張莉，劉禹，毛鵬煜，陳一萌，尹翔東，高禮紅

（四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院有限公司，四川成都 611130）

杧果因其具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，素有“熱帶水果之王”之稱[1-2]。杧果中富含多種維生素、膳食纖維以及鈣、磷、鐵、鎂、鉀等微量元素[3-7]，具有止嘔、防眩暈、降低膽固醇等功效，經(jīng)常食用可有效防止心血管疾病的發(fā)生，對(duì)咳嗽、痰多、氣喘等癥狀也具有良好的預(yù)防作用[8-11]。杧果通常以鮮食為主，但杧果屬于呼吸躍變型果實(shí)，采摘后呼吸代謝旺盛，在常溫條件下迅速成熟，導(dǎo)致其保質(zhì)期較短、冷敏性強(qiáng)、不耐低溫，因而在低溫環(huán)境中保藏又易于發(fā)生冷害，嚴(yán)重制約了我國(guó)杧果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[12]。目前市面上常見的杧果加工制品以杧果干、杧果汁及杧果醬等產(chǎn)品為主，總體來說其加工利用率仍然較低，原料浪費(fèi)問題依然需要關(guān)注。而將杧果制成酵素，不僅可以解決其保藏問題，又能延長(zhǎng)杧果產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈，提高果品附加值，具有廣闊的市場(chǎng)空間。

酵素通常是以動(dòng)、植物以及菌類成分為原料，利用微生物發(fā)酵制備的一種富含生物活性成分的制品，具有獨(dú)特的風(fēng)味、香味與滋味，同時(shí)由于其富含多種酚類、酶類等生物活性成分，經(jīng)常食用可有效提升消費(fèi)者自身免疫能力[13-14]。因此，酵素逐漸成為功能飲料研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。目前，對(duì)于酵素產(chǎn)品的研究方向主要集中在原料選擇范圍的擴(kuò)展以及微生物發(fā)酵劑的選擇。四川省杧果種植以‘金煌杧’、‘凱特杧’、‘紅象牙杧’等品種為主，這些品種杧果均具有高產(chǎn)、鮮食口感較好的優(yōu)勢(shì)，但是沒有考慮到杧果深加工產(chǎn)品的特殊要求，導(dǎo)致杧果加工企業(yè)無法評(píng)定加工需要的加工性能。因此研究不同品種杧果對(duì)杧果酵素品質(zhì)的影響，對(duì)杧果酵素產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

本研究選取‘金煌杧’、‘凱特杧’、‘紅象牙杧’3 種杧果為原料制備杧果酵素，通過測(cè)定發(fā)酵過程中的感官、可溶性固形物含量、pH 值、總酸、還原糖、總酚的含量與超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）酶活力等指標(biāo)，探究不同杧果品種對(duì)杧果酵素品質(zhì)的影響，以期為杧果酵素產(chǎn)品開發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐與理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘金煌杧’、‘凱特杧’、‘紅象牙杧’、白糖：市售；植物乳桿菌：北京川秀科技有限公司；高活性酵母干粉菌：安琪酵母股份有限公司；蘆?。兌取?8%）：成都儀睿生物科技有限公司；酚酞、乙醇、氫氧化鈉、三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽（tris hydrochloride，Tris-HCl）、鄰苯三酚、3，5-二硝基水楊酸（3，5-dinitrosalicylic acid，DNS）、沒食子酸、碳酸鈉（均為化學(xué)純）：成都科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-6100 紫外可見分光光度計(jì)：上海美譜達(dá)儀器有限公司；AL204 電子天平：梅特勒-托利多儀器有限公司；HH-6 數(shù)顯恒溫水浴鍋：國(guó)華電器有限公司；WYT-IV 型手持式折光儀：上海力辰儀器科技有限公司；JS30-230 多功能攪拌機(jī)：浙江蘇泊爾股份有限公司；HPX-9082MBE 電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；Orion 3-Star 雷磁數(shù)顯pH 計(jì)：美國(guó)Thermo Fisher 公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 杧果酵素制備工藝

原料選擇→去皮去核切丁→打漿→過篩→調(diào)配→殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→成品。

操作要點(diǎn)：分別選擇生熟度為八成、表皮無黑斑的新鮮杧果，去皮去核后切丁，用料理機(jī)打漿后過200 目篩網(wǎng)得到杧果原漿。將制備的杧果原漿與白砂糖、水以質(zhì)量比3∶1∶10 進(jìn)行調(diào)配，采用巴氏殺菌方式進(jìn)行殺菌處理后冷卻。將酵母與植物乳桿菌以質(zhì)量比1∶1 制成混合發(fā)酵劑，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)2% 的接種量將混合發(fā)酵劑接種至冷卻好的杧果溶液中進(jìn)行發(fā)酵（發(fā)酵溫度28 ℃），發(fā)酵期間定期取樣，監(jiān)測(cè)發(fā)酵過程中各指標(biāo)變化情況。

