复合蔬菜酵素发酵、后熟过程中功能活性及体外消化特性的研究

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随着人们的生活水平不断提高,酵素产品逐渐走进消费者的视野,受到广大消费者的青睐,酵素产业得到迅速发展。在酵素生产中,常以植物作为原料,在经过微生物发酵后,得到可食用的酵素产品,产品中含有丰富的生物活性成分。液态酵素是经过发酵、灭菌、包装等必要的处理后在常温下呈液态的酵素产品,是市面上最常见的植物酵素产品形式,具有较好的功能活性,能够直接服用。植物乳杆菌是一种常见的乳酸菌,具有较高的安全性,常应用于各类食品的生产过程中,经植物乳杆菌发酵后,产品的食用品质得到改善,使产品的风味更丰富,同时还能提高产品的功能品质,将原料中的大分子物质降解为小分子物质,更有利于肠道的吸收。目前国内外对各种酵素发酵工艺进行研究,后熟工艺虽然常用于食用植物酵素的生产,但对后熟期间发酵液理化特性变化情况的研究相对较少。因此,本课题利用植物乳杆菌PMO08制备复合蔬菜酵素,对其发酵、后熟过程中理化特性、挥发性风味物质、生物活性成分以及抗氧化性等功能活性的变化情况进行了研究,并采用体外模拟消化模型对该产品总酚含量、总黄酮含量以及抗氧化能力的稳定性进行探索,所得结论如下:(1)研究了发酵和后熟过程中复合蔬菜酵素的感官评价以及总酸、p H值、还原糖、可溶性固形物等理化指标的变化情况。结果显示,发酵过程能显著提高复合蔬菜酵素的滋味和色泽评分,整体的总评分仍然较低,总酸、还原糖和可溶性固形物含量显著提高,p H值显著降低,样品色泽更鲜亮,浊度、离心沉淀率显著下降,产品稳定性增强。后熟过程使产品的感官总体评分显著提高,总酸含量先略微下降后上升至35.3 g/kg,随后显著下降最终趋于稳定,还原糖含量与可溶性固形物含量均先升高后降低,最后趋于稳定,整个后熟过程中红度逐渐减小,体系越来越偏绿,褐变程度先显著上升再下降后趋于稳定,离心沉淀率显著下降后趋于稳定。总体来说,植物乳杆菌PMO08发酵能提高产品的品质,后熟过程能进一步提高产品品质,在后熟后期产品品质趋于稳定。(2)利用GC-MS对发酵、后熟过程中复合蔬菜酵素的挥发性风味物质的变化情况进行分析。结果显示,复合蔬菜酵素的挥发性风味物质组成在发酵过程中发生了显著变化,发酵前有61种,发酵后有53种,其中正己醇的相对含量在发酵前后均最高,分别为49.18%、48.53%,且ROAV值最大,是发酵前后主要的挥发性风味物质,主要以果香、醇香、甜香、青香为主。在后熟过程中,挥发性风味物质的种类总数先增加后逐渐减少,醇类物质含量从57.53%降至42.98%,酯类物质从23.03%降至18.58%,种类和相对含量均逐渐增加的物质包括:醛类、酮类,相对含量分别从0.29%、0.28%上升至2.58%、11.50%,由主成分分析可知后熟期间醇类、醛类、酯类、酮类对样品的挥发性成分的影响较大。由此可知,发酵、后熟过程均能显著影响该产品的挥发性风味物质组成。(3)研究了发酵和后熟过程中复合蔬菜酵素的总酚、总黄酮、花青素、有机酸、氨基酸含量的变化情况,同时对发酵和后熟过程中复合蔬菜酵素的功能性酶活进行了测定。结果显示,植物乳杆菌PMO08发酵显著提高了复合蔬菜酵素的总酚、总黄酮的含量,提高了SOD酶活、蛋白酶酶活,使游离氨基酸含量显著减少。在后熟期间,总酚含量先略微下降,再显著上升,后熟60 d达到最大值46.8μg/m L,随后显著下降,七种有机酸含量均显著上升,半胱氨酸在后熟30 d后没有检出,谷氨酸含量显著降低,其余游离氨基酸含量均显著上升。由此可见,发酵和后熟两个过程对产品的生物活性成分含量有显著影响。(4)研究了发酵和后熟过程中复合蔬菜酵素的抗氧化能力的变化情况,并对发酵和后熟过程中复合蔬菜酵素对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌能力进行了评价。结果显示,植物乳杆菌PMO08发酵后,复合蔬菜酵素的DPPH、羟基、ABTS自由基清除能力、总还原力以及对大肠杆菌的抑制能力显著提高,超氧阴离子自由基清除能力显著降低。在后熟期间,样品对大肠杆菌的抑菌圈先增大至(18.30±0.16)mm,再逐渐减小至(12.30±0.57)mm,随后逐渐增大,最后后熟90 d样品的抑菌圈大小为(16.23±0.34)mm。由此可见,发酵和后熟两个过程对产品的功能活性有显著影响。(5)采用体外模拟口腔-胃肠道消化模型,研究发酵和后熟过程中的复合蔬菜酵素体外消化特性,分析经过体外模拟消化后样品的总酚、总黄酮以及有机酸含量变化,并比较样品在消化前后抗氧化能力的变化情况。结果显示,植物乳杆菌PMO08发酵能使复合蔬菜酵素中的酚类物质小肠吸收程度升高,降低样品中的酒石酸在消化过程中的减小程度,降低DPPH自由基清除能力下降程度。并且发现后熟过程使样品中的酚类物质更稳定,小肠吸收程度随后熟时间的延长显著升高,后熟45 d样品的酒石酸在模拟胃肠消化中增加程度最大,乳酸在胃肠模拟过程中的降低程度先减小后增大,抗坏血酸含量的降低程度先变大后逐渐减小,乙酸含量在后熟15 d时降低程度最小,后熟过程时间越长样品在胃消化过程中的DPPH自由基清除能力降低程度越小,ABTS自由基清除能力在肠消化阶段降低程度越小,胃消化各阶段消化液的总还原力不断上升,在后熟90 d时有所下降。由此可见,复合蔬菜酵素的发酵、后熟过程能显著影响样品在模拟体外消化过程中的生物活性成分含量以及抗氧化能力。
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