食用酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性研究進(jìn)展

周文釗，黃文平,2，張 華, ，祁俊生，周 濃，陳天福，郭冬琴

（1.重慶三峽學(xué)院生物與食品工程學(xué)院三峽庫(kù)區(qū)道地中藥材綠色種植與深加工重慶市工程實(shí)驗(yàn)室，重慶 404020；2.重慶市萬(wàn)州食品藥品檢驗(yàn)所，重慶 404199；3.重慶市萬(wàn)州區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，重慶 404120）

酵素一詞最早是由Kuhne 于1877 年提出的，用詞為Enzyme，指的是“在酵母中”的意思，而漢語(yǔ)中“酵素”的稱呼則是來(lái)源于日本，最早是在日本學(xué)者山內(nèi)慎所做的《保健食品袖珍典》（保健食品ミニバブル）中有所表述，其概念是植物之酶的提取物。酵素按其用途可分為食用酵素、環(huán)保酵素、日化酵素、農(nóng)用酵素、飼用酵素和其他酵素[1]。在我國(guó)食用植物酵素是指可以用于食品加工的植物為主要原料，添加或不添加輔料，經(jīng)微生物發(fā)酵制得的含有特定生物活性成分的可供人類食用的酵素產(chǎn)品[1]。食用酵素依據(jù)發(fā)酵原料類型不同分為單一型酵素和復(fù)合型酵素[2]，以其產(chǎn)品形態(tài)分為液態(tài)、膏狀、干粉狀態(tài)和片塊型酵素[3]。研究表明食用酵素具有多種生理作用和功能活性，例如具有抗氧化活性[4]、提高免疫力[5]、降脂[6]、減肥[7]、解酒護(hù)肝[8]、改善腸道環(huán)境[9]、抑菌[10-11]、改善視力[12]、促凝血[13]等作用。而其主要的活性成分包括蛋白質(zhì)與多肽類、單糖類、多糖類、維生素類、氨基酸類、酚酸類、黃酮類、類胡蘿卜素以及有機(jī)硫化物和萜類化合物等[14-15]。

關(guān)于食用植物酵素產(chǎn)品的制備是一個(gè)復(fù)雜的體系，其制備工藝、品質(zhì)優(yōu)化及維持其穩(wěn)定性是酵素新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)[16]。關(guān)于酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性的研究，主要涉及產(chǎn)品功能活性及品質(zhì)在一定條件下的穩(wěn)定性[17-18]。酵素食品的穩(wěn)定性，不僅影響食品的感官評(píng)價(jià)和產(chǎn)品貨架期，而且還影響著食品的健康品質(zhì)，與人體健康與營(yíng)養(yǎng)有著直接的聯(lián)系[19]。因此本文主要針對(duì)國(guó)內(nèi)外食用酵素穩(wěn)定性的相關(guān)研究，對(duì)食用酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性的相關(guān)檢測(cè)指標(biāo)、影響食用酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性的相關(guān)因素和提高食用酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性的方法進(jìn)行綜述，并且就如何提高酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性給出建議，為后續(xù)酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性的相關(guān)研究提供理論參考。

1 酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性的相關(guān)檢測(cè)指標(biāo)

酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性的相關(guān)檢測(cè)模型和指標(biāo)，主要有預(yù)測(cè)貨架期動(dòng)力學(xué)模型、感官評(píng)價(jià)、pH 指標(biāo)、功能檢測(cè)、活性成分含量和益生菌含量等檢測(cè)指標(biāo)，下文將對(duì)酵素產(chǎn)品檢測(cè)中不同檢測(cè)指標(biāo)的分類及研究進(jìn)展進(jìn)行梳理總結(jié)。

1.1 貯藏穩(wěn)定性模型和指標(biāo)

1.1.1 預(yù)測(cè)貨架期動(dòng)力學(xué)模型的建立 關(guān)于食品在貯藏過(guò)程中的品質(zhì)變化及食品的貨架期預(yù)測(cè)，動(dòng)力學(xué)模型被廣泛運(yùn)用[20-23]。其中將一級(jí)方程與Arrhenius方程結(jié)合預(yù)測(cè)食品保質(zhì)期是基于食品內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行建模的方法[21]。曾光[24]通過(guò)貨架期的預(yù)測(cè)模型對(duì)酵素的自然發(fā)酵和接種發(fā)酵進(jìn)行了比較，最后得出了綜合評(píng)價(jià)模型。白琳等[25]在研究藍(lán)莓酵素穩(wěn)定性的試驗(yàn)中也通過(guò)貨架期的預(yù)測(cè)模型，計(jì)算出不同溫度下的藍(lán)莓酵素產(chǎn)品的貨架期。一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程及Arrhenius 方程如公式（1）、公式（2）所示。

