甘蔗醋發酵產物在體外及模擬人體腸胃環境中的抗氧化活性

鄭 平，吳幼茹，楊繼偉，鄒 毅，王在謙，李 楠,*（.廣西大學生命科學與技術學院，廣西 南寧 50004；.廣西大學糖業工程技術研究中心，廣西 南寧 50004；.廣西海銘威釀酒股份有限公司，廣西 來賓 546500）

甘蔗醋發酵產物在體外及模擬人體腸胃環境中的抗氧化活性

鄭 平1，吳幼茹1，楊繼偉1，鄒 毅2，王在謙3，李 楠1,*
（1.廣西大學生命科學與技術學院，廣西 南寧 530004；2.廣西大學糖業工程技術研究中心，廣西 南寧 530004；3.廣西海銘威釀酒股份有限公司，廣西 來賓 546500）

甘蔗中含有豐富的多酚和黃酮類物質，本研究以總酚含量、黃酮含量、清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基能力、清除羥自由基（·OH）能力、總還原能力為指標，探討由甘蔗汁發酵而成的甘蔗酒、甘蔗醋在體外及模擬人體消化環境整個過程中抗氧化活性的變化。結果表明，在酒精發酵階段酒精對多酚和黃酮具有一定的提取作用；在醋酸發酵階段多酚和黃酮含量呈現波動狀態，這可能和發酵過程中的氧化、水解作用有關。甘蔗醋發酵產物在體外具有極強的清除DPPH自由基能力，同時甘蔗酒還具有較強清除·OH的能力。多酚和黃酮經過模擬人體腸胃消化環境后發生了一系列反應：多酚和黃酮在胃液環境中的含量極顯著下降（P＜0.01），而在腸液環境中含量略有上升。通過對不同發酵產物在體外及模擬人體腸胃消化環境下清除DPPH自由基能力、清除·OH能力、總還原能力的比較，表明人體腸胃環境中的抗氧化活性不僅受食物中抗氧化物質的影響，而且受消化液中pH值、蛋白酶、磷酸鹽等多種生理因素的影響。

甘蔗汁；甘蔗酒；甘蔗醋；多酚；黃酮；模擬腸胃環境；抗氧化活性

甘蔗是一種重要的糧食作物，在熱帶和亞熱帶國家主要用于制糖工業[1]。甘蔗中含有豐富的蔗糖、氨基酸、維生素、尼克酸、核黃素、鉀、鈣、磷、鐵以及蔗蠟等多種營養成分，其中鐵含量在各種水果中，雄踞“冠軍”寶座，素有“補血果”的美稱[2]。據報道，甘蔗中還含有豐富的多酚和黃酮類物質，已被鑒定的低相對分子質量的多酚和黃酮類有20 多種，還有一些高相對分子質量的聚合物（如單寧和鞣酸）[3]。醫學研究表明，甘蔗汁中豐富的多酚和黃酮類物質，具有較強的抗氧化能力、抗突變能力、抗發炎能力以及酪氨酸酶抑制能力[4-5]。因此將營養豐富的甘蔗汁通過微生物發酵制作成風味獨特的甘蔗果酒和甘蔗醋飲品，對人體健康具有重要意義。

多酚類物質是植物代謝過程中的天然次生副產物，存在于各種水果蔬菜中，是一類具有實用前景的天然抗氧化劑以及自由基清除劑[6]。流行病學研究證實，自由基導致的氧化損傷與人類的衰老和疾病密切相關，一些慢性病和冠心病的發病率與攝入富含酚類物質的食物的多少有關。而黃酮類物質是具有多種生物活性的多酚類化合物，它是一種很強的抗氧劑，可有效清除人體內的氧自由基，如花青素可以抑制油脂性過氧化物的全階段溢出，這種阻止氧化的能力是VE的10 倍以上，這種抗氧化作用可以阻止細胞的退化、衰老，也可阻止癌癥的發生[7]。

