植物酵素的活性功效及其食用方面的研究进展

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  摘要:近几年来对植物酵素的应用研究广泛,主要涉及食品保健、医疗卫生、农业生产等多个领域。植物酵素有生物酶、多糖、多酚、维生素、等多种功能活性物质,具有抗菌消炎、抗氧化、缓解疲劳、调节身体健康平衡、解酒护肝等功效。植物酵素的活性功效决定了其在生产生活中的研究与应用,但是在食用方面的研究还处于发展阶段,本文主要对植物酵素的活性功效进行了整理分析和归纳,对植物酵素在食用方面的应用如酵素果汁饮料、保健品、酵素水果蔬菜、面包等方面进行了详细的综述。这为我国植物酵素在食用方面应用的研究提供一些参考。
  关键词: 植物酵素、活性、功效、食用
  中图分类号:TQ925
  植物酵素也叫植物发酵液,原料可以是水果、蔬菜、糙米等粮食,也有用药食同源的中药作为原料的。将这些原料在现代生物技术或者传统生物发酵技术的基础上制备成日常生活的酵素饮料,酵素果冻,酵素代餐粉等酵素食品,及酵素保健品、酵素药品,酵素化妆品等。而在这些研究领域,酵素在食品方面相对来说应用广泛。根据植物酵素的活性功能性研究,我们可用植物酵素制作果汁饮料用来改善营养价值和口感。也可以作为药食同源成为食品保健品。植物酵素也可以作为蔬菜水果培育的肥料。也有用来制作口味醇香的面包等酵素食品。本文就植物酵素的活性功效研究及其在食品方面的应用研究进展进行综述,展望了食用植物酵素产品的发展前景,并提出了今后的重点研究方向。
  1.植物酵素活性功效研究
  研究发现植物酵素在发酵过程中的各项活性指标的变化对发酵产物有重要的影响,而且因发酵物和发酵时间的不同,不同的植物酵素中指标都有各自的动态变化,为了更好的发挥植物酵素的功效,对植物酵素有较好应用和制备,我们首先就需要对植物酵素进行活性功效的研究。然后根据它抗氧化活性、脂肪酶活性、自由基清除率、脂肪酶活力、和发酵产生的各种酶、激素、的变化来达到对植物酵素制备工艺的控制和优化。
  研究表明,植物酵素在发酵前后对比差异显著,发酵后的各种酶活性都优于发酵前,各项活性指标会有一定的增长,且具有较好抗氧化活性,不过这些活性指标不会一直增大,当发酵达到一定时间时各种含量趋于稳定状态。在发酵过程中,氨基酸的含量还影响植物酵素抗氧化活性。加入一种发酵菌比自然发酵效果好,多种发酵菌混合发酵会得到更多活性和代谢产物。
  邵颖等研究了植物酵素发酵过程中SOD活力、纤维素酶活力、蛋白酶活力变化。发现植物酵素发酵过程中SOD活力先上升后下降,最终活力为(49.29±2.02)U/mL,发酵终点时纤维素酶活力为(319.71±8.19)U/mL,发酵结束时蛋白酶活力为(12.51±1.31)U/m[1]。刘晓燕等对刺梨果渣进行发酵,测定发酵前后的相关活性成分,并评价其抗氧化能力,结果表明发酵后纤维素酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性均高于发酵前,且经发酵后的抗氧化能力均高于发酵前[2]。杜斌等用废弃的蓝莓皮渣加入酵母菌和植物乳杆菌混合发酵,并测定相关指标,研究发现总酚含量为4.31%, 原花青素含量为3.66 mg/mL, 发酵后还原力提高了1.24倍、羟基自由基清除能力提高了8.1%、DPPH自由基清除能力提高了5.0%[3]。方晟等研究发现,百合酵素中有机酸会随发酵时间的进行而逐渐上升,当发酵60 ~ 80d时最高,然后趋于稳定[4]。