1.3.2 感官評(píng)定

通過對(duì)色澤、風(fēng)味、滋味與口感以及狀態(tài)4 個(gè)方面對(duì)杧果酵素進(jìn)行感官評(píng)定，所邀請(qǐng)10 名感官評(píng)定人員均經(jīng)過杧果酵素感官評(píng)定培訓(xùn)，并嚴(yán)格參照表1 所示的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分。

表1 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria

1.3.3 可溶性固形物含量的測(cè)定

參照NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測(cè)定折射儀法》進(jìn)行測(cè)定可溶性固形物含量[15]。折光儀在使用前使用蒸餾水進(jìn)行校準(zhǔn)，測(cè)定時(shí)在棱鏡表面滴加2～3 滴樣液，對(duì)準(zhǔn)光源觀察并記錄讀數(shù)。

1.3.4 pH 值的測(cè)定

取待測(cè)發(fā)酵液樣品分別置于燒杯中，pH 計(jì)經(jīng)校準(zhǔn)后可直接測(cè)定pH 值。

1.3.5 總酸含量的測(cè)定

參照GB 12456—2021《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中總酸的測(cè)定》進(jìn)行杧果酵素中總酸含量的測(cè)定[16]。

1.3.6 還原糖含量的測(cè)定

采用DNS 法，參考文獻(xiàn)[17]并稍作修改。取400 μL樣品加入600 μL DNS 中，沸水浴10 min 后，于540 nm測(cè)定吸光值，以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品，作標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=1.633 8x-0.021 4，R2=0.995 6。

1.3.7 總酚含量的測(cè)定

采用福林-酚試劑法，參考文獻(xiàn)[18]并稍作修改。準(zhǔn)確稱取0.110 g 沒食子酸置于100 mL 容量瓶中，加蒸餾水定容混勻得到1 000 μg/mL 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。分別吸取0、1、2、3、4、5 mL 至100 mL 容量瓶中并定容混勻得0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05 mg/mL 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。用移液槍分別移取1 mL 系列沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、樣液、蒸餾水（空白組）于具塞試管內(nèi)，分別加入5 mL10%福林酚試劑后立即混勻，靜置3 min 后加入4 mL 7.5% 碳酸鈉溶液搖勻，室溫下靜置1 h 于765 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值。以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品作標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.023 6x+0.004 8，R2=0.998 9。

1.3.8 超氧化物歧化酶（SOD）酶活力的測(cè)定

采用鄰苯三酚法，參考文獻(xiàn)[19]并稍作修改。SOD酶活力測(cè)定加樣詳見表2，測(cè)定325 nm 波長(zhǎng)下吸光值，按照下列公式計(jì)算SOD 酶活力（X，U/mL）。

表2 鄰苯三酚自氧化速率測(cè)定Table 2 Determination of autoxidation rate of pyrogallol mL

式中：A0為鄰苯三酚自氧化吸光值；AS為樣品吸光值；V1為反應(yīng)液總體積，mL；V2為樣液體積，mL；n為稀釋倍數(shù)；50% 為公式常數(shù)，以25 ℃、1 mL 反應(yīng)液中每分鐘抑制鄰苯三酚自氧化速率50% 時(shí)的酶量為一個(gè)超氧化物歧化酶活性單位。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每組進(jìn)行3 次平行試驗(yàn)，采用SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 杧果酵素發(fā)酵過程中感官評(píng)分的變化

感官評(píng)定是以人的感官為主要技術(shù)手段對(duì)樣品開展客觀分析，以確定該樣品品質(zhì)是否合格的一種評(píng)價(jià)方法，也是對(duì)杧果酵素最直觀的評(píng)價(jià)手段。不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中感官評(píng)分的影響如圖1所示。

圖1 不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of different mango varieties on sensory scores in the fermentation process of mango jiaosu

由圖1 可知，隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，3 組酵素的感官評(píng)分總體呈先上升后下降的趨勢(shì)，在發(fā)酵72 h 時(shí)達(dá)到最高值，之后感官評(píng)分略有下降但趨勢(shì)較為緩慢。其中‘金煌杧’酵素酸甜適口、色澤金黃、質(zhì)地均勻細(xì)膩、具有明顯的發(fā)酵風(fēng)味以及杧果香氣，因此，感官評(píng)分最高達(dá)92。綜上，感官評(píng)分高低順序?yàn)椤鸹蜄x’＞‘紅象牙杧’＞‘凱特杧’。

