沙棘酵素功能成分及其体外抗氧化性能研究

金哲宁，方晟，*，沙如意，毛建卫，4

（1.绍兴文理学院元培学院，浙江绍兴312000；2.浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室，浙江杭州310023；3.浙江科技学院生物与化学工程学院，浙江杭州310023；4.浙江工业职业技术学院，浙江绍兴312000）

食用植物酵素（edible plant Jiaosu）是以新鲜蔬菜、水果、药食两用本草类为原料，经多种有益菌通过较长时间发酵而生产的功能性发酵产品，既保持了植物自身营养成分、也含有乳酸菌等有益微生物及其代谢产生的功能性小分子物质等，研究表明，可有效清除体内过剩的活性氧自由基，在预防和治疗因自由基诱发的疾病和抗氧化方面具有广阔的应用前景[1-3]。目前关于食用植物酵素体外抗氧化性能的研究较多，且研究表明有机酸对食用酵素的抗氧化性能有重要影响。Liao等[4]发现乳酸菌发酵的芒果汁酵素中有机酸种类、酚类等都较芒果原汁有所提高，且DPPH自由基清除能力也显著增加；Ghosh等[5]研究表明乳酸菌产生的有机酸能够使原料中酚类物质溶出并呈游离态，导致发酵过程中总酚含量上升。蒋增良等[3]研究发现葡萄酵素具有良好的自由基清除能力，其原因可能归咎于有机酸、多酚和维生素的协同作用；程勇杰等[6]认为由于树莓酵素中有机酸的作用使其对ABTS自由基的清除能力优于蓝莓酵素。氨基酸是影响食用酵素营养价值的重要成分之一，李新等[7]测定了20种氨基酸的体外抗氧化性能，发现半胱氨酸、酪氨酸和色氨酸的ABTS自由基清除活性最强，半胱氨酸还具有较强的DPPH自由基清除活性和铁还原能力。目前有学者对食用酵素蛋白质含量进行了检测，并进一步酸水解后分析其氨基酸种类及含量，但关于食用酵素中游离氨基酸的研究较少。程勇杰等[8]对拓树小青果酵素、拓树花酵素和拓树叶酵素的氨基酸种类、含量及抗氧化性能进行研究，发现3种酵素的氨基酸含量丰富，总氨基酸含量分别为12.667、2.780、1.198 mg/mL，且氨基酸含量与抗氧化性能具有正相关性。

沙棘（Hippophae rharnnoides）为胡颓子科（Elaeagnaceae）沙棘属（Hippophae）的灌木或小乔木，又名沙枣、酸（醋）柳、黄酸刺和黑刺等，属于“药食同源”植物，其果实含有多种生物活性物质，药理实验表明，具有抗肿瘤、降血脂、抗氧化、增强免疫功能等作用[9-10]。因此，从食用安全性和保健功效考虑，沙棘是开发食用植物酵素的优良植物资源。在功能性食品领域，沙棘目前主要用于制作沙棘果汁、果醋、果酒、油等产品，附加值相对较低[11]。同时，沙棘果实为浆果，柔软多汁，耐贮性差，严重影响加工利用，而食用酵素产品加工尤其适于时令性强的农产品在大规模采收后的产业化加工。沙棘酵素的研发是解决沙棘果保鲜期短、高值转化难等问题的有效新途径，但目前关于沙棘酵素的研究报道较少。本研究以沙棘为主要原料制备食用植物酵素，探讨其自然发酵过程中体外抗氧化性能、功能组分的变化，分析其有机酸和游离氨基酸的组成及含量，以期为沙棘酵素产品的精准制备提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

吕梁野生沙棘鲜果：文水县万家富贡梨专业合作社；发酵糖液：浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室。α，α-二苯基-β-三硝基苯肼（1，1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH）、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NADH）、吩嗪硫酸甲酯（phenazine methosulfate，PMS）、硝基四氮咪唑蓝（nitrotetrazolium blue chloride，NBT）、磷酸盐缓冲液（phosphate buffer saline，PBS）、游离氨基酸标准品、有机酸标准品、芦丁标准品：美国Sigma公司；三羟甲基氨基甲烷（Tris）、磷酸氢二钾、磷酸、邻苯二甲酸氢钾、氢氧化钠、甲醇、铁氰化钾、无水乙醇、三氯乙酸、三氯化铁、水杨酸钠、硝酸铝、醋酸钾、硫酸亚铁、盐酸、冰乙酸、水合茚三酮、乙二醇（均为分析纯）：上海展云化工有限公司。