食品或藥品服用后先經過胃腸道消化、吸收后才能為機體所利用。食品或藥品在胃腸道的消化受 pH值、消化酶、無機鹽等多種生理因素的影響[8]。研究表明，多酚和黃酮在植物中能以蛋白絡合物、苷原、聚合物等多種形式存在，腸胃消化作用對它們的釋放和吸收具有較大影響[9]。目前，關于食品在人體體內環境的抗氧化活性研究報道較少。因此，本研究以總酚含量、黃酮含量、清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基能力、清除羥自由基（·OH）能力、總還原能力為指標，探討甘蔗醋發酵階段產物在體外環境、模擬人體胃環境以及十二指腸環境下的抗氧化活性，為甘蔗資源的研究開發提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

甘蔗汁 廣西農業科學院甘蔗研究所成熟甘蔗（糖度16～18 °Bx）；釀酒酵母（Hanseniaspora uvarum）、醋酸菌（Acetobacter pasteurianus） 廣西大學生命科學與技術學院朗姆酒研發實驗室。

DPPH 美國Sigma 公司；磷酸（食用級） 廣田生化試劑經營部；抗壞血酸、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氯化鈉 西隴化工股份有限公司；Folin-酚試劑、沒食子酸、蘆丁、硝酸鋁、碳酸鈉、亞硝酸鈉、水楊酸鈉、鐵氰化鉀、磷酸二氫鉀 國藥集團化學試劑有限公司；硫酸亞鐵、三氯化鐵、三氯乙酸、鹽酸 廣州市金華大化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

PAL-1迷你數顯折射計 廣州市愛宕科學儀器有限公司；PL-303 電子分析天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；N510C手提式高壓滅菌鍋、TW-12恒溫水浴鍋 重慶雅馬拓科技有限公司；ZHWY-211B 新型大容量全溫度恒溫培養振蕩器 上海智城分析儀器制造有限公司；UV mini-1240型紫外-可見分光光度計 日本島津公司；HC-2517高速離心機 安徽中科中佳科學儀器有限公司；QJH-L100A 水果榨汁機 浙江千家匯電器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 甘蔗醋發酵工藝操作要點

對甘蔗進行表面清洗，榨汁機榨取，將甘蔗汁加熱至沸騰維持5 min，靜置3 h以上，取上清液，用蒸餾水調整糖度為18 °Bx，得到甘蔗汁。用磷酸（食用級）調整pH值至4.5，按體積分數10%接入釀酒酵母（Hanseniaspora uvarum）種子液，28 ℃乙醇發酵7 d，當乙醇體積分數為8%時，對果酒進行過濾，得到甘蔗酒，再以甘蔗果酒為原料按體積分數12%接入醋酸菌（Acetobacter pasteurianus）種子液，于32 ℃、160 r/min條件下醋酸發酵6 d，當酸度達到6.0 g/100 mL，對醋液進行過濾，得到甘蔗醋。所得甘蔗汁、甘蔗酒和甘蔗醋作為后續實驗樣品，抗壞血酸（100 mg/L）作為后續實驗對照組。

1.3.2 抗氧化活性的測定

1.3.2.1 總酚含量的測定

采用Folin-酚法，以沒食子酸為標準品[10-11]。分別取0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL 0.02 mg/mL的沒食子酸標準溶液，依次加入Folin-酚試劑1.0 mL和7.5 g/100 mL的碳酸鈉溶液3.0 mL，用蒸餾水定容至10 mL，搖勻，顯色2 h，在765 nm波長處測定吸光度。得線性回歸方程：y＝108.196x＋0.019（R2＝0.999 8）。

1.3.2.2 總黃酮含量的測定

采用亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉比色法，以蘆丁為標準品。參考文獻[12-13]，略有改動：分別取0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL 0.1 mg/mL的蘆丁標準溶液，用70%的乙醇溶液補到10mL，加入5 g/100 mLNaNO2溶液0.8 mL混合均勻，放置6 min，然后加入10 g/100 mL的Al(NO3)3溶液0.8 mL混合均勻，放置6 min，最后加入4 g/100 mL的NaOH溶液10 mL，以蒸餾水定容至25 mL，放置15 min，在510 nm波長處測定吸光度。得線性回歸方程：y＝14.093x＋0.004（R2＝0.999 7）。