2.2 杧果酵素發(fā)酵過程中可溶性固形物含量的變化

可溶性固形物是包含食品中所有能夠溶于水的糖分、酸、維生素以及碳水化合物等成分的總稱，也是評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)的主要指標(biāo)之一[20]。因?yàn)榭扇苄蕴鞘强扇苄怨绦挝锏闹匾M成成分，且兩者含量呈極顯著正相關(guān)，所以可溶性固形物在一定程度上也被視為評(píng)價(jià)甜度的重要指標(biāo)[21]。不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中可溶性固形物含量的影響如圖2 所示。

圖2 不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effect of different mango varieties on soluble solid content in the fermentation process of mango jiaosu

由圖2 可知，3 組酵素的可溶性固形物含量均呈先下降后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，這是在發(fā)酵過程中，可溶性固形物成分會(huì)在微生物與酶的共同作用下降解為風(fēng)味化合物以及其他小分子物質(zhì)，而在發(fā)酵初期微生物含量與活性無明顯增長(zhǎng)，隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，微生物大量增殖，酵素中的糖分不斷被消耗或被水解，從而使酵素中的可溶性固形物含量降低。發(fā)酵72 h 后，可溶性固形物含量逐漸趨于穩(wěn)定，并且在發(fā)酵過程中‘金煌杧’酵素中可溶性固形物含量高于其他兩組。

2.3 杧果酵素發(fā)酵過程中pH 值的變化

酵素的pH 值可以直接影響酵素的口感及微生物的代謝效率，繼而影響酵素的食用品質(zhì)，而引發(fā)酵素pH 值變化的主要因素是在發(fā)酵過程中有機(jī)酸含量的變化。不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中pH 值的影響如圖3 所示。

圖3 不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中pH 值的影響Fig.3 Effect of different mango varieties on pH value in the fermentation process of mango jiaosu

由圖3 可知，杧果酵素發(fā)酵過程中pH 值呈逐漸下降的趨勢(shì)，且趨勢(shì)逐漸減緩。這是由于發(fā)酵過程中杧果自身有機(jī)酸成分溶出，杧果中的果糖、葡萄糖等物質(zhì)在微生物與酶的共同作用下降解為乳酸、檸檬酸等有機(jī)酸成分，酵素中的pH 值會(huì)呈現(xiàn)出逐漸下降趨勢(shì)，而72 h 后，溶液中的糖分基本被分解完成，同時(shí)由于酵素中的微生物活力降低，導(dǎo)致產(chǎn)酸效率下降，pH 值變化不大。不同品種杧果中的初始pH 值以及糖分物質(zhì)的含量不同，導(dǎo)致pH 值的變化有所差異，同時(shí)‘金煌杧’中糖分含量高于其他兩種杧果，經(jīng)分解形成的有機(jī)酸成分多于其他兩種杧果，因此pH 值變化最為明顯。

2.4 杧果酵素發(fā)酵過程中總酸含量的變化

不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中總酸含量的影響如圖4 所示。

圖4 不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中總酸含量的影響Fig.4 Effect of different mango varieties on total acid content in the fermentation process of mango jiaosu

由圖4 可知，3 組杧果酵素發(fā)酵過程中總酸含量均呈不斷升高的趨勢(shì)，且升高速度逐漸變緩，與2.3 中pH 值變化趨勢(shì)相符。在發(fā)酵初期，杧果自身有機(jī)酸成分溶出，還有微生物代謝產(chǎn)酸均可引發(fā)總酸含量的增加，例如植物乳桿菌在發(fā)酵過程會(huì)利用碳水化合物轉(zhuǎn)化為乳酸；葡萄糖被氧化失去羥基可得葡萄糖醛酸，該物質(zhì)有助于肝臟解毒作用的發(fā)揮；代謝產(chǎn)生的泛酸作為代謝物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)，起到人體免疫屏障的作用[17]?！鸹蜄x’由于自身糖含量較高，在發(fā)酵過程中產(chǎn)酸較多，因此該組酵素產(chǎn)酸速率高于其他兩組。

2.5 杧果酵素發(fā)酵過程中還原糖含量的變化

還原糖含量的變化可以反映出發(fā)酵液中微生物的活動(dòng)情況。不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中還原糖含量的影響如圖5 所示。

圖5 不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中還原糖含量的影響Fig.5 Effect of different mango varieties on reducing sugar content in the fermentation process of mango jiaosu