LC-20A高效液相色谱仪：岛津公司；TU-1810紫外可见分光光度计：上海仪电分析仪器有限公司；PHS-3C酸度计：上海佑科仪器仪表有限公司；Allegra X-12R型冷冻离心机：美国贝克曼库尔特有限公司；SW-CJ-1B超净工作台：苏州安泰空气技术有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 沙棘酵素的制备

用去离子水清洗沙棘鲜果表面去除杂质，自然晾干。沙棘和发酵糖液按质量比3∶5混匀后，加入到已灭菌的玻璃瓶中密封，室温下避光发酵。发酵过程中，分别在第 5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60 天取样，样品于10 000 r/min离心10 min后，保留上清液待测。

1.2.2 超氧自由基清除能力的测定

采用PMS/NADH体系还原NBT法[12]，50 μL样品加入到 950 μL 磷酸缓冲液（0.1 mol/L，pH 7.4），然后加入1 mL 120 μmol/L的PMS（用0.1 mol/L的PBS配制，pH 7.4），1 mL 936 μmol/L 的 NADH（用 0.1 mol/L 的PBS配制，pH 7.4） 和 1 mL 300 μmol/L 的 NBT（用0.1 mol/L的PBS，pH 7.4配制）。在环境温度下反应5 min。以去离子水为参比溶液。在560 nm处测定吸光度。用同样方法测定发酵60 d沙棘酵素及VC对照超氧自由基清除能力，样品加入量为 15、30、45、60、75、90 μL。

式中：A0为空白对照液吸光度；A1为样品测定管吸光度；A2为样品本底管吸光度。

1.2.3 羟基自由基清除能力的测定

采用Fenton法[13]，125μL样品加入到1.4mL6mmol/L的H2O2，加入0.6 mL 20 mmol/L的水杨酸钠和2 mL 1.5 mmol/L的硫酸亚铁，37℃下恒温水浴1 h。以去离子水为参比溶液。在562 nm下测定吸光度。用同样方法测定发酵60 d沙棘酵素及VC对照羟基自由基清除能力，样品加入量为 60、120、180、240、300、360 μL。

式中：A0为空白对照液吸光度；A1为样品测定管吸光度；A2为样品本底管吸光度。

1.2.4 DPPH自由基清除能力的测定

采用DPPH甲醇溶液显色法[14]，25 μL样品加入到4 mL 0.1 mmol/L的DPPH-甲醇溶液中，再加入450 μL 50 mmol/L的Tris-HCl缓冲溶液（pH7.4），25℃下恒温水浴30 min。以去离子水为参比溶液。在517 nm处测定吸光度。用同样方法测定发酵60 d沙棘酵素及VC对照DPPH自由基清除能力，样品加入量为6、12、18、24、30、36 μL。

式中：A0为空白对照液吸光度；A1为样品测定管吸光度；A2为样品本底管吸光度。

1.2.5 总酸含量的测定

总酸含量测定参考GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》[15]。取1 mL样品，用去离子水稀释至50 mL，摇匀。取10mL上述稀释液于150mL锥形瓶中，加1%酚酞2滴～3滴。用0.001 mol/L的NaOH水溶液滴定至微红色30 s不褪色为滴定终点。每组3次平行，根据柠檬酸溶液与样品消耗的NaOH体积计算样品中与柠檬酸当量的总酸含量。

1.2.6 总游离氨基酸含量的测定

采用茚三酮比色法[16]，移取0.5 mL样品置于50 mL容量瓶中，加入5 mL乙酸锌溶液和5 mL亚铁氰化钾溶液，摇匀，定容，静止沉淀后，过滤，弃去最初少量滤液。吸取1.0 mL试液于25 mL具塞试管中，加2 mL乙酸-乙酸钠缓冲液（pH 5.5），充分摇匀，加2 mL 3%茚三酮乙二醇溶液，摇匀。将试管同时置于沸水浴中，待水沸腾后精确计时15 min，取出试管置于冷水中冷却至室温，于567 nm处测定吸光度，代入回归方程y=0.03x-0.036 9（R2=0.999 7）计算出试液中总游离氨基酸的浓度。