式中，A 為貯藏t d 的指標(biāo)數(shù)值含量；A0為貯藏前的指標(biāo)初始值含量；k 反應(yīng)速率常數(shù)；t 為貯藏時(shí)間。

式中，k 為反應(yīng)速率常數(shù)；k0為方程指前因子；Ea 表示活化能（kJ/mol）；T 表示絕對(duì)溫度（K）；R 為氣體常數(shù)[R=8.314 J/（mol·K）]。

在獲得貯藏t d 的指標(biāo)數(shù)值含量后，通過(guò)公式（3）可以得出相應(yīng)溫度下的預(yù)測(cè)貨架期。

式中，SL（shelf life）為預(yù)測(cè)貨架期，單位為d。

在式（1）中，可以將SOD 酶活力和pH 代入，即可得到兩項(xiàng)因素在相應(yīng)發(fā)酵溫度中隨時(shí)間的變化情況。將lnk 作為縱坐標(biāo)，1000/T（T 為絕對(duì)溫度）作橫坐標(biāo)，即可得出酵素在不同貯藏溫度下的Arrhenius 方程，通過(guò)得出的線性方程與公式（2）結(jié)合，即可得出相應(yīng)條件下的Ea 與k0值，再將Ea 與k0值代入公式（3）中，即可得出相應(yīng)SOD 酶活力和pH 的預(yù)測(cè)貨架期。

1.1.2 酵素產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià) 感官評(píng)價(jià)是通過(guò)味覺(jué)、視覺(jué)、嗅覺(jué)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行三方面的評(píng)價(jià)，這是一項(xiàng)評(píng)價(jià)食品是否達(dá)到了一般標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)評(píng)價(jià)指標(biāo)[22]。通過(guò)感官評(píng)價(jià)檢測(cè)，可以直觀地了解到食品的基礎(chǔ)品質(zhì)是否合格，也可以對(duì)食品的基礎(chǔ)性質(zhì)進(jìn)行評(píng)級(jí)對(duì)比。唐敏等[26]對(duì)比了桑葚的復(fù)合與自然發(fā)酵的性質(zhì)，通過(guò)感官評(píng)價(jià)的對(duì)比，證明了復(fù)合發(fā)酵的酵素品質(zhì)優(yōu)于自然發(fā)酵。賀娜等[27]對(duì)自制酵素產(chǎn)品的評(píng)價(jià)中，用感官評(píng)價(jià)進(jìn)行評(píng)級(jí)，結(jié)果表明油橄欖原味酵素的總體感官較好，而核桃玫瑰花酵素的產(chǎn)品中色澤狀態(tài)更為優(yōu)秀。可見(jiàn)感官評(píng)價(jià)是評(píng)價(jià)酵素產(chǎn)品是否符合一般標(biāo)準(zhǔn)的最基礎(chǔ)和最廣泛的方法。

1.1.3 酵素產(chǎn)品的pH 檢測(cè) pH 也是酵素產(chǎn)品在檢測(cè)時(shí)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，合適的pH 可以使酵素產(chǎn)品的感官狀態(tài)更好，并且能減少食用酵素產(chǎn)品中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失[28]。魏玉娟等[29]在哈密瓜酵素的優(yōu)化過(guò)程中，就以pH 作為其中一項(xiàng)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)在pH 為4.5～5.0 產(chǎn)品的狀態(tài)最好，根據(jù)pH 的浮動(dòng)情況得出取10%的哈密瓜量，于30 ℃中發(fā)酵27 h 的情況下，哈密瓜酵素的狀態(tài)最好。pH 也可以作為發(fā)酵過(guò)程中的終點(diǎn)指標(biāo)，洪厚勝等[18]在葡萄果渣發(fā)酵過(guò)程中以pH 為5.0 時(shí)開(kāi)始發(fā)酵，以pH 為3.5 時(shí)作為發(fā)酵終點(diǎn)，在這個(gè)發(fā)酵周期的葡萄果渣酵素狀態(tài)最好。

