植物果蔬微生物酵素的功能與應用研究進展

王 令 肖 珉 趙 崢 褚長彬 周德平 吳淑杭*

（1上海市農業科學院，上海市奉賢區 201403；2長江大學，湖北省荊州市 434000；3安順學院，貴州省安順市 561000）

植物果蔬微生物酵素（以下簡稱果蔬酵素）的概念起源于日本，是指由水果、蔬菜及其廢棄物等多種植物原料在有益微生物作用下發酵而成的產物[1]。果蔬酵素并非純粹的酶，而是富含多種維生素、酶類、氨基酸、有機酸等多種活性功能成分的混合物[2-3]。大部分果蔬酵素是由多種果蔬在微生物作用下發酵而成，但由于發酵的原料和條件不同，最終各種果蔬酵素的有效成分與功能也不相同[4]。

果蔬酵素應用技術是一種多菌種復合型微生物群體發酵技術，于20世紀90年代引入我國，并在多個省市的農業生產中得到應用。應用結果顯示，該技術對農作物的增產效果明顯，且對提高傳統農業生產效率、發展生態農業具有重要作用，是一種值得推廣的農業生物技術[5-6]。為此，筆者就果蔬酵素有關方面的研究進展進行綜述，對果蔬酵素的成分組成、主要功能、應用現狀等進行闡述，以期為果蔬酵素應用技術的進一步研究和應用提供參考。

1 果蔬酵素的成分組成

1.1 果蔬酵素含有的主要微生物

果蔬酵素是由多種果蔬在微生物作用下發酵而成，外源添加的酵素菌通常是一種多菌種復合微生物群體，主要包括三大類24種有益微生物，三大類分別是細菌（Bacteria，B）、酵母菌（Yeast，Y）和絲狀菌（Mold，M），因此酵素菌通常也簡稱為BYM[6]。但也有相關研究指出，果蔬酵素發酵過程中起主要作用的微生物是酵母菌、乳酸菌和曲霉等[7]。

1.2 果蔬酵素含有的主要酶類

果蔬酵素含有的酶類在其產生各種活性功能成分的過程中起著關鍵作用。劉敏[8]等研究表明，酵素中主要含SOD酶、POD酶、CAT酶、脂肪酶等酶類，王振斌[9]等發酵制備的葛根酵素中主要含有蛋白酶和脂肪酶，董銀卯[10]等發酵的火龍果酵素中含有豐富的脂肪酶、淀粉酶和SOD酶。

1.3 果蔬酵素含有的活性功能成分

礦物質元素是果蔬酵素的重要組成部分。李杰[11]等通過分析核桃青皮果蔬酵素的元素組成，發現其含有多種宏量元素和中微量元素；該酵素的組分大多為宏量元素，并以P、K、Ca等元素為主，其可作為礦物質攝取的理想來源。此外，果蔬酵素中還含有大量的功能性化學成分（phytochemicals），筆者在分析葡萄廢果酵素的主要成分時發現，其含有豐富的小分子有機酸類、游離氨基酸、酯類和黃酮類化合物。

2 果蔬酵素的主要功能

2.1 抗氧化活性

具有良好的抗氧化活性是果蔬酵素的主要功能之一。葛瑞宏[12]等進行的桂圓酵素制備及抗氧化性研究，蔣增良[13]等進行的多種有益菌天然發酵產生藍莓酵素產品的研究，王益莉[14]等進行的短期發酵蘋果酵素的研究，程勇杰[15]等進行的柘樹酵素中氨基酸的含量與抗氧化活性研究，均發現果蔬酵素具有良好的抗氧化性能。以上結果說明，雖然采用的原料不同、發酵的菌種也不同、但制取的酵素產品卻均能表現出良好的抗氧化活性。

2.2 保健功能

近年來，諸多研究表明，果蔬酵素具有豐富的人體保健功能。管章瑞[16]等研究表明，藍莓酵素中的短脂鏈可調節人體腸胃菌的平衡，促使人體清腸通便，有利于人體健康；蔡爽[17]將人參術苓酵素灌入實驗小鼠肚中發現，人參術苓酵素能增強小鼠胃排空及小腸推進功能，改善腸胃，并能有效治療非潰瘍性的消化不良。

2.3 解酒護肝功能

研究表明，果蔬酵素還具有解酒護肝功能。李建強[18]等研究表明，果蔬酵素可通過清除小鼠體內自由基，保護生物膜中的不飽和脂肪酸免受自由基攻擊，從而避免了脂質過氧化物作用的發生，從而使小鼠的肝功能保持穩定；曲佳樂[19]等研究了植物酵素對酒精性肝損傷小白鼠的預防治療效果，發現植物酵素具有良好的推遲酒醉和解酒效果。

