刺五加发酵茶工艺优化及其抗氧化活性

第36卷第3期

2018年5月

食品科学技术学报

Journal of Food Science and Technology

Vol.36No.3

May2018 doi:10.3969/j.issn.2095⁃6002.2018.03.008文章编号:2095⁃6002(2018)03⁃0056⁃10

引用格式:化洪苓,尹文哲,张智,等.刺五加发酵茶工艺优化及其抗氧化活性[J].食品科学技术学报,2018,36(3):56-65.

HUA Hongling,YIN Wenzhe,ZHANG Zhi,et al.Optimization of antimicrobial process of Acanthopanax senticosus fermen⁃ted tea[J].Journal of Food Science and Technology,2018,36(3):56-65.

刺五加发酵茶工艺优化及其抗氧化活性

化洪苓1,　尹文哲2,　张　智1,*,　李　晴1,　武天琦1,　刘　洋1,　吕　歌1

(1.东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨　150040;

2.哈尔滨医科大学附属第二医院,黑龙江哈尔滨　150086)

摘　要:刺五加为中国北方特有的药食同源型植物资源,为促进刺五加资源的利用,将刺五加发酵

制成刺五加发酵茶㊂首次尝试利用红曲霉㊁米曲霉和产朊假丝酵母对刺五加鲜叶进行固态发酵,通

过测定发酵期间的黄酮含量变化和茶叶感官得分,筛选菌种的添加比例并优化发酵工艺条件;比较

发酵前后刺五加体外抗氧化能力㊂结果显示,较佳菌种添加比例为米曲霉∶红曲霉∶产朊假丝酵母=1∶2∶1㊂15%的接种量,51%的水分含量,发酵温度36℃,发酵4.5d条件下得到的刺五加发酵茶感官优良,黄酮含量较未发酵刺五加相比提高32.37%㊂发酵后的刺五加比未发酵刺五加抗氧化活性增加㊂

关键词:刺五加;黄酮;响应面;发酵;抗氧化

中图分类号:TS201.3 文献标志码:A

收稿日期:20170519

基金项目:黑龙江省中医药科研项目(zhy⁃12⁃2160)㊂

作者简介:化洪苓,女,硕士研究生,研究方向为食品微生物发酵;

*张　智,女,教授,博士,主要从事生物转化㊁微生物发酵和功能食品方面的研究,通信作者㊂

刺五加属五加科植物,别名五加参(Acantho⁃

panax sentieosus),是我国北方地区特产常用药材之

一㊂刺五加的主要成分为皂苷类,其中包括有紫丁

香苷㊁金丝桃苷和齐墩果酸等;此外刺五加叶含有丰

富的黄酮类活性物质[1]㊂刺五加不仅具有药用食

用作用,还有较强的固土抗蚀能力,有很重要的生态

作用[2]㊂关于刺五加在抗肿瘤㊁抗炎㊁增强免疫功

能㊁抗衰老[3]等方面的效用功能已有大量研究报

道㊂汪琢等[4]研究了刺五加异嗪皮啶对体外培养

的3种肿瘤细胞有抑制作用㊂Saito等[5]研究了刺

五加果实对高脂小鼠通过降低胰岛素抵抗来调节肥

胖的问题㊂刺五加亦能益智安神㊁补肾健脾,治疗腰

膝酸软㊁失眠多梦等病症[6-9]㊂刺五加的有益之处

如此众多,而目前刺五加的主要产品仅集中于药片㊁

口服液等药品类以及少量果糕和饮品等食品类,其

尚未被综合和广泛的利用起来㊂

本实验利用微生物菌种对刺五加鲜叶进行固态

发酵,通过单因素和响应面试验优化发酵工艺制得

口感浑厚,有效成分高的刺五加发酵茶饮品,更有利

于刺五加资源的利用与开发㊂通过比较发酵前后

DPPH自由基清除能力㊁ABTS自由基清除能力㊁羟

自由基清除能力㊁超氧阴离子自由基清除能力和总

还原力的不同,进一步研究固态发酵对刺五加的有

益改变㊂

1　材料与方法

1.1　材料与试剂

菌种:米曲霉㊁红曲霉和产朊假丝酵母,由东北

林业大学食品微生物实验室提供;刺五加鲜叶产自

于黑龙江省小兴安岭地区㊂

无水乙醇㊁亚硝酸钠㊁硝酸铝㊁氢氧化钠㊁石油

醚㊁硫酸亚铁㊁水杨酸㊁铁氰化钾㊁三氯醋酸㊁氯化铁㊁65

过硫酸钾㊁抗坏血酸,分析纯,天津天力化学试剂有限公司;AB⁃8型大孔吸附树脂,天津市汇达化工有限公司;芦丁标准品试剂(纯度大于98%),上海源叶生物科技有限公司;DPPH,ABTS标准品(纯度大于98%),美国Sigma公司;抗超氧阴离子试剂盒,南京建成生物工程研究有限公司㊂