1.2.7 总黄酮含量的测定

采用三氯化铝法[17]，移取0.5 mL样品置于10 mL容量瓶中，加乙醇稀释至刻度，摇匀，待测。吸取1.0 mL试液于50 mL容量瓶中，加乙醇至总体积为15 mL，依次加入100 g/L硝酸铝溶液1 mL，9.8 g/L醋酸钾溶液1 mL，摇匀，加水至刻度，摇匀。静置1 h。吸取待测试溶液1.0 mL，置于50 mL容量瓶中，加乙醇至总体积为15 mL，加水稀释至刻度，摇匀后作为参比，于415 nm处测定吸光度，代入回归方程y=0.573 6x-0.004 4（R2=0.999 9）计算出试液中总黄酮的浓度。

1.2.8 有机酸含量的测定

有机酸含量的测定采用高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC），参考 Rodrigo等[18]的方法进行。HPLC分离条件：色谱柱为AgilentTCC18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），流动相为0.01 mol/L 的KH2PO4溶液（用磷酸调 pH=2.7），流速 1 mL/min，柱温20℃，检测波长210 nm。待测样品用0.01 mol/L的KH2PO4溶液（pH 2.7）稀释 5 倍，0.22 μm 微孔滤膜过滤后直接进样。

准确称取草酸标准品105 mg，用超纯水溶解并定容至1 000 mL容量瓶中，摇匀，即105 mg/L草酸标准溶液。相同的方法依次配制L-酒石酸、L-苹果酸、莽草酸、抗坏血酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、琥珀酸、没食子酸的标准溶液，其质量浓度分别为 104、108、9.30、100、992、992、994、1 020、9.90 mg/L。

1.2.9 游离氨基酸含量的测定

游离氨基酸含量的测定采用高效液相色谱法，参考轻工标准QB/T 4356-2012《黄酒中游离氨基酸的测定高效液相色谱法》[19]。HPLC分离条件：色谱柱为Agilent TC-C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），流动相为0.02 mol/L乙酸钠、乙腈、水梯度洗脱，流速1 mL/min，柱温40℃，检测波长25 nm。样品衍生及萃取净化后经0.45 μm有机系滤膜过滤后直接进样。

氨基酸混标中的氨基酸均溶于0.1 mol/L盐酸，除胱氨酸浓度为1.25 mmol/L外，天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸、组氨酸、丙氨酸、脯氨酸、精氨酸、酪氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸的浓度均为2.5 mmol/L。

1.3 数据处理

全部试验均平行进行3次，试验结果表示为均值±标准差（Mean±SD）形式。采用SPSS21.0软件进行单因素方差分析、相关性分析及半抑制浓度（half maximal inhibitory concentration，IC50）计算，采用 Origin86软件绘制图表。

2 结果与分析

2.1 沙棘酵素发酵过程中体外抗氧化性能的变化

2.1.1 发酵过程中超氧自由基清除能力的变化

超氧自由基在活性氧物质如过氧化氢、单线态氧的形成中起重要作用，主要损害细胞膜，包括血管内皮细胞膜及亚微结构，并引起一系列有害的生化反应[20]。发酵过程中超氧自由基清除能力的变化见图1。

图1 发酵过程中超氧自由基清除能力的变化Fig.1 Changes in superoxide radical scavenging ability during fermentation

图1中，沙棘酵素的超氧自由基清除能力随发酵进行逐渐升高，在50 d～60 d之间迅速上升（p<0.05），发酵60 d时清除率达到47.48%，相较发酵5 d时提高469.04%。说明延长发酵时间有利于沙棘酵素对超氧自由基清除率的提高。陈岭等[21]研究发现石斛花酵素自然发酵过程中对超氧自由基的清除能力呈增长趋势，发酵前后增加了14.4%，在56 d时达到最大值，清除率为55.90%，与本研究结果类似。

2.1.2 发酵过程中羟基自由基清除能力的变化

羟基自由基是生物体内极具反应性的自由基，它几乎能与活细胞中任何生物大分子发生反应，且反应速度极快，在自由基病理学上被认为具有高度的损伤性[13，22]。发酵过程中羟基自由基清除能力的变化见图2。

图2 发酵过程中羟基自由基清除能力的变化Fig.2 Changes in hydroxyl radical scavenging ability during fermentation

图2表明，沙棘酵素的羟基自由基清除能力在5 d～15 d之间快速提升（p＜0.05），之后呈缓慢上升的趋势，在发酵60 d时达到最高，为67.80%，相较发酵5 d时提高了223.70%。张浩然等[23]研究发现沙棘酵素发酵过程中的羟基自由基清除能力在初期显著上升后趋于稳定，发酵40 d时达到最高的64.44%。Lacan[24]和Siddhuraju[25]研究表明有机酸、具有自由羟基的酚类物质、A环或B环上有多羟基取代或有自由的3-羟基取代的黄酮化合物，都可以呈现出自由基清除能力。

