蓮霧酵素的發(fā)酵工藝研究及其質(zhì)量評價

謝聰 古勉輝 錢曉兵 吳巨賢

作者簡介：謝聰（1983—），男，廣東梅州人，本科，工程師。研究方向：食品工藝。

通信作者：吳巨賢（1983—），男，廣東茂名人，博士，副研究員。研究方向：食品工藝。E-mail：wujuxian2002

@163.com。

摘 要：本研究以蓮霧為原料，以pH值和超氧化物歧化酶活力為指標(biāo)，研究了混菌比例、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度及蔗糖添加量對蓮霧酵素的影響。結(jié)果表明，當(dāng)乳酸菌∶酵母菌為1∶2，發(fā)酵時間為48 h，發(fā)酵溫度為31 ℃，蔗糖添加量為6%時，蓮霧酵素pH值適中，超氧化物歧化酶活性最高，為

（181.67±5.31）U·mL-1。本實驗制得蓮霧酵素理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，感官品質(zhì)良好，具有較好的市場應(yīng)用前景，可為蓮霧的生產(chǎn)制備及精深加工提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：蓮霧；酵素；超氧化物歧化酶；發(fā)酵工藝

Process Optimization and Quality Analysis of Syzygium Samarangense Enzyme

XIE Cong1， GU Mianhui2， QIAN Xiaobing1， WU Juxian3*

（1.Guangzhou Restaurant Group Likoufu （Meizhou） Food Co.， Ltd.， Meizhou 514781， China;

2.Meizhou Institutes for Food and Drug Control， Meizhou 514781， China;

3.Guangdong Polytechnic of Science and Trade， Guangzhou 510430， China）

Abstract： Using Syzygium Samarangense as raw material， pH value and superoxide dismutase activity as the indicator， the study investigated the effects of mixed bacterial ratios， fermentation time， fermentation temperature and sucrose addition on the process of Syzygium Samarangense enzyme. The results showed that when the ratio of lactic acid bacteria to yeast is 1∶2， the fermentation time is 48 h， the fermentation temperature is 31 ℃， and the sucrose addition is 6%， the pH value of wax apple enzyme was moderate， and the activity of superoxide dismutase was the highest， （181.67±5.31） U·mL-1. The physicochemical and microbiological indicators of the Syzygium Samarangense enzyme produced in this experiment meet national standards， and it exhibits good sensory quality. It has a promising market application potential and can serve as a reference for the production and deep processing of Syzygium Samarangense.

Keywords： Syzygium Samarangense; enzyme; superoxide dismutase; fermentation process

蓮霧，又名水蒲桃、洋蒲桃、爪哇蒲桃等，其果實呈圓錐形，果皮呈乳白、粉紅或深紅色，肉質(zhì)細膩，清甜爽口，是我國海南、廣東和廣西等地的常見水果[1]。近年來諸多學(xué)者開展對蓮霧的研究，發(fā)現(xiàn)蓮霧具有很高的營養(yǎng)及保健價值。戚家棟[2]發(fā)現(xiàn)蓮霧是一種值得開發(fā)的新型花色苷色素資源。王曉紅[3]和鄧博一等[4]測定了蓮霧果實的營養(yǎng)成分，發(fā)現(xiàn)蓮霧含17種氨基酸，包括7種人體必需氨基酸，而且富含維生素C、果皮花青素、礦物質(zhì)元素。蓮霧富含萜烯類、醇類、酮類和酯類化合物，在異常糖代謝疾病、抗炎鎮(zhèn)痛、保護內(nèi)臟細胞損失、抗氧化和抗癌等方面具有一定的療效[5]。

蓮霧營養(yǎng)成分含量高，富含活性物質(zhì)，經(jīng)濟價值和保健價值較高。但其果實收成期短、難貯藏、加工程度低，嚴重影響了蓮霧的加工利用。已有學(xué)者探索蓮霧深加工工藝，以提高蓮霧的附加值。例如，方曉純等[6]利用5種商用醋酸菌種分別發(fā)酵，制備風(fēng)味獨特的蓮霧果醋。為進一步提升蓮霧產(chǎn)品的質(zhì)量，滿足不同消費者的需要，仍需豐富加工產(chǎn)品的種類。本試驗以蓮霧為發(fā)酵物料，采取乳酸菌與酵母菌混合發(fā)酵的方式，探究混菌比例、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度及蔗糖添加量對蓮霧酵素超氧化物歧化酶活性及pH值的影響，以期得到蓮霧酵素的最佳發(fā)酵工藝條件，為蓮霧的開發(fā)利用提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮蓮霧果實（百果園超市）；釀酒酵母（淘寶網(wǎng)：川秀旗艦店）；乳酸菌（淘寶網(wǎng)：川秀旗艦店）；焦性沒食子酸（分析純，上海麥克林生化科技股份有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