  陈犇等研究表明,在发酵时间延长的情况下,栀子花酵素中有机酸会出现上升趋势。如果用两种或多种菌群混合发酵,那所制备植物酵素就会产生更多的活性和代谢产物[5]。张巧等以大果山楂为原料,用三种不同菌以不同接种量进行混合发酵,结果表明发酵液中总酚质量浓度和SOD 活力分别比自然发酵提高了27.2%和17.71%[6]。在滨海白首乌酵素的工艺研究中,李凡的结果表明:采用酵母菌和乳酸菌复合发酵的方式制备酵素能够得到较高的酶活力和较多的有益菌[7]。阙斐通过自然发酵、酵母菌发酵、植物乳杆菌发酵制作香蕉酵素,并测定香蕉酵素在发酵过程中各项指标变化。发现酵母菌发酵、植物乳杆菌制备的酵素SOD和碱性蛋白酶活力随着时间的延长而逐渐增强,当达最大值后趋于稳定。其SOD最高酶活力分别为89.5、86.79和48.35U/mL,碱性蛋白酶的最高酶活分别为67.90、66.58和32.28U/g[8]。
  2.植物酵素食用方面的应用研究
  酵素食品是指以水果、蔬菜、糙米、菇类或药食同源中药为原料,经酵母菌、乳酸菌和霉等通过自身代谢实现糖类、脂质、蛋白质三大物质的转化,发酵而成的功能性食品[9]。在食用方面,植物酵素应用最为广泛的是酵素食品。
  2.1酵素果汁饮料
  酵素果汁饮料从广义上来定义可以是水果发酵以后制得的酵素果汁饮料,也可以是發酵后的酵素加入到果汁中的复合酵素果汁饮料,在这里可以是一种水果为原料发酵,也可以用多种水果发酵。这样的酵素果汁饮料口感较好,适宜饮用。
  赵光远等利用酵母菌和植物乳杆菌发酵,所制得的红枣酵素饮料酸甜可口、风味适宜,而且伴有浓郁的枣香[10]。白琼等将糙米酵素加入到芒果和梨果汁中,结果表明: 100 mL的糙米酵素果汁饮料中, 糙米酵素添加量3%、芒果汁与梨汁体积比8︰2、白砂糖添加量12%、柠檬酸添加量12%时制得具有米香味和水果香味、酸甜可口营养丰富适合食用的果汁饮料[11]。付俏等研制的新型乳饮料。将糙米酵素加入到乳酸菌饮料中,在100ml的糙米酵素乳饮料中,添加糙米酵素4g、酸乳5g、白砂糖15g、柠檬酸12g时得到糙米酵素乳饮料色泽米白鲜亮,香味突出,酸甜适口,色泽、风味俱佳[12]。艾学东等用苹果、山楂、葡萄、树莓、梨制备复合酵素饮料并在各种添加量分别为,复合酵素原液24%,白砂糖6%,蜂蜜1%,时制得酵素饮料综合评分最高,口感最佳[13]。
  2.2酵素保健品
  酵素保健品是由发酵得到的酵素并具有调节身体亚健康的产品,可以由药食同源的蔬菜水果发酵制得,也可以是一般植物酵素发酵得到。具有抗糖尿病、解酒护肝、抗疲劳、抗衰老、降血脂、消炎抗菌的食品。有些一种保健品对应一种功效,有些一种保健品对应多种功效。对人体没有伤害,且可以调节健康平衡状态,益于人们的身体健康。   Lim等的研究有相似结论,表明酵素食品对非胰岛素依赖型糖尿病小鼠模型具有抗糖尿病作用[14]。秦松等研究奇魅植物酵素对小鼠酒精性肝损伤的保护作用。奇魅植物酵素是将数十种药食同源的中草药,经混合菌种发酵研制而成。用连续灌服酒精的方法建立小鼠酒精性肝损伤模型,研究发现,高剂量的奇魅植物酵素可以改善酒精性肝损伤[15]。姜忠丽等用糙米制备的保健酒饮料,并灌胃小鼠后研究发现糙米酵素红曲酒具有一定的抗疲劳作用[16]。如果用药食同源的植物发酵获得发酵产品就有药食两用的性质和作用。赵丹等以灵芝为原料用葡萄酒酵母发酵,研究表明制得的酵素体积分数在0.05% ~ 0.2% 范围内可促进成纤维细胞的增殖,有抗衰老作用[17]。