1.3.2.3 DPPH自由基清除能力的測定

[14]的測定方法，修改如下：準確移取0.06 mmol/L的DPPH乙醇溶液5 mL，分別加入0.6 mL含有體積分數為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%的樣品水溶液，混勻，室溫避光反應30 min，4 ℃、3 500 r/min條件下離心10 min取上清液，517 nm波長處測定吸光度（Ai），同時將5 mL DPPH乙醇溶液和0.6 mL無水乙醇混勻按上述方法測定吸光度（Ac），以及5 mL無水乙醇溶液和0.6 mL樣品水溶液混勻按上述方法測定吸光度（Aj），根據下式計算DPPH自由基清除率。

1.3.2.4 ·OH清除能力的測定

Fenton反應中H2O2與Fe2＋混合可產生·OH，當體系中存在水楊酸時能夠有效俘獲·OH并產生紅色產物，此物質在510 nm波長處有最大吸光度。根據文獻[15-16]的測定方法略有改動：依次向試管中加入0.5 mL 0.15 mol/L FeSO4溶液，2 mL的2 mmol/L水楊酸鈉溶液，2.5 mL蒸餾水和1 mL體積分數為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%的樣品水溶液，最后加入1 mL 6 mmol/L的H2O2溶液啟動反應，37 ℃下反應1 h，4 ℃、3 500 r/min條件下離心10 min取上清液，510 nm波長處測定吸光度（Ai），加入1 mL蒸餾水作為空白對照，按上述方法測定吸光度（Ac），用蒸餾水替代上述試劑和1 mL不同質量分數的樣品，按上述方法測定吸光度（Aj）。

1.3.2.5 總還原能力的測定

參考Oyaizu[17]的方法進行測定，修改如下：分別取含有體積分數為5%、10%、15%、20%、25%、30%的樣品水溶液1 mL，依次加入2.5 mL 0.2 mol/L pH 6.6的磷酸緩沖液，混勻。再加入2.5 mL 1 g/100 mL的鐵氰化鉀溶液。混合物于50 ℃恒溫水浴20 min后取出，流水冷卻，加入1 mL 10 g/100 mL的三氯乙酸終止反應。4 ℃、3 500 r/min條件下離心10 min取上清液2.5 mL，加蒸餾水2.5 mL以及0.5 mL 0.1 g/100 mL 的三氯化鐵溶液，搖勻，靜置5 min，于700 nm波長處測定吸光度。

1.3.3 模擬人體腸胃環境

1.3.3.1 模擬人體胃環境

根據文獻[18-20]的測定方法，修改如下：將6.0 g胃蛋白酶溶于540 mL水中，加鹽酸調節pH值至1.2，再加入2.0 g NaCl，將溶液稀釋至600 mL，使其質量濃度為1 g/100 mL，將甘蔗醋階段產物樣液按體積分數40%加入到模擬胃環境的胃液中，避光于37 ℃、130 r/min搖床中水浴70 min（此轉速模擬體內胃蠕動），迅速冷凍，即得被測樣液。分析時將樣液經過常溫解凍，進行指標測定。

1.3.3.2 模擬人體十二指腸環境

模擬胃環境中，KH2PO4質量濃度為0.68 g/100 mL、NaHCO3質量濃度為8.5 g/100mL，然后用4 mol/L的NaOH調節pH值至6.8，最后按照1 g/100 mL的質量濃度分別加入胰蛋白酶和脂肪酶，充分溶解。37 ℃、45 r/min避光條件下搖床水浴120 min，迅速冷凍，即得被測樣液。分析時將樣液常溫解凍，以上述相同濃度的胃液和腸液作為空白對照，進行指標測定。

1.4 數據處理

運用Origin 7.5軟件作圖，進行線性分析；通過SPSS Statistics 22對數據進行差異顯著性分析，P＜0.01為差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 甘蔗醋釀造過程中總酚和黃酮含量的變化

圖1 甘蔗醋發酵階段總酚和黃酮含量的變化情況Fig. 1 Changes in the contents of total polyphenols and total fl avonoids during the fermentation of sugar cane vinegar

