四種紅棗酵素品質(zhì)對(duì)比研究

魏雪琴，武燕蓉，龐杰

(1.武夷學(xué)院 茶與食品學(xué)院，福建 武夷山 354300；2.福建農(nóng)林大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院博士后流動(dòng)站，福州 350002)

棗(ZizyphusjujubaMill.)是鼠李科棗屬植物，其果實(shí)含有豐富的營養(yǎng)活性成分，具有極高的食用和藥用價(jià)值。研究表明，紅棗富含多糖、氨基酸、維生素、礦物質(zhì)、萜類化合物等[1-3]。目前，紅棗的食用方式較單一，以紅棗為原料開發(fā)的產(chǎn)品主要有棗醋、棗酒、棗汁等[4-6]。據(jù)報(bào)道，植物經(jīng)益生菌發(fā)酵，不僅能使產(chǎn)品的活性成分、風(fēng)味、質(zhì)地得到改善，而且能去除部分有害成分，增強(qiáng)益生功能[7]。因此，紅棗發(fā)酵產(chǎn)品的研究與開發(fā)對(duì)拓展紅棗市場、提高其附加值具有重要意義。

近年盛行的食用酵素(edible enzymes)是一種以新鮮果蔬、菌菇、中草藥等單一或復(fù)合植物為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵制得的含有特定生物活性成分的產(chǎn)品[8-10]。酵素產(chǎn)品含有豐富的維生素、氨基酸、多糖、多酚、酶、礦物質(zhì)和微生物次生代謝產(chǎn)物等營養(yǎng)成分[11]，并具有抗氧化、抗菌消炎、調(diào)節(jié)腸道菌群、增強(qiáng)機(jī)體免疫能力等多種功能。

不同原料配方制備的酵素理化品質(zhì)、酶活力、抗氧化活性等存在差異[12]。目前以紅棗為原料制備的食用酵素研究較少。本文以紅棗、葡萄、生姜、枸杞為原料，以紅糖為碳源，將紅棗與其他3種原料進(jìn)行組合，經(jīng)自然發(fā)酵獲得紅棗酵素、葡萄紅棗酵素、生姜紅棗酵素和枸杞紅棗酵素，并對(duì)4種紅棗酵素的感官特性、理化成分進(jìn)行測(cè)定，比較其酶活性和抗氧化能力，研究結(jié)果旨在為高附加值的紅棗酵素開發(fā)提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

紅棗、葡萄干、生姜、枸杞等：均為市售；蘆丁、沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)樣品(色譜純，純度≥98%)：購自上海源葉生物科技有限公司；福林酚試劑：購自上海麥克林生化科技有限公司；濃硫酸、鹽酸：購自三明市三圓化學(xué)試劑有限公司；總蛋白定量測(cè)試盒(BCA法)、α-淀粉酶(AMS)測(cè)試盒(碘-淀粉比色法)、總抗氧化能力(T-AOC)測(cè)試盒、DPPH自由基清除能力測(cè)試盒：均購自南京建成生物工程研究所；其余化學(xué)藥品均為分析純：購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

V-1100D型紫外可見分光光度計(jì) 上海美譜達(dá)儀器有限公司；AR224CN型電子分析天平、Starter型pH計(jì) 上海奧豪斯儀器有限公司；DRP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱、DHG-9140A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海培英實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；SB-25-12DT型超聲波清洗機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司；WP-UP-UV-20型超純水機(jī) 四川沃特爾科技發(fā)展有限公司；HH-S4型恒溫水浴鍋 常州中捷實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；移液槍 大龍興創(chuàng)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；QL-901型渦旋振蕩器 海門市其林貝爾儀器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 酵素制備

酵素原料、紅糖、水按1∶3∶10的質(zhì)量比裝桶混合進(jìn)行室溫發(fā)酵。經(jīng)第1個(gè)月定期排氣后密封發(fā)酵12個(gè)月，離心，室溫貯藏備用。4種酵素原料配方分別為紅棗、紅棗與葡萄干、紅棗與生姜、紅棗與枸杞。

