí)間延長到60 h時(shí)，在發(fā)酵過程中菌種與發(fā)酵環(huán)境中底物之間存在競爭關(guān)系，可能導(dǎo)致其他酶活性提高[25]，從而導(dǎo)致SOD活性顯著下降到141.36 U/g（P<0.05）。

2.3.4 發(fā)酵過程中脂肪酶活性的變化

脂肪酶是具有重要作用的酶類，具備將復(fù)雜的大分子分解為更簡單小分子物質(zhì)的能力，對(duì)促進(jìn)人體消化吸收和新陳代謝具有重要影響，因此，在保健品和減肥食品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。由圖9可知，脂肪酶活性隨著發(fā)酵時(shí)間的延長先上升后下降，但整體變化幅度不大。在發(fā)酵前期0～12 h階段，脂肪酶活性僅從0.40 U/g增加到0.46 U/g；發(fā)酵時(shí)間為36 h時(shí)，脂肪酶活性達(dá)到最高，為0.53 U/g，可能是前期發(fā)酵液環(huán)境適合脂肪酶微生物的增長，導(dǎo)致脂肪酶活性逐漸增強(qiáng)；在36～60 h時(shí)，脂肪酶活性顯著下降到0.46 U/g（P<0.05），可能是由于發(fā)酵脂肪時(shí)間過長、pH較低使發(fā)酵液變酸，從而降低了脂肪酶活力。

2.3.5 發(fā)酵過程中番茄紅素含量的變化

番茄紅素是番茄中含量最高的類胡蘿卜素成分，占類胡蘿卜素總量的90%。由圖10可知，番茄紅素在0～24 h由55.11 μg/mL下降到36.21 μg/mL，下降了52.20%，番茄紅素容易受光照和溫度等條件的影響而氧化，所以在短時(shí)間內(nèi)番茄紅素含量下降；發(fā)酵至36 h時(shí)，番茄紅素含量增加到47.66 μg/mL，增長了31.62%時(shí)，有研究表明[26]，番茄制品中番茄紅素的含量可以通過發(fā)酵而增加，發(fā)酵過程中，菌種會(huì)釋放一些酶類，這些酶可以分解番茄組織細(xì)胞，使番茄紅素得到釋放；36～48 h可能由于發(fā)酵時(shí)間過長，番茄紅素被降解，其含量下降。

2.3.6 發(fā)酵過程中各營養(yǎng)成分及酶活性的相關(guān)性分析

由表6可知，在番茄酵素發(fā)酵過程中，pH值與可溶性固形物含量和番茄紅素含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與總酸含量、總酚含量、SOD活性呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），而與脂肪酶活性呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），說明pH值對(duì)各營養(yǎng)成分的影響較大；總酸含量與可溶性固形物含量、番茄紅素含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），說明糖代謝生成了酸類物質(zhì)，研究表明[27]，番茄紅素在酸性條件下穩(wěn)定性較弱，酸度越高，番茄紅素含量越低，總酸含量與總酚含量、SOD活性呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）；可溶性固形物含量與還原糖含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）；總酚含量與SOD活性、脂肪酶活性呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）；SOD活性與脂肪酶活性呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與番茄紅素含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）。由此可知，在番茄酵素發(fā)酵過程中各理化指標(biāo)會(huì)對(duì)營養(yǎng)成分及相關(guān)酶活性產(chǎn)生一定影響，各指標(biāo)之間存在相關(guān)性。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以新鮮番茄為原材料，SOD活性和總酸含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，并以單因素試驗(yàn)結(jié)合Box-Behnken試驗(yàn)優(yōu)化番茄酵素的發(fā)酵工藝，結(jié)果表明，在接種量0.3%、發(fā)酵溫度37 ℃、初始pH值5.5、發(fā)酵時(shí)間40 h的條件下，番茄酵素SOD活性最佳，高達(dá)147.63 U/g，總酸含量為48.60 g/kg。在此基礎(chǔ)上，延長發(fā)酵時(shí)間為60 h，并對(duì)發(fā)酵過程中的各營養(yǎng)成分及相關(guān)酶活性變化進(jìn)行分析監(jiān)測，pH值和可溶性固形物含量持續(xù)下降，總酸含量持續(xù)上升，還原糖含量在24 h時(shí)達(dá)到最大值后持續(xù)下降；總酚含量、SOD活性和脂肪酶活性均在36 h時(shí)達(dá)到最大值后持續(xù)下降；番茄紅素含量不穩(wěn)定，發(fā)酵過程中受工藝條件等各種因素的影響呈波動(dòng)式變化，發(fā)酵至60 h時(shí)含量顯著降低；同時(shí)對(duì)各營養(yǎng)成分及相關(guān)酶活性進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明它們相互之間產(chǎn)生一定的影響，各營養(yǎng)成分與酶活之間存在相關(guān)性。本試驗(yàn)結(jié)果可為番茄新功能產(chǎn)品的開發(fā)提供一定的依據(jù)。

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