1.2　仪器与设备

722s型可见分光光度计,中国上海精密科学仪器有限公司;YXQ⁃LS⁃18S型手提式压力蒸汽灭菌器,上海博迅实业有限公司医疗设备厂;SW⁃CJ⁃1G型超净工作台,江苏净通净化设备有限公司; DL⁃6M型立式离心机,湖南星科科学仪器有限公司;电子恒温不锈钢水浴锅,上海宜昌仪器纱筛厂;电热鼓风干燥箱,上海一恒科技有限公司;KQ⁃300DE型数控超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司;IS⁃RSD3型台式恒温振荡器,上海智城分析仪器制造有限公司㊂

1.3　实验方法

1.3.1　芦丁标准曲线的绘制

芦丁标准曲线的绘制参考文献[10]㊂取芦丁标准品分别制得质量浓度为0.2㊁0.4㊁0.6㊁0.8和1.0mg/mL的芦丁标准品液㊂取5个不同质量浓度的芦丁标准品液1mL于10mL容量瓶中,加入体积分数为50%的乙醇4mL,质量分数为5%的亚硝酸钠0.4mL反应6min,质量分数为10%的硝酸铝0.4mL反应6min,最后加入质量分数为4%的氢氧化钠4mL,并用体积分数为50%的乙醇溶液定容,室温反应15min后于510nm处测定吸光度㊂以吸光度为横坐标,标准液浓度为纵坐标绘制芦丁标准曲线并得到回归方程y=1.1327x+0.0054,相关系数R2=0.9996㊂

1.3.2　刺五加黄酮含量的测定

取经石油醚处理后的刺五加研磨过60目筛,质量浓度0.05g/mL㊁50%乙醇溶液75℃超声1h,离心取上清液于100mL容量瓶中,得到的滤渣重复上一步超声过程,2次超声提取液用50%乙醇定容,参照1.3.1测定510nm处吸光度,根据回归方程计算黄酮含量[11]㊂黄酮得率如式(1):

w(黄酮)=ρ×V1

×V2

m㊂(1)式(1)中,w(黄酮),mg/g;ρ为提取液样品中的黄酮质量浓度,mg/mL;V1为稀释体积,mL;V2为测定定容体积,mL;m为刺五加叶质量,g㊂

1.3.3　感官评价指标

参照GB/T21733 2008‘茶饮料“标准,由10位同学从产品的色泽㊁气味㊁滋味和组织状态进行鉴定,总分数由20%色泽+20%气味+30%滋味+ 30%澄清度权重分数算出,见表1㊂

表1　感官评价标准

Tab.1　Sensory evaluation criteria

指标评价标准

色泽亮红,颜色较均匀(16~20分)浅红,颜色较均匀(9~15分)颜色深浅不均匀(0~8分)

气味有甜香味,微酸,气味协调㊁柔和(16

~20分)

有甜香味,微酸有菌味,气味较协调

(9~15分)较大的菌味,气味不协调(0~8分)

滋味酸甜适中,滋味纯正,口感醇厚细腻㊁

润滑(20~30分)

酸甜比例较差,味感较柔和,口感较细

腻醇厚(10~19分)

过酸或过甜,口感粗糙,不柔和,不易

接受(0~9分)

澄清度澄清,颜色均匀,明亮(20~30分)较澄清,能见微量浑浊(10~19分)不澄清,多浑浊(0~9分)

1.3.4　菌种生长曲线的测定

对米曲霉㊁红曲霉和产朊假丝酵母分别进行生长曲线的测定,以确定较佳的添加时间㊂米曲霉和红曲霉采用测菌丝体干重法㊂红曲霉在每天同一时间离心去上清液,烘干后测量其干重,共测量5d;米曲霉从培养起每2h离心去上清液测干重,共测量

30h㊂产朊假丝酵母采用OD值法测定,利用分光光度计每2h测定培养液的吸光值,共测量44h,每组进行3次重复性实验,根据测定数据绘制生长曲线㊂根据结果判断菌种进入对数生长期时,为较佳添加时间㊂

1.3.5　发酵菌种的筛选

选用米曲霉,红曲霉和产朊假丝酵母分别对刺五加鲜叶进行固态发酵,通过测定黄酮含量和感官分数确定菌种㊂取7.5g刺五加鲜叶(叶中干物质的质量分数为40%)为发酵底物,将每一单独菌种以总质量的15%接种于发酵体系中,放置在35℃的环境中进行固态发酵㊂确定好的单菌种进行发酵

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