由圖5 可知，3 組杧果酵素發(fā)酵過程中還原糖含量均呈先上升后下降的趨勢(shì)。還原糖含量的變化趨勢(shì)與酵素發(fā)酵過程中果膠、纖維素等大分子碳水化合物以及微生物消耗糖類物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化有關(guān)。在發(fā)酵初期，由于蔗糖酶的作用以及在弱酸條件下，溶液中的蔗糖成分逐漸轉(zhuǎn)化為果糖和葡萄糖等還原糖類物質(zhì)，使發(fā)酵液中還原糖含量略顯增加，但是隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，微生物的代謝作用會(huì)消耗大量還原糖成分，從而導(dǎo)致還原糖含量快速下降，而在72 h 之后，微生物活力降低導(dǎo)致還原糖含量下降趨勢(shì)變緩。‘金煌杧’酵素中還原糖含量高于其他兩組，歸因于其糖分含量高于其他兩組。

2.6 杧果酵素發(fā)酵過程中總酚含量的變化

多酚類物質(zhì)具有清除自由基的作用，具有預(yù)防心腦血管疾病、抗衰老等功效，其含量直接影響酵素抗氧化功能。不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中總酚含量的影響如圖6 所示。

圖6 不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中總酚含量的影響Fig.6 Effect of different mango varieties on total phenol content in the fermentation process of mango jiaosu

由圖6 可知，3 組杧果酵素在發(fā)酵過程中總酚含量呈逐漸上升的趨勢(shì)。這是由于發(fā)酵初期，可溶性多酚逐漸析出到酵素溶液中，同時(shí)由于微生物、酶和酸類物質(zhì)的作用，杧果中不溶性多酚類物質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)化為可溶的游離態(tài)多酚，并且微生物在適當(dāng)條件下也可以合成單體多酚類物質(zhì)，導(dǎo)致總酚含量呈上升趨勢(shì)。然而在發(fā)酵72 h 后，酚類物質(zhì)將會(huì)被分解利用轉(zhuǎn)化為黃酮類物質(zhì)，導(dǎo)致總酚含量暫緩增長(zhǎng)。發(fā)酵過程中，‘金煌杧’酵素中總酚含量始終高于其他兩組，歸因于不同杧果品種的果肉中化學(xué)成分種類及含量的差異影響微生物的發(fā)酵，從而引起發(fā)酵液總酚等活性成分含量的差異。

2.7 杧果酵素發(fā)酵過程中SOD 酶活力的變化

SOD 具有清除體內(nèi)過多的自由基和修復(fù)細(xì)胞的作用，能夠增加機(jī)體免疫能力，有效抑制心血管疾病，具備抗氧化、抗疲勞、修復(fù)輻射損傷細(xì)胞等功效，其活力指標(biāo)被廣泛應(yīng)用于評(píng)估酵素酶活性及其抗氧化能力[22-23]。不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中SOD 酶活力的影響如圖7 所示。

圖7 不同杧果品種對(duì)杧果酵素發(fā)酵過程中SOD 酶活力的影響Fig.7 Effect of different mango varieties on SOD activity in the fermentation process of mango jiaosu

由圖7 可知，3 組酵素發(fā)酵過程中SOD 酶活力整體呈逐漸上升的趨勢(shì)，并在72 h 后趨于穩(wěn)定，‘金煌杧’酵素在發(fā)酵72 h 時(shí)SOD 酶活力高達(dá)36.6 U/mL。這是由于SOD 是一種胞內(nèi)酶，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，酵素液中細(xì)胞逐漸裂解導(dǎo)致SOD 逐漸釋放出來，發(fā)酵48 h 后，隨著發(fā)酵液pH 值的上升以及微生物代謝產(chǎn)生的物質(zhì)對(duì)SOD 產(chǎn)生抑制，從而使SOD 酶活力增加放緩甚至降低。

3 結(jié)論

根據(jù)3 組杧果酵素發(fā)酵過程中的指標(biāo)變化可以發(fā)現(xiàn)發(fā)酵72 h 時(shí)酵素品質(zhì)最佳。不同品種杧果果肉中化學(xué)成分種類及含量的差異影響微生物的發(fā)酵，在發(fā)酵72 h 時(shí)，‘金煌杧’杧果酵素與‘凱特杧’酵素、‘紅象牙杧’酵素相比，其感官評(píng)分（92）、可溶性固形物含量（8%）、還原糖含量（1.51 mg/mL）、總酚含量（0.308 mg/mL）以及SOD 酶活力（36.6 U/mL）均最佳，因此‘金煌杧’是制作杧果酵素的最佳原料。