2.1.3 发酵过程中DPPH自由基清除能力的变化

DPPH是一种稳定的有机氮自由基，在乙醇溶液中显深紫色，能吸收抗氧化物的电子而引起样品颜色的改变，其褪色程度与接受电子数成正比[26]。DPPH自由基清除能力是评价抗氧化性能的常用方法，试验验证其具有良好的敏感性[27]。发酵过程中DPPH自由基清除能力的变化见图3。

如图3所示，沙棘酵素的DPPH自由基清除能力随发酵时间延长而升高（p＜0.05），发酵45 d后渐趋于稳定，发酵60 d时清除率达到89.47%，相较发酵5 d时提高了34.75%。蒋增良等[28]研究表明葡萄酵素的DPPH自由基清除能力在前24 d内从78.82%上升至88.15%，之后略有上升，第56 d时达到最高，清除率为88.71%，其变化趋势与本研究结果类似。

图3 发酵过程中DPPH自由基清除能力的变化Fig.3 Changes in DPPH radical scavenging ability during fermentation

2.2 发酵过程中功能成分的变化

沙棘酵素发酵过程中功能组分含量变化见表1。

表1 沙棘酵素发酵过程中功能组分含量变化Table 1 Changes in functional components of sea-buckthorn Jiaosu during fermentation

沙棘酵素发酵过程中总酸含量、总游离氨基酸含量及总黄酮含量总体均呈上升趋势，发酵60 d分别达到（32.493±0.64）、（3.059±0.07）、（0.570±0.01）mg/mL，相较发酵5 d时分别提高了927.19%、100.96%和376.60%。沙棘酵素的总酸含量发酵5 d～40 d之间快速增加（p＜0.05），可能是因为植物材料中酸性物质溶出以及微生物大量繁殖产生苹果酸、乳酸等次生代谢产物[29]；随后，可能由于乳酸菌进行乳酸发酵，将多元酸转变成一元酸，减缓了总酸含量的上升趋势。薛淑龙等[30]研究发现竹叶酵素的总酸含量在发酵前40 d明显上升，之后趋于稳定。樊秋元等[31]研究发现黑加仑酵素的总酸含量达到26.5 mg/mL。沙棘酵素的总游离氨基酸含量在35 d之前变化明显，40 d～50 d之间保持稳定，55 d时又显著上升（p＜0.05）。沙棘酵素的氨基酸主要来源于植物材料中蛋白质酶解、微生物代谢产物以及微生物细胞自溶[32]。沙棘酵素的总黄酮含量在发酵5 d～30 d之间呈不规则变化，之后随时间延长持续上升（p＜0.05）。可能是由于发酵前期黄酮类物质部分氧化，而游离态的黄酮醇类物质易与糖苷结合形成配糖体，同时又不断水解[33]。周偏等[33]研究发现诺丽酵素自然发酵过程中总黄酮含量呈波动形变化，发酵54 d时，总黄酮含量达到最大的0.39 mg/mL。

2.3 功能成分与体外抗氧化性能的相关性

根据表2，沙棘酵素发酵过程中总酸含量和总游离氨基酸含量与超氧自由基清除率、羟基自由基清除率、DPPH自由基清除率均呈极显著正相关（p＜0.01），其中与DPPH自由基清除率为极强相关，相关系数分别为0.947和0.956，而与超氧自由基和羟基自由基清除率为强相关。总黄酮含量与羟基自由基清除率无显著相关关系，与超氧自由基清除率和DPPH自由基清除率均呈极显著正相关关系（p＜0.01），相关系数分别为0.883和0.777。说明发酵过程中有机酸、游离氨基酸等对沙棘酵素抗氧化性能有一定作用，黄酮类物质也可能对抗氧化剂起到协同或者增效的作用，由于发酵过程中总黄酮含量远低于总酸和总游离氨基酸含量，本研究进一步对沙棘酵素中有机酸和游离氨基酸的组成及含量进行分析。

表2 发酵过程各指标之间的相关系数Table 2 Correlation coefficients of 6 indices

2.4 有机酸种类及含量测定

图4为有机酸标准品以及发酵60 d时沙棘酵素样品有机酸的HPLC色谱图。

图4 标准品和样品的有机酸HPLC色谱图Fig.4 HPLC chromatograms of organic acids standard and sample