富含活性杂粮豆酵素中蛋白质由谷物蛋白、大豆蛋白、酵母蛋白与叶蛋白组成。常食活性杂粮豆酵素,有益于抗衰防老,抗癌防癌,调节血压、血脂、血糖,调节体液pH值,提高机体免疫力[18]。连树林等用五味子和玉米须制备酵素,开发易吸收且具有辅助降血糖功能的保健食品[19]。吴春昊研制了柠檬酶饮料并具有一定的降血脂作用[20]。食用酵素中含有丰富的有机酸,乙酸主要发挥抑菌作用[21]。Kantachote D的研究结果表明酵素植物饮料原料中所含的醋酸、乳酸、乙醇、甲醇和乙醛量与该种饮料的抑菌性成正比[22]。刘维兵等研发了一款用葡萄与海棠果为主要原材料发酵制得的酵素具有发酵周期短、成本低、安全性高等特点而且研究表明该酵素具有一定的抑菌性和抗氧化活性[23]。
  2.3酵素水果蔬菜
  酵素蔬菜水果是指用植物酵素栽培水果蔬菜作为生长发育的肥料,得到的水果和蔬菜。植物酵素可以有效提高植物的产量,减少发病率,因此具有广阔的市场和前景。
  李洁等在大棚黄瓜栽培上通过施用植物酵素进行作物生长效应研究,结果表明本试验所采用的植物酵素对植株生长具有明显的促进作用,能显著减少植株发病率,比试验对照增产23.49%[24]。陈凯等发现植物酵素可以促进青椒植株生长并提高其提高产量,增加果实VC的积累,防治植株病害[25]。刘晶在金禾苗植物酵素营养液在大豆上的肥效验证试验中研究发现,大豆应用金禾苗植物酵素营养液处理后不仅使大豆植株增高,提早成熟且产量明显提高[26]。施用植物酵素会提升蔬菜内的Vc、蛋白质、可溶性糖等指标,使蔬菜内物质积累增多,数量增多,果实饱满,品质优良[27]。顾显权等研究发现植物酵素不仅可以促进洋葱的生长发育,且对洋葱降解药害有作用[28]。
  2.4酵素面包
  酵素面包是一类加入酵素粉制作而成的面包,一般发酵过程是与面包制作过程同时发生,所制得的酵素面包不仅保留原有的营养价值且口感较好,组织较蓬松。
  例如扶庆权等以酵素粉、芋头粉和高筋小麦粉为原料制作酵素面包,在酵素粉添加量3%,芋头粉添加量6%,酵母添加量2%,白糖添加量16%的条件下制得蓬松有弹性,口感柔软香甜的酵素面包[29]。商亚芳等研究了荞麦苗粉面包制作工艺。研制出具有面团发酵和烘烤后的荞麦苗粉的面包纤维,松软有弹性,气孔均一,松软可口的酵素面包[30]。周晓聪用藜麦粉和面包粉制备面包,口感更佳美味。在最佳工艺研究下,所得藜麦面包的硬度为2427N,弹性为714mm,黏聚性366mJ,藜麦杂粮面包感官评分97分[31]。左映平等制备的百香果汁面包色泽均匀,组织蓬松,甜而不腻[32]。
  3. 结论与展望
  植物酵素的应用越来越广泛,利用植物酵素的功效和活性我们可以作为食品代餐粉,具有较高的营养价值。研究发现麦苗酵素粉及其代餐粉在体外消化过程中消化液抗氧化性明显提高是因为总酚释放量的增加弥补了SOD的失活,所以麦苗酵素粉及其代餐粉的服用有利于人体的抗氧化功能[33]。植物酵素的制备也有助于我们治疗医疗上的难题,比如我们的癌症方面,植物酵素具有较好的前景。木瓜酵素被称为“防癌酵素之王”[34]。而且从可持续发展观来看,利用烂菜叶、烂果子制备成植物酵素可以调节土壤促进生产,在生态环保方面具有重要意义。且在我国植物酵素虽然研究较多但是真正的应用较少,需要我们进一步的开发应用到实际生产中去。
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