由圖1可知，總酚和總黃酮含量在甘蔗醋酒精發酵階段（1～7 d）呈現先升高后降低，再緩慢上升的趨勢。發酵前總酚和總黃酮含量分別為402、290 mg/L，發酵第1天結束時含量分別達到456、360 mg/L，之后含量開始逐漸降低，原因很可能是發酵前期酵母活力較強，發酵產生大量乙醇對總酚和總黃酮起到提取作用所致[21]。酒精發酵階段前后比較，總酚含量減少，總黃酮含量相對上升，可能原因是在發酵過程中甘蔗汁中部分酚類物質如單寧、原花青素、花色苷等物質被部分氧化或被降解，轉變為黃酮類物質或其他物質所致[22-23]；總酚和總黃酮含量在醋酸發酵階段（7～14 d）呈現波動狀態，這與醋酸發酵過程中的氧化以及水解作用有關[24]。

2.2 不同階段產物在體外的抗氧化活性

2.2.1 清除DPPH自由基的能力

DPPH自由基是一種穩定的、以氮為中心的自由基，如果受試物能將其清除，則意味著受試物具有降低烷自由基或過氧化自由基的能力，同時具有能打斷脂質過氧化鏈反應的作用。酚類物質（ArOH）清除DPPH自由基存在2種機制：1）直接提供酚的氫離子給DPPH自由基（即H原子轉移反應）；2）從酚（ArOH）或其酚陰離子（ArO·）轉移電子到DPPH自由基（即電子轉移反應）。一般在非極性溶液中氫原子轉移反應機制占優越性，但在極性溶液中，如乙醇、甲醇，DPPH自由基能和酚（ArOH）形成較強的氫鍵，從而電子轉移反應機制占主要，二者也可同時發生[25]。由圖2可知，3 種物質均具有極強清除DPPH自由基的能力，甘蔗汁、甘蔗酒、甘蔗醋對DPPH自由基的清除能力（IC50）分別為：10.70%、11.01%、12.34%。可以認為酚類物質含量及反應機制的差異影響了三者的清除能力。

圖2 不同甘蔗醋發酵階段樣品對DPPH自由基的清除作用Fig. 2 DPPH radical scavenging capacity of fermented products at different fermentation stages

2.2.2 清除·OH的能力

圖3 不同甘蔗醋發酵階段樣品對·OH的清除作用Fig. 3 Hydroxyl radical scavenging capacity of fermented products at different fermentation stages

由圖3可知，甘蔗汁、甘蔗酒、甘蔗醋、100 mg/L抗壞血酸對·OH的清除作用基本成線性增強關系，但清除能力差異較為明顯。當樣品體積分數為50%時，甘蔗汁、甘蔗酒、甘蔗醋對·OH清除率分別為：69.28%、93.21%、84.40%。3 種甘蔗樣品對·OH的清除能力依次為：甘蔗酒＞甘蔗醋＞甘蔗汁。甘蔗酒和甘蔗醋均具有較強·OH清除能力，特別是甘蔗酒在較低體積分數下仍然具有較好的清除能力。酒精和醋酸發酵階段，酒精和有機酸的作用有利于多聚體酚類物質（如單寧）降解、黃酮類物質的浸出，使得整個發酵過程中黃酮類物質含量呈現上升趨勢，可能影響了甘蔗酒和甘蔗醋對·OH的清除能力。

2.2.3 總還原能力

一種物質具有較強還原能力時能夠將Fe3＋轉化為Fe2＋，從而使還原能力測定體系中普魯士藍的量增加，導致樣液在700 nm波長處吸光度增大。一般而言，反應體系在700 nm處吸光度越大，說明樣液還原能力越強，即抗氧化能力越好。由圖4可知，雖然甘蔗汁、甘蔗酒、甘蔗醋中多酚和黃酮含量存在差異，但三者總還原能力相當，且均具有較好的還原能力，說明甘蔗醋階段產物的總還原能力是由多種因素決定，與多酚、黃酮、還原糖以及有機酸等的協同作用具有較大關系[26]。