从图4可知，沙棘酵素中有机酸组成丰富，包括草酸、L-酒石酸、L-苹果酸、抗坏血酸、乳酸和乙酸。沙棘酵素的有机酸含量见表3。

表3 沙棘酵素的有机酸含量Table 3 Contents of organic acid in sea-buckthorn Jiaosu

由表3可见，发酵60 d的沙棘酵素总有机酸含量为（18.010±0.49）mg/mL，以 L-苹果酸为主，其含量达到（11.262±0.23）mg/mL，其次为抗坏血酸、乳酸、草酸、L-酒石酸和醋酸。酵素中有机酸主要源自植物材料中酸性物质溶出以及微生物大量繁殖而生产的次生代谢产物[29]。目前，从食用植物酵素自然发酵过程中分离得到的优势菌种主要为酵母菌、醋酸菌和乳酸菌等产酸微生物[30]。酵母菌通过糖降解途径和三羧酸循环，在生长期可产生大量有机酸[34]；L-苹果酸是三羧酸代谢循环的中间物质[35]；醋酸菌在糖源充足的情况下可直接利用葡萄糖生成醋酸，或将酵母菌代谢产生的乙醇转化为醋酸[1-2]；乳酸菌通过糖代谢生成乳酸，在厌氧条件下还可将乳酸氧化转化为醋酸[36]。张梦梅等[36]对4种市售酵素进行有机酸分析，结果发现不同原料的酵素中有机酸的组成和含量差异较大，主要有机酸为乳酸、醋酸、草酸和苹果酸，与本试验研究结果一致。马晓娟等[37]用植物乳杆菌发酵胡萝卜原浆，发现随着发酵时间的延长，乳酸的含量逐渐增加，苹果酸的含量逐渐减低。樊秋元等[31]研究发现黑加仑酵素中有机酸以柠檬酸、苹果酸、草酸和奎宁酸为主，含量分别为1.567、0.220、0.110、0.093 mg/mL。

2.5 游离氨基酸种类及含量测定

图5为游离氨基酸标准品和发酵60 d时沙棘酵素样品游离氨基酸HPLC色谱图。

图5 标准品和样品的游离氨基酸HPLC色谱图Fig.5 HPLC chromatograms of free amino acids standard and sample

从图中可知，沙棘酵素中含有16种游离氨基酸，未检测到缬氨酸。沙棘酵素的游离氨基酸含量见表4。

表4 沙棘酵素的游离氨基酸含量Table 4 Contents of free amino acid in sea-buckthorn Jiaosu

由表4可见，发酵60 d的沙棘酵素总游离氨基酸含量为（3.380±0.03）mg/mL，主要为谷氨酸，含量为（1.257±0.05）mg/mL；其次为丙氨酸、天冬氨酸、组氨酸、脯氨酸和丝氨酸，占总游离氨基酸含量的49.47%，其余游离氨基酸的含量较低。高熳熳等[38]以总抗氧化能力为指标优化糙米酵素制备工艺，最优发酵条件下糙米酵素的总游离氨基酸含量可达7.139 mg/mL。沙棘酵素中可能存在的乳杆菌具有较强酸性内肽酶、氨肽酶、羧肽酶、寡肽酶活力，能将植物材料中的、胨和多肽分解为氨基酸，同时，发酵微生物代谢产物及衰亡后细胞自溶也是游离氨基酸的重要来源[32]。

2.6 沙棘酵素的体外抗氧化性能

2.6.1 沙棘酵素的超氧自由基清除能力

沙棘酵素的超氧自由基清除能力见图8。

图8 沙棘酵素的超氧自由基清除能力Fig.8 Superoxide radical scavenging ability of sea-buckthorn Jiaosu

由图8可知，沙棘酵素的超氧自由基能力表现出较好的浓度依赖性，随着加入量的增加，近似梯度增加。在试验浓度范围内，沙棘酵素的超氧自由基清除能力从25.86%增至80.79%，但均低于VC对照。经计算，沙棘酵素的IC50为4.049 mg VC/mL。蒋增良等[3]研究表明葡萄酵素对超氧自由基的清除能力表现出较好的浓度依赖性，在 5 μL～25 μL 范围，从 8.73%增加到了44.28%，IC50为7.35 mg VC/mL。

2.6.2 沙棘酵素的羟基自由基清除率

沙棘酵素的羟基自由基清除能力见图9。

图9 沙棘酵素的羟基自由基清除能力Fig.9 Hydroxyl radical scavenging ability of sea-buckthorn Jiaosu

