馮雋野，李佳啟，王萍

（東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150040）

藍(lán)靛果（Lonicera caerulea L.）又名山茄子、黑瞎子果、羊奶子等，是一種忍冬科、忍冬屬可食用野生漿果類植物，主要分布在俄羅斯、中國、日本和北美[1]。成熟的藍(lán)靛果果實具有獨特的風(fēng)味，富含維生素（VB1、VB2、VPP、Vc）、礦物質(zhì)和氨基酸，具有很高的營養(yǎng)價值[2]。藍(lán)靛果中含有豐富的多酚、黃酮和花色苷等功能性成分，具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤和治療糖尿病[3～6]等功效，具有廣闊的開發(fā)利用前景。發(fā)酵是保持或改善果蔬原料營養(yǎng)與感官品質(zhì)、延長食品貨架期的有效手段，微生物如酵母和乳酸菌已廣泛用于發(fā)酵來增強食品的功能特性[7,8]。

目前，對藍(lán)靛果的研究日趨增加，藍(lán)靛果果醬、果脯、酸奶、飲料、果酒等產(chǎn)品已有報道[9～12]；對藍(lán)靛果的研究多集中在總酚、花色苷等活性成分分析及抗氧化、抑菌、降血脂等功能評價[13～15]。但國內(nèi)外對藍(lán)靛果乳酸菌發(fā)酵過程及其芳香物質(zhì)的分析卻未見報道。

本研究選用植物乳桿菌分別發(fā)酵藍(lán)靛果漿及藍(lán)靛果汁，對0～48 h的發(fā)酵過程中pH、活菌數(shù)、活性成分、自由基清除能力及酶活力進行測定和比較，并對發(fā)酵48 h的藍(lán)靛果漿及藍(lán)靛果汁的揮發(fā)性物質(zhì)進行分析。為推動藍(lán)靛果資源利用及儲存，開發(fā)新型發(fā)酵產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

野生藍(lán)靛果，購自黑龍江大興安嶺。

植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum），東北林業(yè)大學(xué)食品微生物實驗室保存。

SOD試劑盒、淀粉酶試劑盒，購自南京建成生物工程研究所；脫氧核糖、2-硫代巴比妥酸，購自上海源葉生物科技有限公司；其他藥品試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DH6000A型電熱恒溫培養(yǎng)箱，天津市泰斯特儀器有限公司；5030-PVL型高壓滅菌鍋，長春百奧生物儀器有限公司；PHS-3E型pH計，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；DK-S12型電熱恒溫水浴鍋，上海森信試驗儀器有限公司；Agilent GC 6890-MS 5973N型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 植物乳桿菌的活化與馴化

將植物乳桿菌接種到MRS培養(yǎng)基中，于37 ℃培養(yǎng)24 h進行活化處理，然后將活化好的菌種按10%的接種量接入滅菌后的50% MRS培養(yǎng)基和50%藍(lán)靛果漿/汁（與水1:6混合，W/V）混合培養(yǎng)液中進行馴化處理，37 ℃培養(yǎng)24 h。

1.3.2 樣品制備

1.3.2.1 植物乳桿菌發(fā)酵藍(lán)靛果漿的制備

將藍(lán)靛果與蒸餾水，按料液比1:6打漿，量取藍(lán)靛果漿100 mL于150 mL三角瓶中，按18 g/100 mL加入白砂糖，使用1 M的NaHCO3溶液調(diào)節(jié)pH為4.70，于68 ℃殺菌30 min，冷卻后，將馴化液（菌體量約為1.33×107CFU/mL）按6%的接種量接種于藍(lán)靛果漿發(fā)酵基質(zhì)中，于 37 ℃恒溫靜置培養(yǎng)，制備發(fā)酵藍(lán)靛果漿。