圖4 不同甘蔗醋發酵階段樣品的總還原能力Fig. 4 Total reducing power of fermented products at different fermentation stages

2.3 模擬人體腸胃環境下不同階段產物的抗氧化活性2.3.1 模擬人體腸胃環境下不同階段產物中總酚和總黃酮含量的變化

表1 在不同環境下甘蔗醋發酵階段樣品總酚和總黃酮的含量（x ±s，n＝3）3Table 1 Changes in total polyphenols and total fl avonoids contents of sugarcane juice, wine and vinegar in different environments (x ±ss, , n = 3) = 3) mg/L

由表1可知，經過模擬人體腸胃環境相對于體外水溶液環境，甘蔗汁、甘蔗酒和甘蔗醋中總酚和黃酮含量均極顯著下降（P＜0.01），說明胃腸道消化對食物活性成分和抗氧化性具有顯著的影響，同時也表明，通過體外化學法測定的結果，并不能直接說明食物在人體內經消化吸收后也能發揮相同的功效。

3種甘蔗醋發酵階段樣品經過模擬胃液環境后總酚和總黃酮含量下降較大，再經過模擬腸液環境時總酚和總黃酮含量又有所回升。植物多酚含有多種活性基團，容易發生氧化反應、水解反應、酚醛縮合和曼尼希等反應，多酚在酸性溶液或無機鹽溶液中不穩定，容易水解成多酚苷元或鹽析而形成渾濁物。Argyri等[27]研究了模擬消化以及鐵、抗壞血酸、肉、酪蛋白等對紅酒中總酚及抗氧化能力的影響，發現模擬消化后紅酒中酚類含量顯著下降。另外，他們還發現鐵和蛋白質與紅酒中的酚類物質發生交互作用，并導致紅酒抗氧化能力下降。結合本實驗結果，說明食物在人體腸胃消化過程中的抗氧化活性不僅受食物基質中成分的影響，而且受腸胃環境中分泌的各種蛋白酶液、磷酸鹽以及環境pH值等因素的影響。

2.3.2 模擬人體腸胃環境下不同甘蔗醋發酵階段樣品清除DPPH自由基、清除·OH以及總還原能力變化情況

圖5 模擬人體腸胃環境下不同甘蔗醋發酵階段樣品DPPH自由基清除率（a）、a·OH清除率（b）和總還原能力（c）cFig. 5 DPPH radical scavenging capacity (a), hydroxyl radical scavenging capacity (b) and total reducing power (c) of fermented products at different fermentation stages

由圖5a可知，3種甘蔗醋發酵階段樣品在模擬人體腸胃環境下仍然具有較強的清除DPPH自由基能力，其中在模擬胃液環境下清除DPPH自由基能力最強。雖然多酚和黃酮在胃液中胃蛋白酶和鹽酸的消化作用下含量大幅下降，但同時發生了某些化學反應（類似如多酚和黃酮水解為苷元、多酚蛋白絡合物酶解），影響了酚類清除DPPH自由基的能力。由圖5b可知，3種甘蔗醋發酵階段樣品在不同環境下清除·OH能力差別較大，其中在水溶液環境和腸液環境下三者清除·OH能力較強，在胃液環境清除能力較差。這一方面與總酚和黃酮含量的大量減少有關，另一方面可能在胃液低pH值環境下，高濃度H＋影響了Fenton反應體系中Fe2＋和Fe3＋的絡合平衡體系，影響了產生·OH反應的啟動，對測定結果具有一定影響[28]。在腸液環 境下5 組（包括空白對照組）都具有較強的清除·OH自由基能力，分析原因可能和腸液中較高濃度的磷酸緩沖鹽對·OH的捕獲有關[29-30]。由圖5c可知，3種甘蔗醋發酵階段樣品在不同環境下總還原能力變化不大，從圖中可知不同環境下總還原能力依次為：水溶液環境＞模擬腸液環境＞模擬胃液環境。甘蔗汁、甘蔗酒和甘蔗醋的總還原能力是由多種因素決定的，人體腸胃環境對其具有一定的影響。