1.1.4 活性物質(zhì)及益生菌檢測(cè) 食用酵素中的活性物質(zhì)主要包括維生素類、有機(jī)酸類、酶類、總酚、黃酮類、花色苷、蛋白質(zhì)與多肽類、糖類、氨基酸類、類胡蘿卜素、有機(jī)硫化合物、萜類化合物等。通過(guò)搜集CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)檢索相關(guān)文獻(xiàn)，截止到2023 年4 月，酵素相關(guān)研究共計(jì)3959 條，其中和活性物質(zhì)檢測(cè)相關(guān)的文獻(xiàn)為983 條，統(tǒng)計(jì)出以酶類物質(zhì)、維生素類物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)、蛋白質(zhì)與多肽類物質(zhì)、氨基酸類物質(zhì)、糖類物質(zhì)、有機(jī)酸類物質(zhì)、益生菌及其他活性物質(zhì)成分作為活性物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量分別為229 條、179 條、118 條、111 條、100 條、79 條、73 條、40 條及54 條，分別占比為23.30%、18.21%、12.00%、11.29%、10.17%、8.04%、7.43%、4.07%及5.49%。

總體來(lái)看，以酶類、維生素類和黃酮類物質(zhì)作為活性物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)的研究占比較多，其中，又以酶類及維生素類檢測(cè)為最多（詳細(xì)見(jiàn)圖1）。

圖1 酵素產(chǎn)品性物質(zhì)檢測(cè)及益生菌檢測(cè)的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量Fig.1 Number of relevant literature on the detection of enzyme products and probiotics

酵素中的功效酶主要涉及到淀粉酶、纖維素酶、蛋白質(zhì)酶、果膠酶和超氧化物歧化酶等[30-31]，秦宇蒙等[30]在研究番茄酵素發(fā)酵過(guò)程酶類變化的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵不僅可以提升酶活性，還可以增強(qiáng)活性物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。芮蓬[32]在研究中發(fā)現(xiàn)，在酵素產(chǎn)品中的糖類主要包括還原糖、淀粉。益生菌檢測(cè)指標(biāo)主要有乳酸菌、酵母菌、醋酸菌；氨基酸中主要變化的是天冬氨酸和天冬酰胺。維生素的檢測(cè)指標(biāo)通常包含維生素B2、B6[27]、維生素C 與維生素E[33]等。黃酮類物質(zhì)的檢測(cè)主要集中在總黃酮上，也有研究是主要檢測(cè)其異黃酮的含量指標(biāo)[34]。章昱等[35]在鐵皮石斛葉酵素活性物質(zhì)變化的研究中以黃酮、多酚的含量為指標(biāo)，得出酵素在第10 d 的綜合指標(biāo)最好，并得出酵素產(chǎn)品的發(fā)酵過(guò)程以活性物質(zhì)為指標(biāo)的方法可行。酵素中含有很多對(duì)產(chǎn)品有益的活性成分和有益菌，高潔等[36]在研究進(jìn)展中表明酵素中的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為生物酶、乳酸菌、酵母菌，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)對(duì)人體健康有著很多益處，陳小偉等[37]對(duì)總酚、總黃酮、總酸及有機(jī)酸等物質(zhì)發(fā)酵前后進(jìn)行對(duì)比，得出草莓酵素發(fā)酵前后活性物質(zhì)的變化狀態(tài)，從而證明草莓酵素具有很高的營(yíng)養(yǎng)性。總的來(lái)說(shuō)，對(duì)活性成分和益生菌的檢測(cè)，既可以將其作為營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，又可以通過(guò)其變化掌握酵素發(fā)酵過(guò)程中的狀態(tài)。

1.1.5 功能檢測(cè) 食用酵素具有多種生理功能和生物活性。通過(guò)CNKI 查詢，截止到2023 年4 月，酵素相關(guān)文獻(xiàn)為3959 條，與功能檢測(cè)相關(guān)的文獻(xiàn)為753 條。主要涉及抗氧化活性檢測(cè)、免疫功能檢測(cè)、腸道環(huán)境檢測(cè)、減肥能力檢測(cè)和抑菌能力檢測(cè)等。