1.3.2.2 植物乳桿菌發(fā)酵藍(lán)靛果汁的制備

將藍(lán)靛果與蒸餾水，按料液比1:6打漿，過濾，量取藍(lán)靛果汁100 mL于150 mL三角瓶中，按18 g/100 mL加入白砂糖，使用1 M的NaHCO3溶液調(diào)節(jié)pH為4.70，于68 ℃殺菌30 min，冷卻后，將馴化液（菌體量約為1.32×108CFU/mL）按6%的接種量接種于藍(lán)靛果汁發(fā)酵基質(zhì)中，于 37 ℃恒溫靜置培養(yǎng)，制備發(fā)酵藍(lán)靛果汁。

1.3.2.3 取樣

每隔 4 h，分別對發(fā)酵藍(lán)靛果漿和發(fā)酵藍(lán)靛果汁取樣，測定pH值和活菌數(shù)。每隔8 h，分別對發(fā)酵藍(lán)靛果漿和發(fā)酵藍(lán)靛果汁取樣，4000 r/min離心10 min，取上清液，測定總酚含量、花色苷含量、清除·OH的能力、清除DPPH·的能力。每隔12 h，分別對發(fā)酵藍(lán)靛果漿和發(fā)酵藍(lán)靛果汁取樣，4000 r/min離心10 min，取上清液，測定SOD酶活力和淀粉酶活力。

1.4 測定方法

1.4.1 pH值的測定

使用pH計測定樣品的pH值。

1.4.2 活菌數(shù)的測定

1.4.3 活性物質(zhì)含量的測定

1.4.3.1 總酚含量的測定

采用福林酚法[16]測定樣品中的總酚含量。將100 μL適當(dāng)稀釋后的樣品加入到試管中，加水7 mL，搖勻，再加入0.5 mL福林試劑，充分搖勻，1 min之后，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的Na2CO3溶液1.5 mL，混勻，最后加入0.9 mL蒸餾水。于25 ℃水浴條件下避光反應(yīng)1 h。在765 nm波長下測定吸光值，結(jié)果用沒食子酸當(dāng)量表示。重復(fù)測定3次取平均值。

1.4.3.2 花色苷含量的測定

采用pH示差法[17]測定樣品中的花色苷。分別移取1 mL樣品于試管中，用pH 1.0、pH 4.5的緩沖溶液定容到10 mL，置于暗處反應(yīng)達(dá)平衡后（pH 1.0為50 min，pH 4.5為80 min）分別在510、700 nm波長下測定吸光值，根據(jù)公式（1）計算花色苷含量。重復(fù)測定3次取平均值。

注：A-吸光度，A=（A510nm,pH 1.0-A700nm,pH 1.0）-（A510nm,pH4.5-A700nm,pH4.5）；ε-矢車菊素-3-葡萄糖苷的消光系數(shù)，26900；DF-稀釋因子；M-矢車菊素-3-葡萄糖苷的分子量，449.2。

1.4.4 清除自由基能力的測定

1.4.4.1 清除·OH能力的測定

由于存在先天條件等多方面不足，小微企業(yè)普遍面臨嚴(yán)重的融資約束(financial constraints)。其中，如何緩解信貸約束(credit constraints)成為學(xué)術(shù)研究的焦點。在企業(yè)成長理論中，金融資源是小企業(yè)最基礎(chǔ)的資源，信貸約束及信貸可獲得性必然影響小企業(yè)的生存和發(fā)展。首先，信貸約束會對小企業(yè)的正常經(jīng)營產(chǎn)生直接影響，可能限制小企業(yè)正常支付、研發(fā)投入、新項目投資、經(jīng)營規(guī)模擴大等經(jīng)營活動，最終影響其生存。[2]此外，信貸可獲得性對企業(yè)銷售、資本及就業(yè)等也有重要影響。[3]