2.4 消炎抗菌作用

相關研究表明，果蔬酵素還具有消炎抗菌作用。董銀卯[20]等研究表明，粉狀酵素和膏狀酵素作為一種有效抑菌物質加入化妝品或洗浴用品中，對大腸桿菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌以及三種痤瘡病原菌具有有效的抑制作用。

3 果蔬酵素的應用現狀

3.1 果蔬酵素在食品和保健品行業中的應用

在食品和保健品行業中，酵素食品受酵母菌和乳酸菌等益生菌分泌酶的作用，可提高其本身的營養價值，且因其還含少量的有益微生物，既可提高營養價值，又可增加風味。陳娟娟[21]等以鐵棍山藥和一些添加物為原料，經乳酸菌發酵制成了功能性飲料，豐富了飲料市場，滿足了消費者需要，促進了飲料工業發展；楊培青[22]等以釀制藍莓果酒廢棄果渣為主要原料，經復合酶解、濃縮和發酵，制成了藍莓果渣酵素粉，其含有豐富的糖、蛋白質、有機酸、花青素、維生素、黃酮類化合物和多種微量元素等，具有較高的市場推廣前景；周超[23]等以玉米、麩皮為主原料，經酒精發酵后加入葡萄皮渣進行醋酸發酵，制成了風味獨特的葡萄果醋飲料。

3.2 果蔬酵素在農業生產中的應用

酵素菌肥作為一種新型生物肥料，近年來在農業生產中得到了廣泛應用。相關研究表明，施用酵素菌肥對提高種子活力、促進作物開花結果、提高產量、改善品質、增強抗逆性等均有顯著效果[24-25]。

3.2.1 果蔬酵素在果樹上的應用

高艷敏[26]等研究表明，在果園中連續3年施用酵素菌肥，可明顯促進果樹增產、改善土壤性狀、提高果實中的鉀含量。王連君[27]等將酵素菌肥施入葡萄園中發現，其可改善葡萄的產量和品質，增加葡萄平均果粒重、單穗重和單株產量，增加可溶性固形物含量，降低可滴定酸，明顯改善葡萄的風味和品質。吳士凱[28]等發現，在果樹上噴施酵素葉面肥，果樹對養分的吸收更快，葉片中的氮、磷、鉀含量普遍升高，且可提高果實的產量、品質及樹體營養。馬桂軍[29]等在果樹葉面噴施酵素菌肥，對蘋果、李子、梨等多種果樹的生長均有一定的促進作用，且明顯提高了果樹的果實產量、百果重、百葉重、糖酸比等。

3.2.2 果蔬酵素在蔬菜上的應用

相關研究表明，土壤持續澆灌果蔬酵素，能提高土壤的全氮含量、有機質含量、土壤肥力，達到作物增產增收的效果[30]。李銘豐[31]等研究表明，在大豆上合理施用酵素菌肥具有明顯的增產作用，但施用量不宜過多，否則易出現燒苗現象，從而造成大豆減產；在紅椒生產中使用酵素菌肥，可通過增加土壤有益微生物數量和酶活性，來改善溫室中紅椒的群落結構和生態環境，從而增加土壤肥力，促進紅椒的生長發育，進而提高紅椒產量和品質[32]；在茄子、黃瓜、番茄等蔬菜作物中施用酵素菌肥，也可在一定程度上提高作物的產量和品質[33-34]。

3.2.3 果蔬酵素在糧食作物上的應用

酵素菌肥在糧食作物生產中的應用也取得了良好的施用效果。張宏成[35]等研究表明，施用酵素菌肥可減少水稻成熟的積溫、促進水稻早熟、提高水稻莖粗等；袁慶云[36]等將酵素菌肥應用到種養結合型稻田中，發現施用酵素菌肥可改善稻田的水質，加速水體有機質和礦物養分的轉化，從而有效解決了施用化肥對水環境帶來的污染及病害問題。

4 小結與展望

果蔬酵素作為一種活性發酵產物，其成分組成較為豐富，且能對人類機體產生一定的調節作用，主要包括抗氧化、清除自由基、解酒護肝、清腸通便、改善腸胃、減肥瘦身、有效預防疾病等，這些功能使果蔬酵素成為了一種活性產品而廣泛應用于食品和保健品中。同樣，果蔬酵素在農業生產中的應用也是其未來發展的重要方向。一方面，果蔬酵素可作為一種功能性肥料施入土壤，具有維護土壤生機、保護土壤生態平衡的作用；另一方面，酵素肥料的制備，也解決了果蔬等農業廢棄物的處置問題，實現了農業生產資源的高效循環利用，是一種生態環保可持續的農業生產措施。因此，在未來的研究中，應不斷拓展果蔬酵素的功能和作用，將它及其衍生產品更合理地應用到以農業為代表的各領域之中。