由图9可知，沙棘酵素对羟基自由基清除率也具有浓度依赖性特点，在试验浓度范围内，从45.88%增至 98.55%。当样品加入量在 60 μL～240 μL 之间时，沙棘酵素对羟基自由基清除率远高于VC对照，而样品加入量大于300 μL时，则略低于VC对照。经计算，沙棘酵素的IC50为2.554 mg VC/mL。程勇杰等[8]研究表明发酵150 d的柘树小青果酵素、柘树花酵素和柘树叶酵素对羟基自由基清除率的IC50分别为2.846、7.614、4.726 mg VC/mL。沙棘酵素较强的羟基自由基清除能力可能是由于酵素中有机酸、多糖等物质综合作用的结果，包永春等[39]通过分析发现乳酸、苹果酸和酒石酸均具有清除羟基自由基的能力；研究表明酵母壁上的多糖具有一定的羟基自由基清除能力[22]。

2.6.3 沙棘酵素的DPPH自由基清除能力

沙棘酵素的DPPH自由基清除能力见图10。

图10 沙棘酵素的DPPH自由基清除能力Fig.10 DPPH radical scavenging ability of sea-buckthorn Jiaosu

从图10可见，沙棘酵素具有较强的DPPH自由基清除能力，在试验浓度范围内，明显高于VC对照。DPPH自由基清除能力增长趋势与超氧自由基清除能力类似，具有浓度依赖性，样品加入量在6 μL～36 μL之间时，从48.41%增至95.35%。经计算，沙棘酵素的IC50为0.406 mg VC/mL。程勇杰等[6]研究发现树莓酵素和蓝莓酵素对DPPH自由基清除能力在3 μL～15 μL范围，从23.72%增加到了66.03%，IC50分别为2.00、8.70mgVC/mL。沙棘酵素较好的DPPH自由基清除能力可能是酵素中有机酸、游离氨基酸等协同作用的结果。

3 结论

本研究结果表明，沙棘酵素在0～60 d的发酵过程中，体外抗氧化性能、总酸、总游离氨基酸和总黄酮含量总体均呈上升趋势，且总酸含量和总游离氨基酸含量与3个体外抗氧化性能指标均呈极显著正相关（p<0.01）。发酵60 d沙棘酵素的超氧自由基清除能力、羟基自由基清除能力和DPPH自由基清除能力均表现出浓度依赖性，IC50分别为 4.049 、2.554、0.406 mgVC/mL。在试验浓度范围内，羟基自由基清除能力和DPPH自由基清除能力优于VC对照，说明沙棘酵素具有一定的体外抗氧化性能。张浩然等[23]研究发现沙棘酵素发酵过程中，总酚与总酸含量、抗氧化性能呈先上升再动平衡的变化，总酚、总酸和琥珀酸与抗氧化性能指标之间具有极显著的正相关性（p＜0.01），并认为沙棘酵素所含的酚类物质和有机酸等物质具有抗氧化作用；潘梓源等[40]研究表明桂圆酵素中至少含有20余种酚类化合物，除了绿原酸等4种酚类化合物外，其他均由微生物代谢产生。因此，除进一步延长沙棘酵素发酵时间考察其抗氧化性能变化外，有必要对其发酵过程的酚类、有机酸及游离氨基酸的组成进行动态分析，并研究其联合抗氧化作用。发酵60 d沙棘酵素主要有机酸为L-苹果酸，还含有抗坏血酸、乳酸、草酸、L-酒石酸和醋酸。张浩然等[23]研究发现沙棘酵素0～120 d发酵过程中有机酸以酒石酸、苹果酸、抗坏血酸为主，与本研究结果类似。发酵60 d沙棘酵素主要游离氨基酸为谷氨酸，其次为丙氨酸、天冬氨酸、组氨酸、脯氨酸和丝氨酸。陈小伟等[41]利用氨基酸分析仪对草莓酵素发酵过程中氨基酸变化进行了研究，结果显示，经过155 d的发酵，草莓酵素中蛋白质和氨基酸含量有所提高，其中氨基酸含量最高的是天冬氨酸和谷氨酸。目前，食用植物酵素的生产大部分仍采用传统的自然发酵工艺，发酵过程涉及到多种微生物不同的代谢过程，发酵过程中有机酸、游离氨基酸种类及含量的变化与微生物群落结构的演替有关，因此有必要开展对沙棘酵素发酵过程微生物整体群落结构及演替规律的研究，明确对其抗氧化性能变化起关键作用的核心菌群，为沙棘酵素发酵阶段的监测及调控方法提供理论基础。