采用硫代巴比妥酸法（TBARS）測定樣品清除·OH的能力。試驗方法參照文獻(xiàn)[18]并作修改。取0.25 mL樣品，以0.25 mL蒸餾水作為空白對照，向樣品中加入0.5 mL PBS緩沖溶液（pH 7.4，100 mM）、0.2 mL 2-脫氧-D-核糖（28 mM）、0.4 mL Fe3+-EDTA（100 μM FeCl3，104 μM Na2EDTA，1:1，V/V）混勻，再加入0.2 mL H2O2（1 mM）和0.2 mL抗壞血酸溶液（1 mM），在37 ℃條件下反應(yīng)1 h。立即加入2 mL三氯乙酸（2.8%，W/V）和2 mL 2-硫代巴比妥酸（1%，W/V）混勻，沸水浴20 min，然后放入冰水浴中終止反應(yīng)。在室溫下靜置10 min，于532 nm波長下測定各樣品吸光值；根據(jù)公式（2），計算清除率。重復(fù)測定3次取平均值。

注：A1：加測定溶液后的吸光值；A2：加測定溶液，不加脫氧核糖溶液反應(yīng)后的吸光值；A3：未加測定溶液時的吸光值。

1.4.4.2 清除DPPH·能力的測定

參考文獻(xiàn)[17]的方法，并稍有改動。移取樣品1 mL加入0.1 mM的DPPH-乙醇溶液4 mL，避光反應(yīng)30 min，以蒸餾水為參比，在517 nm波長下測定吸光值；對照組用4 mL無水乙醇代替0.1 mM DPPH，空白組用1 mL無水乙醇代替樣品，測定吸光值，根據(jù)公式（3）計算清除率。重復(fù)測定3次取平均值。

注：A1-樣品組吸光值；A2-對照組吸光值；A3-空白組吸光值。

1.4.5 酶活力的測定

1.4.5.1 SOD酶活力測定

按照SOD酶試劑盒說明書進行操作。

1.4.5.2 淀粉酶活力測定

按照淀粉酶試劑盒說明書進行操作。

1.4.6 揮發(fā)性物質(zhì)分析

儀器：Agilent GC 6890-MS 5973N型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；萃取頭：50/30 μm (DVB/CAR/PDMS)；色譜柱：DB-5（60 m×0.25 mm，0.25 μm film thickness，J&W Sci. USA）。

色譜條件：進樣口溫度250 ℃，載氣He，流速1.0 mL/min。采用程序升溫方式，由初始溫度升至50 ℃保持5 min，然后以5 ℃/min升至250 ℃，在此溫度下保持5 min，不分流進樣。

質(zhì)譜條件：MS離子源在 225℃全掃描，電離方式：EI，電子能量70 eV；掃描質(zhì)量范圍：50～500amu。

萃取條件：取20 mL樣品，將樣品瓶（50 mL）放入60 ℃的水浴中平衡10 min，將老化好（老化溫度：280 ℃，老化時間：5 min）的萃取針頭插入樣品瓶中，將石英纖維頭暴露于樣品瓶的頂空氣體中，恒溫60 ℃萃取45 min，用手柄將纖維頭推回針頭后拔出，插入GC-MS的進樣器于250 ℃條件下解析1 min，同時啟動儀器采集數(shù)據(jù)。

定性與定量的方法：對采集到的質(zhì)譜圖與 NIST 02 MS Library圖譜庫進行檢索對比, 并用氣相色譜峰面積歸一化定量計算出各揮發(fā)性成分在發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁中的相對含量。

1.5 統(tǒng)計分析

2 結(jié)果與討論

2.1 藍(lán)靛果發(fā)酵過程中pH值的變化

圖1 發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁的pH值Fig.1 pH of fermented honeysuckle pulp and juice

由圖1可以看出，隨著發(fā)酵時間的延長，pH呈現(xiàn)先下降后穩(wěn)定的趨勢。與發(fā)酵藍(lán)靛果漿相比，發(fā)酵藍(lán)靛果汁的pH下降的更快，在0～12 h，急劇下降。發(fā)酵48 h后，發(fā)酵藍(lán)靛果漿與發(fā)酵藍(lán)靛果汁的pH由4.70分別降至3.71與3.51，pH變化顯著（p＜0.05）。隨著發(fā)酵的進行，植物乳桿菌代謝產(chǎn)生乳酸等有機酸，有機酸積累從而導(dǎo)致pH的降低，酸性的環(huán)境有利于花色苷的穩(wěn)定并且可以抑制病原菌的生長。