3 結 論

甘蔗汁含有豐富的多酚和黃酮類物質，在微生物發酵過程中多酚受環境和菌體影響，被部分氧化或降解，導致含量下降明顯，而黃酮含量略有上升，可能與發酵過程中黃酮類物質的浸出以及酚類向黃酮類的轉化有關。在體外抗氧化活性研究中，甘蔗汁、甘蔗酒及甘蔗醋均具有較強清除DPPH自由基能力、清除·OH能力以及總還原能力；模擬研究表明，在人體腸胃環境中低pH值或高鹽環境影響下，多酚和黃酮類物質容易水解成苷元或鹽析而形成渾濁物，導致消化過程中多酚和黃酮含量發生了較大的差異。本研究發現，甘蔗汁、甘蔗酒及甘蔗醋在腸胃環境下清除DPPH自由基和·OH能力與體外水溶液環境相比差異較大，該差異與總酚和黃酮含量相關性不明顯。分析原因，一方面與腸胃環境對抗氧化物質的消化作用有關，另一方面與腸胃環境本身具有一定的抗氧化能力有關。結合模擬實驗表明，食物在消化道中的抗氧化活性不僅受其本身所含抗氧化物質的影響，而且受消化液中pH值、蛋白酶、磷酸鹽等多種生理因素的影響，該影響是一個較為復雜的過程，還有待更深入的研究。

總體來說甘蔗汁、甘蔗酒及甘蔗醋在體外及模擬人體腸胃環境下均具有較強的抗氧化能力，是較好的天然抗氧化劑。傳統制糖工業只利用了甘蔗汁中主要的糖分，產品附加值較低，然而考慮到甘蔗汁中豐富的營養成分和較強的抗氧化能力，利用微生物發酵法將新鮮濃縮后的甘蔗汁釀制成風味獨特的營養型甘蔗酒和甘蔗醋飲品，這對熱帶或亞熱帶國家甘蔗產業轉型升級具有重要意義。

參考文獻：

[1] ASIKIN Y, TAKAHASHI M, MISHIMA T, et al. Antioxidant activity of sugarcane molasses against 2,2’-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride-induced peroxyl radicals[J]. Food Chemistry, 2013, 141(1): 466-472. DOI:10.1016/j.foodchem.2013.03.045.

[2] 黃美娥, 高中松, 張羽, 等. 白茅根-甘蔗飲料的研制[J]. 食品與發酵工業, 2006, 32(2): 141-143. DOI:10.3321/j.issn:0253-990X.2006.02.038.

[3] DUARTE-ALMEIDA J M, SALATINO A, GENOVESE M I, et al. Phenolic composition and antioxidant activity of culms and sugarcane (Saccharum officinarum L.) products[J]. Food Chemistry, 2011, 125(2): 660-664. DOI:10.1016/j.foodchem.2010.09.059.

[4] TAKARA K, OTSUKA K, WADA K, et al. 1, 1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging activity and tyrosinase inhibitory effects of constituents of sugarcane molasses[J]. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2007, 71(1): 183-191. DOI:10.1271/ bbb.60432.

[5] WANG B S, CHANG L W, KANG Z C, et al. Inhibitory effects of molasses on mutation and nitric oxide production[J]. Food Chemistry, 2011, 126(3): 1102-1107. DOI:10.1016/j.foodchem.2010.11.139.

[6] SCALBERT A, WILLIAMSON G. Dietary intake and bioavailability of polyphenols[J]. The Journal of Nutrition, 2000, 130(Suppl 8): 2073-2085.

[7] ROMAGNOLO D F, SELMIN O I. Flavonoids and cancer prevention: a review of the evidence[J]. Journal of Nutrition in Gerontology and Geriatrics, 2012, 31(3): 206-238. DOI:10.1080/21551197.2012.702534.

[8] BOUAYED J, HOFFMANN L, BOHN T. Total phenolics, fl avonoids, anthocyanins and antioxidant activity following simulated gastrointestinal digestion and dialysis of apple varieties: bioaccessibility and potential uptake[J]. Food Chemistry, 2011, 128(1): 14-21. DOI:10.1016/j.foodchem.2011.02.052.

