脫脂麥胚發酵過程中抗氧化活性變化研究

侯銀臣，寧夢茹，黃繼紅，馮軍偉，張 雪，楊盛茹*

（1.河南牧業經濟學院 食品工程學院，河南 鄭州 450046；2.河南科譜特醫藥科技研究院有限公司，河南 洛陽 471000；3.河南工業大學 糧油食品學院，河南 鄭州 450001）

小麥胚芽是小麥的生命源泉，其蛋白質含量達30%，還含有豐富的維生素、膳食纖維等物質，對人類來說是非常有用的營養來源；麥胚中脂肪含量達11%，其中優質不飽和脂肪酸約占80%，亞油酸含量達50%。這些成分對降低血液中膽固醇、防止動脈硬化和冠心病有良好作用[1-4]。小麥胚芽被稱為天然維生素E的倉庫，其不僅能延緩衰老，增強細胞活力，而且能增強人體免疫力[5]。目前小麥胚芽主要應用于兩個方面：一是制作小麥胚芽油；二是直接加入各類食品中作為填充料。小麥胚芽的浸提液還可以用來制作飲料[6]。但是由于麥胚本身不易儲藏和極易氧化的特性等原因，目前對小麥胚芽的開發利用還不夠充分，利用率并不高，造成大量浪費。因此選擇合適的研究方法對充分的開發利用小麥胚芽至關重要。

近年來，隨著發酵飲料新技術的不斷成熟，越來越多滿足消費者口感和理念的產品不斷被研制[7]。同時在食品的發酵過程中，隨著蛋白質等大分子物質的不斷降解，一些具有生物活性的小分子物質會不斷生成，不僅有利于人體的消化吸收，還有助于提高抗氧化能力。發酵過程還會伴有維生素、脂肪酸等物質的生成，既降低了有害物質，又有利于抑制致病菌，所以發酵飲料有巨大的市場潛力[8]。如伍娟等[9]利用植物乳桿菌等作為直投式發酵劑對麥胚進行發酵，研究發酵麥胚的抗氧化活性，結果表明，麥胚采用乳酸菌發酵后，其自由基清除能力明顯提高。

自由基的氧化性較強[10]，對機體的影響很大，可能會引起機體的損傷或疾病，因此檢測出自由基的清除率并能適當改善能夠在很大程度上預防和治療疾病[11]。

為進一步提高抗氧化活性，本實驗采用嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌兩種益生菌按照1∶1的比例復配后對脫脂麥胚進行發酵，測定其不同發酵時間的抗氧化活性，為進一步充分利用麥胚及其發酵制品的研究提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

脫脂麥胚：河南省鯤華生物技術有限公司；福林酚試劑（分析純）：北京索萊寶科技有限公司；雙縮脲試劑（AB液）（分析純）：上海源葉生物科技有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）（分析純）：東京化成工業株式會社；2,2-聯氨-雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二胺鹽（2,2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid），ABTS）（分析純），乳酸細菌（MRS）培養基，瓊脂（生化試劑）：天津市風船化學試劑科技有限公司。

1.2 儀器與設備

LDZX-50KBS立式高溫高壓蒸汽滅菌鍋：上海申安醫療器械廠；303A-3恒溫培養箱：上海浦東榮豐科學儀器有限公司；Blus StarB分光光度計：北京萊伯泰科儀器股份有限公司；HH·S11-2-S電熱恒溫水浴鍋：上海新苗醫療器械制造有限公司；TDZ4-WS低速離心機：上海盧湘離心機儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 菌種活化

稱取63 g MRS培養基至1 000 mL蒸餾水中（固體培養基中加入14 g瓊脂），攪拌均勻，煮沸后在121℃高溫高壓滅菌鍋中滅菌30 min。

在超凈工作臺上將保存在斜面培養基中的嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌用接種環在無菌操作臺上接種至MRS液體培養基中，然后放置在37℃恒溫發酵培養箱中，第一次擴培2～3 d，第二次擴培2 d。

1.3.2 發酵產物的制備

脫脂麥胚與水按照1∶10（g∶mL）的料液比配制麥胚發酵培養基，并用酸度計將pH調至6.0～6.5，在高壓滅菌鍋中以121℃滅菌30 min。

將嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌以1∶1的比例復配后，按照1%的接種量接種到麥胚發酵培養基中，在恒溫搖床上振蕩20 min，以確保麥胚液盡可能分散不結塊。然后在37℃恒溫培養箱中進行發酵培養，每隔8 h取出一批，在低速離心機中3000r/min離心40min，取上清液放置在冰箱中保存，并檢測抗氧化活性。