2.2 藍(lán)靛果發(fā)酵過程中活菌數(shù)的變化

圖2 發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁的活菌數(shù)Fig.2 Number of viable cells of fermented honeysuckle pulp and juice

由圖2可以看出，發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁中植物乳桿菌的數(shù)量分別在20 h及24 h達(dá)到最高。發(fā)酵前期，由于充足的營養(yǎng)條件，植物乳桿菌迅速生長，隨著發(fā)酵的進行，營養(yǎng)物質(zhì)被大量消耗，無法滿足植物乳桿菌生長的需求，因此，植物乳桿菌的數(shù)量呈現(xiàn)下降的趨勢。0～48 h發(fā)酵期間，發(fā)酵藍(lán)靛果漿中植物乳桿菌的數(shù)量由 5.90 Log CFU/mL（0 h）升至 7.42 Log CFU/mL（20 h），然后降至7.10 Log CFU/mL（48 h）；發(fā)酵藍(lán)靛果汁中植物乳桿菌的數(shù)量由 6.90 Log CFU/mL（0 h）升至7.85 Log CFU/mL（24 h），然后降至7.21 Log CFU/mL（48 h）。出現(xiàn)這種數(shù)量差異的原因，可能是因為植物乳桿菌在不同的基質(zhì)中生長狀況不同導(dǎo)致的。Espirito-Santo[19]等人的研究表明不同果汁類型（葡萄汁、蘋果汁、橙汁）會影響乳酸桿菌的生長。

2.3 藍(lán)靛果發(fā)酵過程中活性物質(zhì)含量的變化

2.3.1 藍(lán)靛果發(fā)酵過程中總酚含量的變化

由圖3可以看出，隨著發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁中的總酚含量顯著增加（p＜0.05），整體上呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，均在40 h時達(dá)到總酚含量最大值，分別為（0.89±0.06）mg/mL和（0.70±0.02）mg/mL，比發(fā)酵前分別提高了58.33%和36.05%。Bhat等[20]人使用植物乳桿菌發(fā)酵顯著增加了番石榴中的總酚含量。Kwaw等[21]人使用乳酸菌（植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌和副干酪乳桿菌）發(fā)酵桑葚汁提高了其總酚含量，認(rèn)為總酚含量的提高是由于乳酸菌產(chǎn)生的水解酶能將復(fù)雜的酚類化合物水解成簡單的酚類物質(zhì)。發(fā)酵藍(lán)靛果漿中總酚含量高于發(fā)酵藍(lán)靛果汁，原因可能是藍(lán)靛果汁中過濾除去了果皮，果皮中存在大量的酚類物質(zhì)?？偡雍拷档?，可能是因為多酚類化合物與蛋白質(zhì)、多糖等大分子物質(zhì)結(jié)合或吸附，從而導(dǎo)致總酚含量的下降[22,23]。

圖3 發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁的總酚含量Fig.3 Total phenols contents of fermented honeysuckle pulp and juice

2.3.2 藍(lán)靛果發(fā)酵過程中花色苷含量的變化

圖4 發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁的花色苷含量Fig.4 Anthocyanin contents of fermented honeysuckle pulp and juice

由圖4可以看出，與未發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁（0 h）相比，發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁的花色苷含量顯著降低（p＜0.05）。發(fā)酵前，藍(lán)靛果漿與果汁的花色苷含量分別為(25.73±1.041) mg/L和(14.06±0.47) mg/L，兩者含量的差異是由于藍(lán)靛果汁中過濾除去了富含花色苷的果皮。

