鲜切果蔬加工废弃物发酵液的制备及功效性评价

杨柳　胡文忠　姜爱丽　周福慧　王雨仝　董育伯

摘要：将发酵原料按红糖：鲜切果蔬加工料：水=1：3：10的比例在室温下自然发酵，并对发酵液进行功能性评价。取发酵2个月和6个月的发酵液进行抗氧化能力测定，结果表明，与原材料相比，发酵2个月的发酵液中还原型谷胱甘肽（GSH）含量、羟脯氨酸（HYP）含量略有上升，超氧化物歧化酶（SOD）活性、谷胱甘肽还原酶（GR）活性和总抗氧化能力都略有增强。发酵6个月的发酵液中，SOD活性显著上升，达到原材料SOD活性总和的76.1倍，总抗氧化能力则是原材总和的34.3倍，GR活性上升到原材料GR活性总和的13.6倍。总的来说，鲜切果蔬加工废弃物发酵液的功效性远远大于原材料的功效性，并随着发酵时间的延长，GSH含量、GR活性、soD活性、羟自由基清除能力、总抗氧化能力等用于抗氧化能力评价的指标均呈上升趋势。

关键词：鲜切果蔬废弃物；发酵液；抗氧化能力；功效性评价

鲜切果蔬又名微加工果蔬，国内外市场需求极大。鲜切果蔬加工过程会产生大量的加工废弃物，约占完整果蔬重量的40%～50%，这些废弃物如果处理不当，会造成材料的浪费和对环境的污染。将鲜切果蔬加工废弃物经合理的发酵制备，可制成具有催化活性的发酵液，又称酵素。研究表明，酵素具有较强的抗氧化能力，多种酵素提取物还具有抗癌功能。并且研究发现，身体中酵素的多少及其活性高低，对人体的青春、健康、衰老及疾病有重要影响。于晓艳等研究认为，蛋白酶、脂肪酶和超氧化物歧化酶等是微生物酵素类保健食品的主要功效酶。

随着酶产业的发展，酵素在能源、环保和保健食品领域的应用日益受到关注，并呈现出了良好的发展前景。用鲜切果蔬废弃物制作酵素，其原材料随手可得，制作过程简单，得到的产品不但有望取代化学清洁剂被广泛应用于日常生活，还能帮助机体清除自由基，维持机体健康。因此本次试验主要对发酵2个月和发酵6个月的鲜切果蔬加工废弃物的发酵液进行抗氧化能力和功效性评价，旨在拓宽鲜切果蔬产业链的原料利用，促进鲜切果蔬产业的健康发展。

1试验材料与方法

1.1试验材料及设备

1.1.1原材料：苹果、红糖均购于大连经济技术开发区乐购超市。

1.1.2仪器设备：有密封盖口的容器（最好是塑料材质，弹性较大）；PL203型梅特勒——托利多电子精密天平梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；GC-2010型气相色谱仪日本岛津公司；Lambda-25型紫外可见分光光度计美国PE；T-25型匀浆机德国IKA公司；BR4i型台式高速冷冻离心机法国Jouan；DK-S26型电热恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司。

1.2试验方法

1.2.1发酵液的制备：苹果皮和苹果核作为鲜切果蔬加工的废弃物，在本试验中作为果蔬原料，经清洗破碎，按质量比为1：3：10的比例和顺序，分别放入红砂糖、果蔬原料和凉开水，混合后放人密封罐中，早期每天放气1～2次，1个月后待无气放出，将发酵液中的残渣滤出，静置发酵液进入静后发酵阶段，到2个月和6个月时对发酵液进行各项指标的测定。

1.2.2发酵液中几种抗氧化物质含量及抗氧化能力的测定：总抗氧化能力、羟自由基清除能力、SOD活性、GR活性及HYP含量的测定均采用苏州科铭生物技术有限公司生产的试剂盒进行测定，方法参见说明书。