1.3.2 感官評(píng)價(jià)

參考QB/T 5323-2018《植物酵素》的感官檢驗(yàn)方法，結(jié)合液態(tài)酵素感官特征[13]，由12名接受過感官評(píng)價(jià)培訓(xùn)的人員分別對(duì)4種紅棗酵素的外觀、色澤、氣味、滋味、口感等進(jìn)行評(píng)分，感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 水果酵素感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sensory scoring standards for fruit enzymes samples

1.3.3 基本理化指標(biāo)的測(cè)定

1.3.3.1 總酸含量的測(cè)定

采用電位滴定法，參照GB/T 12456-2021《食品中總酸的測(cè)定》，結(jié)果以g乳酸/kg表示。

1.3.3.2 粗多糖含量的測(cè)定

采用苯酚-硫酸法，參照SN/T 4260-2015《出口植物源食品中粗多糖的測(cè)定》，測(cè)定波長為490 nm。以葡萄糖的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x，μg/mL)、吸光度為縱坐標(biāo)(y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.3.3 總蛋白含量的測(cè)定

采用BCA法，取稀釋的酵素離心上清液20 μL，按照試劑盒說明書進(jìn)行具體操作，測(cè)定波長為562 nm。

1.3.3.4 總多酚含量的測(cè)定

采用Folin-Ciocalteu比色法[14]，以沒食子酸的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x，μg/mL)、吸光度為縱坐標(biāo)(y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)定波長為765 nm。

1.3.3.5 總黃酮含量的測(cè)定

采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH比色法[15]，以蘆丁的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x，mg/mL)、吸光度為縱坐標(biāo)(y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)定波長為510 nm。

1.3.4 酶活力及抗氧化活性的測(cè)定

1.3.4.1 超氧化物歧化酶(SOD)活力的測(cè)定

采用WST-1法測(cè)定酵素中SOD酶活性。取待測(cè)樣本20 μL、酶工作液20 μL和底物應(yīng)用液200 μL混勻，置于電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中37 ℃孵育20 min，在波長為450 nm時(shí)用酶標(biāo)儀比色讀取吸光度。

1.3.4.2 α-淀粉酶(AMS)活力的測(cè)定

取5倍稀釋的酵素離心上清液100 μL，按照AMS測(cè)試盒說明書所采用的碘-淀粉比色法進(jìn)行具體操作，于660 nm波長處測(cè)定吸光度。酶活力定義：100 mL試樣溶液中的AMS在37 ℃與底物作用30 min，水解10 mg淀粉為一個(gè)酶活力單位(U)。酵素試樣中AMS活力以U/L表示。

1.3.4.3 總抗氧化能力(T-AOC)的測(cè)定

取離心后的酵素原液100 μL，按照T-AOC測(cè)定試劑盒說明書進(jìn)行具體操作，測(cè)定波長為520 nm。在37 ℃時(shí)，每分鐘每毫升試樣溶液使反應(yīng)體系的吸光度每增加0.01計(jì)為一個(gè)總抗氧化能力單位，酵素試樣中總抗氧化能力以U/mL表示。

1.3.4.4 DPPH自由基清除能力的測(cè)定

取離心后的酵素原液400 μL，按照試劑盒說明書進(jìn)行具體操作，測(cè)定波長為517 nm。DPPH自由基清除率按下式計(jì)算：

清除率(%)=[1-(A1-A0)/A2]×100。

式中：A0為樣品液+80%甲醇的吸光度；A1為工作液+樣品液的吸光度；A2為工作液+80%甲醇的吸光度。

智能建筑不僅僅是智能技術(shù)在建筑工程上的簡單應(yīng)用，而是基于建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、服務(wù)等各環(huán)節(jié)與高新技術(shù)開發(fā)、嵌入、使用等各方面的深度融合，需要多專業(yè)、多學(xué)科、多工種的共同努力與配合才能最終實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的發(fā)展。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理方法