其中以抗氧化活性為檢測(cè)指標(biāo)的相關(guān)文獻(xiàn)最多，為368 條，占到功能檢測(cè)相關(guān)文獻(xiàn)的48.87%；其次是以免疫功能為檢測(cè)指標(biāo)的相關(guān)文獻(xiàn)，為120 條，占功能檢測(cè)相關(guān)的文獻(xiàn)的15.94%；之后是以改善腸道環(huán)境能力檢測(cè)指標(biāo)的文獻(xiàn)為102 條，占功能檢測(cè)相關(guān)的文獻(xiàn)的13.55%；再次是以減肥能力為檢測(cè)指標(biāo)的相關(guān)文獻(xiàn)為79 條，占功能檢測(cè)相關(guān)的文獻(xiàn)的10.50%；再然后是檢測(cè)抑菌能力的相關(guān)文獻(xiàn)為63 條，占功能檢測(cè)相關(guān)的文獻(xiàn)的8.37%，最后是其他功能占相關(guān)的文獻(xiàn)2.77%（詳細(xì)見(jiàn)圖2）。

圖2 酵素產(chǎn)品檢測(cè)功能活性的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量Fig.2 Number of relevant literature on the detection of functional activity of enzyme products

對(duì)于食用酵素的抗氧化活性檢測(cè)指標(biāo)主要包括SOD 酶活力的測(cè)定、羥自由基清除能力的測(cè)定、DPPH 自由基清除能力的測(cè)定、還原力的測(cè)定、超氧陰離子自由基清除能力的測(cè)定、ABTS+自由基清除能力的測(cè)定[38-40]。在抗氧化性的測(cè)定中，多用兩種或兩種以上的方法進(jìn)行測(cè)定，其中，SOD 酶活力的測(cè)定、羥自由基清除能力的測(cè)定、DPPH 自由基清除能力的測(cè)定三種方法的使用次數(shù)較多，例如在響應(yīng)面法優(yōu)化金刺梨酵素發(fā)酵工藝的試驗(yàn)中，以SOD 酶活力和DPPH 自由基清除能力作為抗氧化能力的指標(biāo)[41]；在霍山石斛酵素發(fā)酵過(guò)程中抗氧化性能的變化的試驗(yàn)中，又以羥基自由基清除能力和ABTS+自由基清除能力以及SOD 酶活力作為抗氧化能力的指標(biāo)[42]；而在響應(yīng)面法優(yōu)化櫻桃酵素的發(fā)酵工藝及抗氧化活性研究的試驗(yàn)中，又將SOD 酶活力和DPPH 自由基清除能力作為抗氧化活性的指標(biāo)[43]；付龍威等[44]在發(fā)酵過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)枇杷酵素的抗氧化活性（羥自由基清除率、ABTS+自由基清除率、DPPH 自由基清除率和超氧陰離子自由基清除率）得到了枇杷酵素自然發(fā)酵過(guò)程中的有機(jī)酸變化和抗氧化活性變化。

改善腸道環(huán)境能力的檢測(cè)主要通過(guò)檢測(cè)腸道菌群數(shù)量的變化，其中益生菌的數(shù)量越高，證明酵素對(duì)腸道環(huán)境的改善能力越強(qiáng)[45]。減肥能力檢測(cè)是通過(guò)喂養(yǎng)大鼠，以大鼠前后的體重、體內(nèi)脂肪含量和體脂比來(lái)進(jìn)行測(cè)算[46]。抑菌指標(biāo)檢測(cè)是通過(guò)選定一種指示菌，再以比濁法指示菌的抑制作用和效果進(jìn)行測(cè)定，最終通過(guò)菌落總數(shù)為指標(biāo)，通過(guò)前后對(duì)比來(lái)表明抑菌的能力大小[47-48]。

1.2 安全性指標(biāo)

酵素產(chǎn)品主要的安全指標(biāo)包括甲醇、亞硝酸鹽及致病菌種安全性，下文將對(duì)不同安全指標(biāo)的危害和限量進(jìn)行總結(jié)梳理。