水浴鍋（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；恒溫培養(yǎng)箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；UV745紫外分光光度計（上海佑科儀器儀表有限公司）；離心機（湖南湘儀科技有限公司）；pH計（上海雷磁）。

1.3 實驗方法

1.3.1 蓮霧酵素制作工藝流程

蓮霧酵素制作工藝流程為蓮霧→清洗→榨汁→過濾→加糖→裝瓶→殺菌→冷卻→接種→恒溫發(fā)酵→檢測→成品。

1.3.2 菌種比例對蓮霧酵素的影響

量取100 mL蓮霧果汁于250 mL無菌藍蓋瓶中，加入6%蔗糖，80 ℃巴氏殺菌20 min，按3%（v/v）接種量接入不同菌種液（乳酸菌∶酵母菌為1∶1、2∶1、1∶2及1∶3），25 ℃避光發(fā)酵48 h。發(fā)酵液離心（8 000 r·min-1，10 min）后，測定pH值及超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）的酶活力。

1.3.3 發(fā)酵時間對蓮霧酵素的影響

量取100 mL蓮霧果汁于250 mL無菌藍蓋瓶中，加入6%蔗糖，80 ℃巴氏殺菌20 min，按3%（v/v）接種量接入混合菌液（乳酸菌∶酵母菌=1∶1），分別置于25 ℃避光發(fā)酵12 h、24 h、48 h和72 h。發(fā)酵液離心（8 000 r·min-1，10 min）后，測定pH值及SOD酶活力。

1.3.4 發(fā)酵溫度對蓮霧酵素的影響

量取100 mL蓮霧果汁于250 mL無菌藍蓋瓶中，加入6%蔗糖，80 ℃巴氏殺菌20 min，按3%（v/v）接種量接入混合菌液（乳酸菌∶酵母菌=1∶1），分別置于25 ℃、31 ℃、37 ℃及42 ℃避光發(fā)酵48 h。發(fā)酵液離心（8 000 r·min-1，10 min）后，測定pH值及SOD酶活力。

1.3.5 蔗糖添加量對蓮霧酵素的影響

量取100 mL蓮霧果汁于250 mL無菌藍蓋瓶中，分別加入0%、3%、6%及9%蔗糖，80 ℃巴氏殺菌20 min，按3%（v/v）接種量接入混合菌液（乳酸菌∶酵母菌=1∶1），分別置于25 ℃避光發(fā)酵48 h。發(fā)酵液離心（8 000 r·min-1，10 min）后，測定pH值及SOD酶活力。

1.3.6 SOD 酶活力測定

25℃條件下1 mL反應(yīng)液中每分鐘抑制鄰苯三酚自氧化速率50%所需酶量為一個活力單位[7]。

（1）鄰苯三酚的自氧化速率測定。分別取4.5 mL 0.05 mol·L-1 Tris-HCI緩沖液、4.2 mL蒸餾水、1 mL 10 mmol·L-1 EDTA-Na2溶液，混勻后在25 ℃水浴中保溫20 min，取出后立即移取0.3 mL于25 ℃預(yù)熱過的鄰苯三酚溶液中，迅速搖勻，倒入光徑1 cm的比色杯內(nèi)。用10 mmol·L-1 HCl做空白，在325 nm波長處每隔30 s測光密度值A(chǔ)325，連續(xù)讀數(shù)4 min，計算出每分鐘A325的增值，即為鄰苯三酚自氧化速率。

（2）樣品光密度值變化速率測定。分別取

4.5 mL 0.05 mol·L-1 Tris-HCI緩沖液、0.2 mL發(fā)酵液、

4.0 mL蒸餾水和1 mL 10 mmol·L-1 EDTA-Na2溶液，混勻后在25 ℃水浴中保溫20 min，取出后立即移取0.3 mL于25 ℃預(yù)熱過的鄰苯三酚溶液中，迅速搖勻，倒入光徑1 cm的比色杯內(nèi)。用10 mmol·L-1 HCl做空

白，在325 nm波長處每隔30 s測光密度值A(chǔ)325，連續(xù)讀數(shù)4 min，計算出每分鐘A325的增值，從而計算加酶后鄰苯三酚自氧化速率。SOD酶活力的計算公式為

（1）

式中：OD1為鄰苯三酚的自氧化速率；OD2為加酶后鄰苯三酚自氧化速率；V1為反應(yīng)液總體積，

mL；V2為樣液體積，mL；n為樣液稀釋倍數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌種比例對蓮霧酵素的影響