采用 Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和繪圖。采用PASW Statistics 18.0軟件進(jìn)行方差分析、Duncan＇s多重比較差異顯著性檢驗(yàn)、Pearson相關(guān)性分析，顯著性水平P<0.05，數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 酵素的感官品質(zhì)

4種紅棗酵素的感官評(píng)價(jià)結(jié)果見圖1。

圖1 4種紅棗酵素的感官評(píng)價(jià)雷達(dá)圖Fig.1 Radar chart for sensory evaluation of four kinds of jujube enzymes

在外觀方面，紅棗酵素、葡萄紅棗酵素、生姜紅棗酵素較枸杞紅棗酵素高，三者的評(píng)分均在8.0分以上。生姜紅棗酵素色澤均勻，無肉眼可見雜質(zhì)，有特有的香氣，口感略粗糙，除口感得分較低外，其余指標(biāo)評(píng)分均在6.0分以上，其中外觀和色澤的評(píng)分均高于9.0分；紅棗酵素香氣協(xié)調(diào)，口感細(xì)膩，色澤較均勻，有少量雜質(zhì)，除滋味評(píng)分較低外，其他4個(gè)感官指標(biāo)評(píng)分均在6.5分以上；葡萄紅棗酵素滋味協(xié)調(diào)，風(fēng)味突出，口感較為細(xì)膩，除滋味和口感得分較高外，其他3個(gè)指標(biāo)的評(píng)分均較低；枸杞紅棗酵素除氣味得分高于6.0分外，其余指標(biāo)的得分均低于6.0分，總體而言，紅棗酵素的感官品質(zhì)最優(yōu)。

2.2 基本理化指標(biāo)

4種紅棗酵素基本理化指標(biāo)見表2。

表2 4種紅棗酵素的基本理化特性Table 2 The basic physicochemical properties of four kinds of jujube enzymes

由表2可知，4種紅棗酵素的pH值均較低且小于4.5，符合QB/T 5323-2018《植物酵素》中呈液態(tài)食用植物酵素pH值的要求。4種紅棗酵素的總酸含量存在顯著差異(P<0.05)，其中紅棗酵素的總酸含量最高，達(dá)28.5 g/kg；枸杞紅棗酵素的總酸含量最低，為13.4 g/kg。在粗多糖含量中，葡萄紅棗酵素含量(13.11 mg/mL)與枸杞紅棗酵素含量(13.92 mg/mL)較高，其次為生姜紅棗酵素(9.99 mg/mL)，紅棗酵素的粗多糖含量最低，為4.68 mg/mL。4種紅棗酵素的總蛋白含量存在顯著差異(P<0.05)，其中枸杞紅棗酵素的總蛋白含量(26.98 mg/mL)最高，其次為葡萄紅棗酵素(11.12 mg/mL)，紅棗酵素的總蛋白含量最低，為4.88 mg/mL。

2.3 總黃酮和總多酚含量

4種紅棗酵素的總黃酮和總多酚含量見圖2。由圖2可知，枸杞紅棗酵素的總黃酮含量(1.40 mg/mL)和總多酚含量(5.70 mg/mL)明顯高于其他3種紅棗酵素(P<0.05)?？傸S酮含量中，生姜紅棗酵素、葡萄紅棗酵素?zé)o顯著差異(P>0.05)，枸杞紅棗酵素的總黃酮含量約為二者的6倍?？偠喾雍康呐判?yàn)椋鸿坭郊t棗酵素>葡萄紅棗酵素>生姜紅棗酵素>紅棗酵素。紅棗酵素的總多酚含量最低(2.11 mg/mL)，僅為枸杞紅棗酵素的37%。可見，紅棗與不同原料的復(fù)合對(duì)酵素的總黃酮和總多酚含量的影響較顯著。

圖2 4種紅棗酵素的總黃酮和總多酚含量Fig.2 The content of total flavonoids and total phenols of four kinds of jujube enzymes