1.3.3 抗氧化活性檢測方法

（1）DPPH·清除能力

試驗中先將待測樣品稀釋100倍（即1 mg/mL）。按照參考文獻[12-14]的方法進行測定。

（2）·OH清除能力

試驗中先將待測試樣品稀釋100倍（即1 mg/mL）。按照參照文獻[15]的方法進行測定。

（3）O2·-清除能力

試驗中先將測試樣品稀釋100倍（即1 mg/mL）。按照參照文獻[16]的方法進行測定。

（4）ABTS+清除能力

試驗中先將測試樣品稀釋100倍（即1 mg/mL）。按照參照文獻[17-18]的方法進行測定。

（5）總還原能力測定

按照參考文獻[19-20]的方法進行測定。

（6）多肽含量測定

按照參考文獻[21-22]的方法進行測定。

2 結果與分析

2.1 脫脂麥胚發酵產物的DPPH·清除率

按照上述實驗方法對不同發酵時間的脫脂麥胚發酵產物的DPPH·清除能力進行測定，結果如圖1所示。

由圖1可知，在發酵初期，脫脂麥胚發酵產物對DPPH·的清除率逐漸增大，發酵32h時達到最大清除率，為65.27%；隨著發酵時間的繼續延長，DPPH·清除率開始下降。因此，發酵32 h時脫脂麥胚發酵產物對DPPH·的清除率最大，比發酵前增加了37.60%。

2.2 脫脂麥胚發酵產物的·OH清除率

按照上述實驗方法對不同發酵時間的脫脂麥胚發酵產物的·OH清除能力進行測定，結果如圖2所示。

由圖2可知，在發酵初期，脫脂麥胚發酵產物對·OH的清除率逐漸增大；發酵32 h時達到最大清除率，為11.22%；隨著發酵時間的延長，·OH清除率開始下降。因此，發酵32 h時脫脂麥胚發酵產物對·OH的清除率最大，比發酵前增加了8.75%。

2.3 脫脂麥胚發酵產物的清除率

圖3 發酵時間對脫脂麥胚發酵產物的O2-·清除率的影響Fig.3 Effect of fermentation time on the O 2-·scavenging rate of the fermentation products from defatted wheat germ

由圖3可知，在發酵初期，脫脂麥胚發酵產物對O2-·的清除率逐漸增大；發酵32 h時達到最大清除率，為6.09%；隨著發酵時間的延長，O2-·清除率開始下降。因此，發酵32 h時脫脂麥胚發酵產物對O2-·的清除率最大，比發酵前增加了4.57%。

2.4 脫脂麥胚發酵產物的ABTS+清除率

按照上述實驗方法對不同發酵時間的脫脂麥胚發酵產物的ABTS+清除能力進行測定，結果如圖4所示。

圖4 發酵時間對脫脂麥胚發酵產物的ABTS+清除率的影響Fig.4 Effect of fermentation time on the ABTS+scavenging rate of the fermentation products from defatted wheat germ

由圖4可知，在發酵初期，脫脂麥胚發酵產物對ABTS+的清除率逐漸增大；發酵24 h時達到最大清除率；隨著發酵時間的延長，ABTS+清除率開始下降。因此，發酵24 h時脫脂麥胚發酵產物對ABTS+的清除率最大，比發酵前增加了5.76%。

2.5 脫脂麥胚發酵產物的總還原能力

按照上述實驗方法對不同發酵時間的脫脂麥胚發酵產物的總還原力進行測定，結果如圖5所示。

圖5 發酵時間對脫脂麥胚發酵產物總還原能力的影響Fig.5 Effect of fermentation time on the total reducing ability of the fermentation products from defatted wheat germ

由圖5可知，隨著發酵時間的延長，總還原能力不斷增大，到發酵32 h時達到最大，此時吸光度值為0.12；繼續延長發酵時間，總還原能力開始逐漸下降。

2.6 脫脂麥胚發酵產物的多肽含量

按照上述實驗方法對不同發酵時間的脫脂麥胚發酵產物的多肽含量進行測定，結果如圖6所示。

圖6 脫脂麥胚不同發酵時間的發酵產物吸光度值Fig.6 Absorbance value of fermentation products of defatted wheat germ at different fermentation time

由圖6可知，隨著發酵時間的延長，蛋白質被分解成多肽等小分子物質，短肽含量逐漸增加，吸光度值逐漸增大，在發酵32 h時脫脂麥胚發酵產物的多肽含量最多，吸光度值為0.34繼續延長發酵時間，多肽又繼續分解成氨基酸導致含量下降。

3 結論

本實驗研究不同發酵時間對脫脂麥胚抗氧化活性的影響。結果表明，脫脂麥胚發酵后，各指標均呈先增大后減小的趨勢，除ABTS+的清除率在24 h達到最高外，其他指標均在32 h達到最高。DPPH·、·OH、O2-·、ABTS+的清除率分別提高了37.60%、8.75%、4.57%和5.76%，抗氧化活性顯著提高。多肽含量及總還原能力在發酵時間為32 h時達到最大值，吸光度值分別為0.34和0.12。