1.2.1 甲醇 水果中含有果膠，在酵素發(fā)酵過(guò)程中，因微生物作用，果膠發(fā)酵后會(huì)產(chǎn)生甲醇。在健康人體內(nèi)，發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)量甲醇會(huì)給人體帶來(lái)極大的傷害，甲醇含量達(dá)到100 mg/kg 時(shí)，人體就會(huì)產(chǎn)生中毒反應(yīng)，如若攝入量達(dá)到0.3～1 g/kg，就會(huì)造成死亡，也就是說(shuō)，一個(gè)體重為60 kg 的成年人如果不小心攝入6 g 甲醇就會(huì)引起中毒，如果達(dá)到了18～60 g 即會(huì)致死[49]。因此發(fā)酵過(guò)程中要對(duì)甲醇的含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。李紅等[50]在評(píng)價(jià)蘋(píng)果酵素安全性時(shí)，將甲醇含量作為其中一項(xiàng)安全指標(biāo)，選擇最合適的發(fā)酵溫度，結(jié)果表明，在10～35 ℃的區(qū)間中，甲醇含量隨著溫度的升高而升高，在35 ℃時(shí)甲醇含量達(dá)到最高，最終選擇了10～25 ℃的發(fā)酵溫度來(lái)進(jìn)行發(fā)酵，在酵素制作環(huán)節(jié)，檢測(cè)甲醇含量是非常重要的。

1.2.2 亞硝酸鹽 亞硝酸鹽是一種具有毒性的產(chǎn)品，成年人攝入亞硝酸鹽達(dá)到0.3～0.5 g 就會(huì)出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，達(dá)到1.0～3.0 g 時(shí)就會(huì)有致死風(fēng)險(xiǎn)[51]。在發(fā)酵過(guò)程中，蔬菜水果制品容易產(chǎn)生亞硝酸鹽，在酵素產(chǎn)品中菌種的種類、數(shù)量不能做到精確控制，容易造成亞硝酸鹽含量超標(biāo)。即將施行的GB 2762-2022《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物的限量》中的蔬菜及其制品中亞硝酸鹽含量限量為20 mg/kg，在制作食用酵素產(chǎn)品時(shí)，不得超過(guò)此限值[52]。亞硝酸鹽含量在酵素發(fā)酵期間是不斷變化的，很多科研人員對(duì)此進(jìn)行了探究和利用。楊吉慧[53]通過(guò)檢測(cè)亞硝酸鹽的含量變化來(lái)確定自制酵素產(chǎn)品的安全性和發(fā)酵方式。常桂芳等[54]對(duì)冬瓜酵素和蒲公英酵素在發(fā)酵期間亞硝酸鹽含量的變化進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，冬瓜酵素和蒲公英酵素分別在發(fā)酵36 和60 h 的時(shí)候，亞硝酸鹽的含量最高，而隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，亞硝酸鹽的含量逐漸降低，因此，根據(jù)亞硝酸鹽含量的變化制定了發(fā)酵周期。在制作食用酵素時(shí)，對(duì)亞硝酸鹽的含量進(jìn)行測(cè)定，是一項(xiàng)非常重要的安全標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.3 致病菌種安全性 菌落總數(shù)是評(píng)估食物衛(wèi)生安全的重要品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之一，它可以反映出食品是否被污染或者腐敗，是預(yù)測(cè)食品貨架期實(shí)驗(yàn)中必檢的項(xiàng)目之一[22]。酵素在發(fā)酵過(guò)程中，因?yàn)槲⑸锏姆N類和數(shù)量不受控制，因此在操作或者原材料上極可能混入雜菌，例如霉菌會(huì)產(chǎn)生展青霉素，它會(huì)對(duì)人體的內(nèi)臟造成極大損害。李勇等[55]在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，展青霉素會(huì)毒害神經(jīng)并且有一定的致癌性，會(huì)破壞免疫系統(tǒng)。食用酵素發(fā)酵過(guò)程中易于產(chǎn)生的致病菌主要有金黃色葡萄球菌、沙門(mén)氏菌、大腸桿菌和霉菌。根據(jù)酵素國(guó)標(biāo)GB 4789.1-2016 規(guī)定，酵素產(chǎn)品內(nèi)的菌落總數(shù)不超過(guò)102～103CFU/g（mL）、大腸桿菌不超過(guò)1～10 CFU/g（mL）、金黃色葡萄球菌不超過(guò)102CFU/g（mL）、霉菌不得超過(guò)20～50 CFU/g（mL）、不得查出沙門(mén)氏菌[56]。在很多實(shí)驗(yàn)中，研究人員都會(huì)檢測(cè)其中兩種或兩種以上的致病菌含量，來(lái)確定其致病菌種的安全性。例如，在葡萄皮西瓜皮復(fù)合酵素加工工藝的研究中，在安全性上就檢測(cè)了大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和沙門(mén)氏菌的含量，以確保此工藝生產(chǎn)出的食用酵素產(chǎn)品的安全性[57]。為確保食用酵素發(fā)酵產(chǎn)品的安全性，致病菌的安全性檢測(cè)是必不可少的一環(huán)。