發(fā)酵48 h后，發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁的花色苷含量分別降至(17.68±0.23) mg/L 和(10.09±0.48) mg/L。發(fā)酵前期，花色苷含量的下降由花色苷分子被β-葡萄糖苷酶水解為糖基和花色素所引起的[24]；發(fā)酵后期，花色苷含量趨于穩(wěn)定，是因為pH降低，花色苷在酸性條件下更穩(wěn)定。Hashemi等[25]人也得到過類似的結(jié)果，植物乳桿菌發(fā)酵導(dǎo)致小檗果汁中花色苷總含量降低。

2.4 藍(lán)靛果發(fā)酵過程中清除自由基能力變化

2.4.1 藍(lán)靛果發(fā)酵過程中清除·OH能力的變化

圖5 發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁的清除·OH能力Fig.5 Hydroxyl radical scavenging activity of fermented honeysuckle pulp and juice

由圖5可以看出，與0 h相比，發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁對·OH的清除能力顯著增強（p＜0.05），整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在 40 h時達(dá)到最高，分別為（83.12±3.59）%和（80.60±2.87）%，分別提高了32.57%和35.42%。發(fā)酵藍(lán)靛果漿對·OH的清除能力高于發(fā)酵藍(lán)靛果汁對·OH的清除能力。其變化趨勢與總酚含量的變化趨勢相一致。發(fā)酵可提高藍(lán)靛果漿及果汁清除·OH的能力，可能是與藍(lán)靛果中的酚類物質(zhì)以及植物乳桿菌的抗氧化成分以及氧化還原調(diào)控系統(tǒng)有關(guān)[26,27]。

2.4.2 藍(lán)靛果發(fā)酵過程中清除DPPH·能力的變化

圖6 發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁的清除DPPH·能力Fig.6 DPPH radical scavenging activity of fermented honeysuckle pulp and juice

由圖6可以看出，經(jīng)過發(fā)酵，藍(lán)靛果漿與藍(lán)靛果汁的清除 DPPH·能力變化并不顯著（p＞0.05），清除DPPH·能力僅有小幅度改善，分別于 24 h（63.98±1.98%）和32 h（45.52±3.42%）達(dá)到最大值，與0 h相比，分別提高了8.51%和10.11%。

2.5 藍(lán)靛果發(fā)酵過程中酶活力的變化

由表1可以看出，經(jīng)過發(fā)酵，發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁的SOD活力與淀粉酶活力得到顯著增強（p＜0.05），發(fā)酵藍(lán)靛果汁中 SOD活力與淀粉酶活力均高于發(fā)酵藍(lán)靛果漿中的酶活力。發(fā)酵藍(lán)靛果漿的 SOD活力與淀粉酶活力分別于36 h（45.59±1.07 U/mL）和48 h（8.77±0.37 U/mL）達(dá)到最高，發(fā)酵藍(lán)靛果汁的SOD活力與淀粉酶活力于36 h（49.59±0.71 U/mL）和48 h（11.93±0.57 U/mL）達(dá)到最高，表明發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁具有一定的抗氧化及助消化作用。陳爽[28]對液狀水果酵素的功效酶活力進行測定，測得 SOD活力為10.758 U/mL，淀粉酶活力為1.968 U/mL。崔國庭[29]使用酵母菌發(fā)酵制備草莓酵素，測得其 SOD活力為35.4 U/mL，淀粉酶活力為3.26 U/mL。孫淑夷[30]使用酵母菌-乳酸菌混合發(fā)酵荔枝汁，發(fā)酵液中SOD活力為52.17 U/mL，淀粉酶活力為12.15 U/mL。發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁的SOD及淀粉酶活力高于液狀水果酵素、草莓酵素中的酶活力，與發(fā)酵荔枝汁中的酶活力相近，具有一定的功能價值。

表1 發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁的酶活力Table1 Enzyme activity of fermented honeysuckle pulp and juice

2.6 揮發(fā)性物質(zhì)的測定結(jié)果

圖7 發(fā)酵藍(lán)靛果漿總離子流圖Fig.7 Total ion chromatogram of fermented honeysuckle pulp