1.2.3统计分析方法：数据采用SPSS软件进行差异显著性分析。

2试验结果与处理分析

2.1总抗氧化能力

测定对象中各种抗氧化物质和抗氧化酶共同构成总抗氧化水平。如图1所示，苹果原料的总抗氧化能力为13.3U/g，红糖为113.2U/g，低于发酵2个月发酵液的总抗氧化能力，并且远远低于发酵6个月发酵液的总抗氧化能力。发酵2个月和6个月的发酵液的抗氧化能力分别是原材料抗氧化能力总和的12.4倍和34.3倍，说明发酵过程会提高混合废弃物的总抗氧化能力，并且随着发酵时间的延长，总抗氧化能力逐渐增强。

2.2羟自由基清除能力

羟自由基是生物体系产生的一种极具反应性的自由基，被认为在自由基病理学上具有高度损伤性，它的损伤能力几乎在每一个活细胞内都能有体现。如图2所示，苹果的羟自由基清除率1.0%，与发酵2个月发酵液和发酵6个月发酵液的羟自由基清除率0.9%和1.0%比较接近，而且发酵2个月的发酵液与发酵6个月的发酵液中的羟自由基清除率接近相同，说明混合废弃物发酵过程不能明显地提升总体的羟自由基清除率。

2.3超氧化物歧化酶

超氧化物歧化酶（SOD）是生物体内清除自由基的重要物质，是评价生物体衰老与死亡的直观指标。如图所示，发酵6个月发酵液的SOD活性42.4（U/g），显著高于发酵2个月发酵液的SOD活性（p<0.05），并且发酵2个月发酵液的SOD活性和发酵6个月发酵液的SOD活性分别是2种原材料总和的6.8和76.1倍，说明发酵的过程会增强混合废弃物总体的SOD活性，并且SOD活性随发酵时间的延长会有明显的增强。

2.4谷胱甘肽还原酶（GR）活性

GR在氧化胁迫反应中对活性氧清除起关键作用。发酵6个月的发酵液的GR活性为0.03U/mg（图4），高于发酵2个月发酵液的GR活性0.014U/mg，并且发酵6个月发酵液的GR活性和发酵2个月的发酵液的GR活性分别是2种原材料GR总和的13.6倍和5.5倍。说明发酵的过程会增强混合废弃物总体的GR活性，并且GR活性隨发酵时间的延长会有明显的增强。

2.5还原型谷胱甘肽（GSH）含量

GSH是细胞内最主要的抗氧化物质，在抗氧化和氨基酸跨膜运输中具有重要作用。如图5所示，发酵6个月发酵液的GSH含量是发酵2个月发酵液的GSH含量2倍左右，并分别为2种原材料GSH总和的11.3倍和6.25倍。说明发酵过程会略微提高混合废弃物总体的GSH含量，并且GSH含量会随着发酵时间增长而有所增加。

2.6羟脯氨酸含量

HYP是机体胶原蛋白的主要成分之一。如图6所示，发酵6个月发酵液中的HYP含量低于发酵2个月的发酵液中发HYP含量。并且发酵6个月的发酵液的HYP含量和发酵2个月的发酵液的HYP含量分别是2种原材料HYP总和的3.1564倍和4.8502倍。说明发酵前期过程会提高混合废弃物总体的HYP含量，但是发酵到一定程度后，HYP含量会随着发酵时间增长而减少。

3结论

与2种原材料相比，除HYP含量先升高后下降外，GSH含量增加，SOD活性与GR活性增强，总抗氧化能力与羟自由基清除能力增强。并且随着发酵时间的增加，GSH含量逐渐上升，SOD活性与GR活性呈上升趋势，总抗氧化能力与羟基自由基能力不断增强。总的来说，鲜切果蔬加工废弃物发酵液的抗氧化能力比原材料的抗氧化能力高，并且抗氧化能力还在随着时间的延长而增强。