[9] 趙旭. 體外模擬消化對小麥和大米抗氧化活性和抗細胞增殖作用影響的研究[D]. 廣州: 華南理工大學, 2013: 31-32.

[10] VELIOGLU Y S, MAZZA G, GAO L, et al. Antioxidant activity and total phenolics in selected fruits, vegetables, and grain products[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1998, 46(10): 4113-4117. DOI:10.1021/jf9801973.

[11] 孫瑩瑩, 劉建書, 李志西, 等. 葡萄醋抗氧化活性比較研究[J]. 食品科學, 2013, 34(5):120-123.

[12] ZHISHEN J, MENGCHENG T, JIANMING W. The determination of flavonoid contents in mulberry and their scavenging effects on superoxide radicals[J]. Food Chemistry, 1999, 64(4): 555-559. DOI:10.1016/S0308-8146(98)00102-2.

[13] 化志秀, 蘆艷, 魯周民, 等. 紅棗醋發酵階段主要成分及抗氧化性的變化[J]. 中國食品學報, 2013(8): 248-253.

[14] SUM S, CHIEN P J. Antioxidant activity, anthocyanins, and phenolics of rabbiteye blueberry (Vaccinium ashei) fl uid products as affected by fermentation[J]. Food Chemistry, 2007, 104(1): 182-187. DOI:10.1016/j.foodchem.2005.05.023.

[15] LIN S H, LO C C. Fenton process for treatment of desizing waste water[J]. Water Research, 1997, 31(8): 2050-2056. DOI:10.1016/ S0043-1354(97)00024-9.

[16] 謝思蕓, 鐘瑞敏, 肖仔君, 等. 楊梅果醋體外抗氧化活性的研究[J]. 食品與機械, 2012, 28(6): 125-128. DOI:10.3969/ j.issn.1003-5788.2012.06.031.

[17] OYAIZU M. Studies on products of browning reaction-antioxidative activities of products of browning reaction prepared from glucosamine[J]. The Japanese Society of Nutrition and Dietetics, 1986, 44(6): 307-315. DOI:10.5264/eiyogakuzashi.44.307.

[18] 鄭影, 何玉龍, 鄭洪亮, 等. 藍莓花色苷體外及模擬人體胃腸環境的抗氧化活性研究[J]. 食品與生物技術學報, 2014, 33(7): 736-742.

[19] MCDOUGALL G J, FYFFE S, DOBSON P, et al. Anthocyanins from red cabbage–stability to simulated gastrointestinal digestion[J]. Phytochemistry, 2007, 68(9): 1285-1294. DOI:10.1016/ j.phytochem.2007.02.004.

[20] MCDOUGALL G J, DOBSON P, SMITH P, et al. Assessing potential bioavailability of raspberry anthocyanins using an in vitro digestion system[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53(15): 5896-5904. DOI:10.1021/jf050131p.

[21] BALíK J. Dynamics of changes in total anthocyanins during the fermentative maceration of grapes[J]. Horticultural Science (Prague), 2006, 33(3): 103-107.

[22] MORATA A, GóMEZ-CORDOVéS M C, COLOMO B, et al. Cell wall anthocyanin adsorption by different Saccharomyces strains during the fermentation of Vitis vinifera L. cv Graciano grapes[J]. European Food Research and Technology, 2005, 220(3/4): 341-346. DOI:10.1007/s00217-004-1053-8.

[23] ROMERO-CASCALES I, FERNáNDEZ-FERNáNDEZ J I, LóPEZROCA J M, et al. The maceration process during winemaking extraction of anthocyanins from grape skins into wine[J]. European Food Research and Technology, 2005, 221(1/2): 163-167. DOI:10.1007/s00217-005-1144-1.

[24] 黃曉杰, 柴哲, 楊鐘燕, 等. 藍莓酒發酵過程中抗氧化物質變化規律研究[J]. 食品工業科技, 2013, 34(17): 103-105.

[25] FOTI M C, DAQUINO C, GERACI C. Electron-transfer reaction of cinnamic acids and their methyl esters with the DPPH radical in alcoholic solutions[J]. The Journal of Organic Chemistry, 2004, 69(7): 2309-2314. DOI:10.1021/jo035758q.