菌種配比會影響蓮霧酵素的發(fā)酵效果，在混菌發(fā)酵中不同菌種的生長也會相互影響。由圖1可知，乳酸菌和酵母菌的接種比例對酵素pH值影響不大，對SOD酶活力影響較大。當(dāng)乳酸菌∶酵母菌=1∶2時，SOD酶活力最高，此時酶活力達

（175±4.08） U·mL-1。由此可見，混合菌種最佳配比為乳酸菌∶酵母菌=1∶2。

2.2 發(fā)酵時間對蓮霧酵素的影響

發(fā)酵時間與菌種繁殖數(shù)量、營養(yǎng)物質(zhì)消耗情況、產(chǎn)物合成相關(guān)，發(fā)酵時間的長短會直接影響發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量和產(chǎn)量。由圖2可知，發(fā)酵時間為12～48 h時，蓮霧酵素中SOD活性隨發(fā)酵時間的延長逐步提高，pH值隨發(fā)酵時間延長逐步下降；當(dāng)發(fā)酵時間繼續(xù)延長時，蓮霧酵素中SOD活性變化不大，pH值略有上升。當(dāng)發(fā)酵時間為48 h時，蓮霧酵素中SOD活性最高，達（174.67±3.68） U·mL-1。因此，最適發(fā)酵時間

為48 h。

2.3 發(fā)酵溫度對蓮霧酵素的影響

環(huán)境溫度對發(fā)酵菌株的繁殖速度、產(chǎn)物產(chǎn)率、生物代謝都有一定影響。由圖3可知，pH值受發(fā)酵溫度影響較小，SOD活性受溫度變化影響大。當(dāng)發(fā)酵溫度為25～31 ℃時，蓮霧酵素中SOD活性隨發(fā)酵溫度升高逐步提高；當(dāng)發(fā)酵溫度為31 ℃時，蓮霧酵素中SOD活性最高，達（181.67±5.31） U·mL-1。當(dāng)發(fā)酵溫度超過31 ℃時，SOD活性降低。因此，最適發(fā)酵溫度為31 ℃。

2.4 蔗糖添加量對蓮霧酵素的影響

蔗糖添加量會影響酶促反應(yīng)底物的含量以及發(fā)酵液中殘?zhí)堑暮浚崽翘砑恿坎蛔銜绊懢晟L，而過高的蔗糖添加量會抑制發(fā)酵過程中菌株的生長繁殖。由圖4可知，未添加蔗糖時，發(fā)酵液pH值較高，SOD酶活性最低。當(dāng)蔗糖添加量為3%時，pH值降低至3.76，當(dāng)繼續(xù)增大蔗糖量時，發(fā)酵液的pH值基本不變，可能是此時發(fā)酵液pH已降至最低。當(dāng)蔗糖添加量為6%時，SOD活性最高，達

（177±7.79） U·mL-1。因此，最適蔗糖添加量為6%。

2.5 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.5.1 感官指標(biāo)

所制備的蓮霧酵素色澤為粉紅色，組織呈液態(tài)狀，形態(tài)均勻、澄清透明，有蓮霧特有的清香氣，無可見外來雜質(zhì)，符合《植物酵素》（QB/T 5323—2018）[8]的要求。

2.5.2 理化指標(biāo)

最優(yōu)工藝產(chǎn)品的pH值為3.86，乙醇含量為0.1%。符合《植物酵素》（QB/T 5323—2018）[8]的要求。

2.5.3 微生物指標(biāo)

符合《食用植物酵素》（T/CBFIA 08003—2017）的要求。微生物指標(biāo)及結(jié)果見表1[9]。

3 結(jié)論

本試驗以蓮霧為原料，采取乳酸菌與酵母菌混合發(fā)酵的方式，探究混菌比例、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度及蔗糖添加量對蓮霧酵素超氧化物歧化酶活性及pH值的影響。結(jié)果表明，接種量為3%的條件下，混菌比例（乳酸菌∶酵母菌）為1∶2，發(fā)酵時間是48 h，發(fā)酵溫度為31 ℃，蔗糖添加量為6%時，蓮霧酵素的pH值適中，SOD活性最高[（181.67±5.31）U·mL-1]。

本實驗制得蓮霧酵素理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，感官品質(zhì)良好，具有較好的市場應(yīng)用前景，可為蓮霧的生產(chǎn)制備及精深加工提供參考

依據(jù)。

參考文獻

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[3]王曉紅.蓮霧的營養(yǎng)成分分析[J].中國食物與營養(yǎng)，2006（4）：53-54.

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[9]中國生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會.食用植物酵素：T/CBFIA 08003—2017[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.