2.4 酶活性和抗氧化活性

4種紅棗酵素的SOD酶活力見圖3。

圖3 4種紅棗酵素的SOD酶活力Fig.3 SOD enzyme activity of four kinds of jujube enzymes

由圖3可知，枸杞紅棗酵素的SOD酶活力(112.56 U/mL)最高，顯著高于其他3種紅棗酵素(P<0.05)。紅棗酵素、葡萄紅棗酵素、生姜紅棗酵素的SOD酶活力分別為93.52，79.79，83.00 U/mL，其中葡萄紅棗酵素與生姜紅棗酵素之間沒有顯著性差異(P>0.05)。

2.4.2 α-淀粉酶活力

4種紅棗酵素的α-淀粉酶活力結(jié)果見圖4。

圖4 4種紅棗酵素的α-淀粉酶活力Fig.4 The α-amylase activity of four kinds of jujube enzymes

由圖4可知，紅棗酵素的α-淀粉酶活力(427.97 U/L)明顯高于其他3種紅棗酵素(P<0.05)，其次為葡萄紅棗酵素(233.05 U/L)，枸杞紅棗酵素的α-淀粉酶活力和生姜紅棗酵素的α-淀粉酶活力二者間無明顯差異(P>0.05)，其活力分別為139.83，127.12 U/L。

2.4.3 抗氧化活性

2.4.3.1 總抗氧化能力

4種紅棗酵素的總抗氧化能力見圖5。

圖5 4種紅棗酵素的總抗氧化能力Fig.5 The total antioxidant ability of four kinds of jujube enzymes

由圖5可知，枸杞紅棗酵素的總抗氧化能力最高，為91.08 U/mL，顯著高于其他3種紅棗酵素(P<0.05)，紅棗酵素的總抗氧化能力最低，為25.16 U/mL，葡萄紅棗酵素(37.49 U/mL)和生姜紅棗酵素(34.41 U/mL)的總抗氧化能力接近(P>0.05)。

2.4.3.2 DPPH自由基清除能力

4種紅棗酵素的DPPH自由基清除能力見圖6。

圖6 4種紅棗酵素的DPPH自由基清除能力Fig.6 DPPH free radical scavenging activity of four kinds of jujube enzymes

由圖6可知，枸杞紅棗酵素的DPPH自由基清除能力(13.93 mg Trolox/mL)顯著高于其他3種紅棗酵素(P<0.05)，生姜紅棗酵素、紅棗酵素和葡萄紅棗酵素的DPPH自由基清除能力間無明顯差異(P>0.05)，分別為7.39，7.33，7.37 mg Trolox/mL。

2.5 相關(guān)性分析

為驗(yàn)證系列紅棗酵素的抗氧化能力與理化成分是否有密切關(guān)系，將4種紅棗酵素的總酸、粗多糖、總蛋白、總黃酮、總多酚、酶活力等理化指標(biāo)與總抗氧化能力、DPPH自由基清除能力進(jìn)行相關(guān)性分析比較，結(jié)果見表3。

表3 4種紅棗酵素主要成分與抗氧化能力的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis results of main components and antioxidant activity of four kinds of jujube enzymes

由表3可知，總抗氧化能力與酵素總蛋白、總黃酮、總多酚含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，與總酸、粗多糖、α-淀粉酶活力相關(guān)性較弱；DPPH自由基清除能力與酵素總蛋白和總抗氧化能力呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，與總黃酮含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。可見，含紅棗的酵素抗氧化能力與其總蛋白、總黃酮、總多酚含量密切相關(guān)，這與前期的研究結(jié)果吻合。

3 結(jié)論

通過對(duì)紅棗酵素、葡萄紅棗酵素、生姜紅棗酵素和枸杞紅棗酵素4種酵素的感官特性、理化成分、酶活力和抗氧化活性進(jìn)行分析和比較。結(jié)果表明，枸杞紅棗酵素具有最高的粗多糖、總蛋白、總黃酮、總多酚含量，并且其SOD酶活力、總抗氧化能力、DPPH自由基清除能力最高。枸杞紅棗復(fù)合配方酵素具有較大的功能食品開發(fā)潛力，其功能性評(píng)價(jià)及與其他活性成分的相關(guān)性研究仍需進(jìn)一步深入。