[26] 孫璐宏, 魯周民, 包蓉, 等. 柿果醋釀造過程中抗氧化性能的變化[J].食品科學, 2011, 32(19): 37-41.

[27] ARGYRI K, KOMAITIS M, KAPSOKEFALOU M. Iron decreases the antioxidant capacity of red wine under conditions of in vitro digestion[J]. Food Chemistry, 2006, 96(2): 281-289. DOI:10.1016/ j.foodchem.2005.02.035.

[28] CHEN C, XIE B, REN Y, et al. The mechanisms of affecting factors in treating wastewater by Fenton reagent[J]. Chinese Journal of Environmental Science, 2000, 21(3): 93-96.

[29] 陳健, 歐陽玥, 閆靜, 等. 磷酸鹽緩沖溶液對鄰二氮菲-Fe2+氧化法測定羥基自由基的影響[J]. 分子科學學報, 2012, 28(4): 350-352.

[30] 楊德敏, 袁建梅, 夏宏. 羥基自由基抑制劑對臭氧氧化降解苯酚的影響[J]. 化工環保, 2014, 34(1): 24-27. DOI:10.3969/ j.issn.1006-1878.2014.01.006.

Antioxidant Activity of Sugarcane Vinegar and Intermediate Products in Vitro and under Simulated Human Gastrointestinal Conditions

ZHENG Ping1, WU Youru1, YANG Jiwei1, ZOU Yi2, WANG Zaiqian3, LI Nan1,*
(1. College of Life Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530004, China; 2. Center for Sugar Technology Research, Guangxi University, Nanning 530004, China; 3. Guangxi Haimingwei Brewing Co. Ltd., Laibin 546500, China)

Sugarcane contains abundant polyphenols and flavonoids. In the present study, total polyphenols content, fl avonoids content, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging capacity, hydroxyl radical scavenging capacity and total reducing power were used as the indicators to evaluate the antioxidant activity of sugarcane juice, and the corresponding wine and vinegar in vitro and after simulated human gastrointestinal digestion. Results showed that at the alcohol fermentation alcohol extractable polyphenols and fl avonoids were detected. At the acetic acid fermentation stage, the contents of polyphenols and fl avonoids presented some volatility. This may be related to the occurrence of oxidation and hydrolysis during the fermentation process. The sugar cane vinegar possessed strong DPPH radical scavenging capacity in vitro, and the sugarcane wine had strong hydroxyl radical scavenging capacity. A series of reactions of polyphenols and fl avonoids after simulated gastrointestinal digestion took place, and as a result, the contents of both compounds dropped very signifi cantly (P < 0.01) in simulated gastric environment, but increased slightly in simulated intestinal environment. The antioxidant activity of the beverages in the human gastrointestinal environment is infl uenced not only by their antioxidant substances, but also by pH, protease, phosphate and other physiological factors in the digestive juice.

sugarcane juice; sugarcane wine; sugarcane vinegar; polyphenols; flavonoids; simulated gastrointestinal environment; antioxidant activity

10.7506/spkx1002-6630-201611043

TS262.7

A

1002-6630（2016）11-0242-06

鄭平, 吳幼茹, 楊繼偉, 等. 甘蔗醋發酵產物在體外及模擬人體腸胃環境中的抗氧化活性[J]. 食品科學, 2016, 37(11): 242-247. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201611043. http://www.spkx.net.cn

ZHENG Ping, WU Youru, YANG Jiwei, et al. Antioxidant activity of sugarcane vinegar and intermediate products in vitro and under simulated human gastrointestinal conditions[J]. Food Science, 2016, 37(11): 242-247. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201611043. http://www.spkx.net.cn

2015-08-16

朗姆酒（RUM）生產工藝技術研究項目（桂工信投資[2013] 258）

鄭平（1989—），男，碩士研究生，研究方向為甘蔗汁、糖蜜食品發酵與利用。E-mail：734439146@qq.com

*通信作者：李楠（1969—），男，副教授，博士，研究方向為食品微生物學及發酵工程。E-mail：linan97690612@163.com