诺丽果浆发酵过程中营养成分与抗氧化活性的变化研究

王茂森，冯荣雪，郝怡欣，张春月，刘珊娜

诺丽果浆发酵过程中营养成分与抗氧化活性的变化研究

王茂森，冯荣雪，郝怡欣，张春月，刘珊娜通信作者

（天津农学院 食品科学与生物工程学院，天津 300392）

为开发和利用诺丽果资源，本研究将诺丽果浆分别进行非热烫和热烫处理，然后室温密封发酵，观察发酵过程中总糖、总酸、总酚含量和SOD酶活性的变化，同时测定发酵样品对DPPH自由基的清除率。结果表明，随着发酵的进行，总糖含量逐渐下降，总酸含量逐渐提高，总酚含量在发酵过程中保持在0.1～0.2 mg/mL。在第11天时，非热烫和热烫处理样品的DPPH自由基清除率分别达到86.96%和90.19%，同时均具有SOD酶活性。研究结果说明诺丽果浆发酵产物具有抗氧化活性，为功能酵素产品的开发提供参考。

诺丽果；抗氧化；发酵；营养成分

我国果蔬资源丰富，但由于产量具有季节性，给保藏与销售带来很大挑战，而果蔬发酵制品提供了解决这一问题的有效途径，通过不同发酵工艺带来多种营养成分，满足消费者的功能需求，具有广阔的开发应用前景[1-2]。酵素是以植物等为原料，经过多种有益菌发酵后的产物，是富含酶、维生素、微量元素、氨基酸、脂类和多酚等营养成分的一种生物制品[3-4]。其不仅保存了植物本身的营养成分、发酵所得的酶及还原性物质，还具有消炎抑菌、抗氧化、抗衰老、提高免疫力、保护肝脏等功效[5-6]。张巧等[7]对广西大果山楂进行了深度发酵，提取大果山楂酵素，发现在自然发酵15～25 d时抗氧化能力最强，为大果山楂酵素产品的研发提供了一定的理论和实践依据。张冰等[8]对脂肪酶活樱桃酵素的生产工艺进行了优化，结果证明水果酵素产品不仅不会损失发酵原料中原有的营养物质，还能大幅增加某些有效物质的含量，同时生产一些新的生物活性物质和生物酶。

诺丽果（noni）中文名称为海滨木巴戟，主要生长在南太平洋群岛及赤道附近，在我国海南岛、西沙群岛等地也有种植。诺丽果被称为“超级水果”，含有多种维生素、矿物质、微量元素和抗氧化活性物质等[9]，但由于种植地域的局限性以及不易接受的口感，影响了其食用价值。本研究以诺丽果为原料进行发酵，研究其营养成分及抗氧化活性的变化趋势，为开发诺丽果发酵产品提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

诺丽果购于今越生鲜专营店；百钻优级白砂糖购自劝宝超市；3，5-二硝基水杨酸（DNS）试剂、福林酚试剂、1，1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）购自上海源叶；SOD酶测定试剂盒由南京建成生物工程公司生产；牛血清白蛋白购自北京索莱宝公司。

1.2 仪器与设备

TU-1810紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）、L3660D低速离心机（上海知信实验仪器技术有限公司）、HWS28型电热恒温水浴锅（上海一恒科学仪器有限公司）、SW-CJ-1FD单人单面净化工作台（苏州净化设备有限公司）、PBJ-G02E破壁料理机（江门市贝尔斯顿电器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 诺丽果浆的制备

将诺丽果洗净，沥干表面水分后切成大小均一的果块，非热烫组按照果块∶蒸馏水∶白砂糖＝ 5∶15∶1的比例混合进行破碎，将诺丽果浆在超净工作台的紫外灯下照射45 min进行表面杀菌，然后每60 mL分装到灭菌处理的玻璃罐中，密封后室温避光发酵至11 d；热烫组将果块在90 ℃水中热烫5 min，取出后与非热烫组相同处理。不同发酵时间的果浆离心后取上清液进行分析。

1.3.2 总糖含量测定

采用DNS法[7]测定总糖的含量。

1.3.3 总酸含量测定

参照GB/T12456-2008《食品中总酸的测定》中的酸碱滴定法测定样品中总酸含量。

1.3.4 总酚含量测定

参照吴澎等[10]的福林酚法。

1.3.5 DPPH自由基清除能力测定

用无水乙醇配制0.02 mol/L的DPPH溶液，将果浆离心后的上清液与DPPH溶液等体积均匀混合，避光放置30 min后，测定517 nm处吸光度1。以蒸馏水代替样液重复上述操作测得吸光度0。

1.3.6 SOD酶活力测定

采用试剂盒测定SOD酶活力，按照表1反应体系进行操作。

表1 反应体系

2 结果与分析

2.1 发酵过程中总糖含量的变化

总糖含量的变化是评价微生物生长情况的指标之一[11]。制作诺丽果浆的过程中添加了白砂糖，发酵最初阶段，热烫组总糖含量高于非热烫组。随着诺丽果浆发酵时间的延长，两组总糖含量均呈明显下降趋势，说明酵母、乳酸菌等微生物不断消耗碳源，发酵第11天时，非热烫组和热烫组样品的总糖含量分别下降到0.79和0.76 mg/mL（图1）。