通過GC-MS分析，分別從發(fā)酵藍(lán)靛果漿和藍(lán)靛果汁中檢測出86種和70種揮發(fā)性成分。由表2可知，相對含量大于1%的成分分別為7種和10種，占主要的揮發(fā)性物質(zhì)均是酯類。其中，(二乙氧基-三甲基硅烷基氧基硅烷基)氧基-三甲基硅烷應(yīng)該不是發(fā)酵藍(lán)靛果中的揮發(fā)性物質(zhì)，可能是由于試驗過程中試驗儀器、用具所帶入的。在發(fā)酵藍(lán)靛果漿中，癸酸乙酯（34.42%）和辛酸乙酯（21.37%）是主要的揮發(fā)性物質(zhì)；在發(fā)酵藍(lán)靛果汁中，辛酸乙酯（20.67%）、乙基9-癸烯酸酯（17.82%）和癸酸乙酯（15.51%）是主要的揮發(fā)性物質(zhì)。大多數(shù)酯類具有花、果香氣，如辛酸乙酯具有令人愉快的花果香氣、杏子香氣；癸酸乙酯具有葡萄的水果香氣[31]。

該結(jié)果與楊旭等[31]人的研究結(jié)果相似，他們發(fā)現(xiàn)果汁發(fā)酵和帶渣發(fā)酵的藍(lán)靛果酒中的主要的酯類是辛酸乙酯、正己酸乙酯和癸酸乙酯；本研究中發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁中辛酸乙酯和癸酸乙酯含量均高于果汁發(fā)酵和帶渣發(fā)酵的藍(lán)靛果酒中辛酸乙酯的含量（分別為12.97%和16.83%）和癸酸乙酯的含量（分別為7.92%和4.89%）。

此外，與乳酸發(fā)酵藍(lán)莓汁[32]、桑椹果酒[33]中的揮發(fā)性成分對比，乳酸發(fā)酵藍(lán)莓汁中主要的酯類是4-叔丁基苯甲酸乙酯（6.82%）和乙酸乙酯（6.38%）；桑椹果酒中的主要酯類是辛酸乙酯（9.50%）和乙酸苯乙酯（9.09%）。其中癸酸乙酯是2種發(fā)酵產(chǎn)品中不含或含量極少的，癸酸乙酯具有果香和白蘭地似的香韻[34]，癸酸乙酯是發(fā)酵藍(lán)靛果中的特征性風(fēng)味物質(zhì)。這與楊旭[31]等人的研究結(jié)果一致，他們認(rèn)為癸酸乙酯是構(gòu)成“蓓蕾”藍(lán)靛果酒特征風(fēng)味的特有的、典型性的香氣成分。

圖8 發(fā)酵藍(lán)靛果汁總離子流圖Fig.8 Total ion chromatogram of fermented honeysuckle juice

表2 發(fā)酵藍(lán)靛果漿及果汁揮發(fā)性成分（相對含量＞1%）分析結(jié)果Table 2 Analysis results of volatile components of fermented honeysuckle pulp and juice (relative content>1%)

3 結(jié)論

3.1 使用植物乳桿菌發(fā)酵的藍(lán)靛果漿及果汁，pH與花色苷含量顯著下降；活菌數(shù)、總酚含量、清除·OH的能力、SOD酶活力和淀粉酶活力得到顯著提升；清除DPPH·的能力沒有顯著變化。發(fā)酵48 h的藍(lán)靛果漿與果汁分別檢測出86種和70種揮發(fā)性物質(zhì)，具有令人愉悅的香氣。與發(fā)酵藍(lán)靛果漿相比，發(fā)酵藍(lán)靛果汁的pH下降的更快，最終的pH更低，植物乳桿菌數(shù)量與酶活力更高；但是，活性物質(zhì)含量與清除自由基的能力相對較低，揮發(fā)性物質(zhì)含量也較少。

3.2 植物乳桿菌發(fā)酵可以大大提高藍(lán)靛果漿及果汁的品質(zhì)，可以為藍(lán)靛果乳酸發(fā)酵制品的研制提供參考和理論依據(jù)。