2.2 发酵过程中总酸含量的变化

随着发酵的进行，总酸含量有所上升，与总糖含量的变化趋势基本相反，体现出微生物对底物的利用程度。发酵产生的有机酸能够赋予产品特有的风味、口感和保健功能[12]。由图2可见，发酵3天时，非热烫组总酸含量为18.63 g/kg，明显高于热烫组的数值。在第5天和7天，两组数值逐渐接近并在第9天时趋于一致。在第9天时，热烫组的总酸含量达到最高值，而非热烫组在第11天仍有增长。

2.3 发酵过程中总酚含量变化

酚类物质的含量体现了样品中抗氧化活性成分的含量[13]。据报道，乳酸菌发酵产生的酚酸酯酶，可水解一些结合酚，释放游离酚和大量有机酸，阻止酚类物质的降解，提高抗氧化活性[14]。由图3可知，随着发酵时间的延长，总酚含量基本保持在0.1～0.2 mg/mL。发酵第11天时，非热烫组总酚含量为0.17 mg/mL，热烫组为0.18 mg/mL，说明诺丽果浆中酚类物质不断溶出与微生物生长利用使总酚含量与发酵初期相比变化不大。

2.4 发酵过程中DPPH自由基清除能力变化

DPPH自由基清除率变化趋势与总酚含量变化呈一定的相关性[14]。且DPPH自由基相较于超氧自由基和羟自由基更加稳定，能更好评价抗氧化性[15]。陈建国等[16]曾提出诺丽果汁富含多酚、黄酮、多糖、皂苷、环烯醚萜类等成分，抗氧化活性是衡量其品质的重要参数。夏其乐等[17]研究表明，无花果酵素产品DPPH清除率与果浆差异不大，能够保留较高的抗氧化活性。李奕星等[18]研究也证实诺丽果汁对DPPH自由基、ABTS自由基、羟自由基和过氧化氢等均具有很好的清除活性。由图4可知，非热烫组在发酵第3天的DPPH自由基清除率为65.15%，而热烫组的DPPH自由基清除率达到了82.32%。在5～11 d的发酵时间内，两组样品的DPPH自由基清除率均保持在70%～91%范围内，说明发酵产物能够保持较高的抗氧化活性。

2.5 发酵过程中SOD酶活力的变化

SOD作为生物体系抗氧化酶中的重要组成酶系，广泛存在于微生物、动物和植物体内[19]。SOD酶活力常作为优化酵素发酵工艺的衡量指标之 一[20]，在蓝莓酵素[21]、草莓酵素[22]、苹果酵素[23]的工艺优化研究中均有报道。SOD是一种不稳定的抗氧化剂，酵母菌和乳酸菌都能产生SOD，且有报道，传统发酵诺丽酵素的SOD酶活性高于接种的快速发酵样品[9]。由图5可以看出，在3～11 d发酵的诺丽果浆中均能够检测到SOD酶活性。随着发酵进行，热烫组的SOD酶活力缓慢下降，第11天时达到40.89 U/mL，非热烫组SOD值在第9天时最低，达到31.53 U/mL。

3 结论

分别采用非热烫处理和热烫处理的诺丽果浆进行自然发酵，测定了发酵过程中营养成分和抗氧化活性的变化。在发酵的第3～11天，总糖含量呈下降趋势，总酸含量逐渐上升，表明微生物利用发酵基质代谢产酸。总酚含量变化不大，这与测定的两组样品DPPH自由基清除率保持在65%～91%的结果相一致。此外诺丽果浆中还检测到了SOD酶活性，同样说明了诺丽果浆发酵产物具有抗氧化活性。

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Nutritional components and antioxidant activities of noni pulp during natural fermentation

Wang Maosen, Feng Rongxue, Hao Yixin, Zhang Chunyue, Liu ShannaCorresponding Author

（College of Food Science and Bioengineering, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China）

The noni pulp was treated without and with hot water, respectively, sealed and ferm ented at room temperature for developing and utilizing noni resource. The changes of total sugar content, total acid content, total phenol content and SOD activity were observed, and the DPPH radical scavenging rate was determined. The results showed that the total sugar content decreased and the total acids content increased during fermentation. The total phenol content was maintained at 0.1-0.2 mg/mL. At the 11th day of fermentation, DPPH radical scavenging rates of samples without and with hot water treatment reached 86.96% and 90.19%, respectively. The SOD activity was also detected in both samples. The research results showed that the fermented product of noni pulp had antioxidant activity and it provides reference for developing functional fermented enzyme products development.

noni; antioxidant; fermentation; nutritional components

TS255.4

A

1008-5394（2021）02-0056-04

10.19640/j.cnki.jtau.2021.02.012

2019-10-11

国家级大学生创新训练计划项目（201910061022）

王茂森（1998—），男，本科在读，主要从事生物工程专业方面的研究。E-mail：1161499908@qq.com。

刘珊娜（1984—），女，副教授，博士，主要从事食品生物技术研究。E-mail：lsn_nxy@aliyun.com。

责任编辑：张爱婷