2 影響食用酵素穩(wěn)定性的因素

影響食用酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性的因素包括生產(chǎn)工藝條件（發(fā)育菌種和發(fā)酵時(shí)間）、食用酵素產(chǎn)品后加工、貯藏環(huán)境等，其中發(fā)酵菌種因素影響較大[58]。

2.1 生產(chǎn)工藝條件

2.1.1 發(fā)酵菌種 自然發(fā)酵具有不確定性，可能受到其他微生物的污染，導(dǎo)致最終成品的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分的變化，最終可能致使產(chǎn)品的性質(zhì)和口味不理想[59]。選育良好的菌種，確定優(yōu)勢(shì)菌種，能夠更加精確的控制發(fā)酵進(jìn)程，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的良好性質(zhì)，并且能夠準(zhǔn)確得出目標(biāo)產(chǎn)品，同時(shí)使產(chǎn)品安全可靠[60]。因此，發(fā)酵菌種的選育優(yōu)化是食用酵素發(fā)酵工藝中的重要環(huán)節(jié)，有利于酵素產(chǎn)品的穩(wěn)定[61]。目前，在酵素發(fā)酵中，植物乳桿菌、乳酸菌、酵母菌和醋酸菌用到的較多，而混合菌種發(fā)酵在當(dāng)今的研究中，也開(kāi)始不斷增多。以發(fā)酵效果來(lái)說(shuō)，不同的菌種可以制造出不同感官性狀的產(chǎn)品，相比較而言，酵母菌是傳統(tǒng)的發(fā)酵菌種，用酵母菌制備的酵素產(chǎn)品更符合大眾口感，發(fā)酵方法也比較穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品保質(zhì)期更長(zhǎng)[62]，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高。乳酸菌發(fā)酵可以改善產(chǎn)品風(fēng)味，獲得獨(dú)特的感官性狀[63]。另外，植物乳桿菌有著很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，以植物乳桿菌發(fā)酵的產(chǎn)品有著能促進(jìn)健康的效果[64]。不同的發(fā)酵菌種對(duì)產(chǎn)品本身有著不同的功效，不同的菌種所制備的酵素產(chǎn)品也有著不同的風(fēng)味，選取菌種時(shí)要依據(jù)其本身性質(zhì)和產(chǎn)品特性來(lái)決定。

2.1.2 發(fā)酵時(shí)間 酵素發(fā)酵時(shí)間受酵素種類、發(fā)酵方法、環(huán)境等因素的影響，不同酵素或者不同的條件都會(huì)影響酵素的最終發(fā)酵時(shí)間，發(fā)酵時(shí)間的合理調(diào)整是增強(qiáng)酵素品質(zhì)的有效手段。范昊安等[65]研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，蘋(píng)果酵素發(fā)酵時(shí)，隨著發(fā)酵時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，酵素的抗氧化活性也在不斷升高，當(dāng)蘋(píng)果梨酵素的發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)到140 d 時(shí)，總酚、有機(jī)酸等成分達(dá)到最高值。表明食用酵素可以通過(guò)延長(zhǎng)其發(fā)酵時(shí)間來(lái)提高其抗氧化活性，進(jìn)而增強(qiáng)其穩(wěn)定性。陳小偉等[37]發(fā)現(xiàn)草莓酵素發(fā)酵時(shí)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，草莓酵素的DPPH 自由基、羥基自由基和ABTS+自由基的清除能力在不斷加強(qiáng)，因此產(chǎn)品的總抗氧化活性不斷增強(qiáng)，草莓酵素的貯藏期也在延長(zhǎng)，在草莓酵素發(fā)酵的過(guò)程中，前20 d 產(chǎn)品的各項(xiàng)性質(zhì)緩慢變化，在20～30 d 時(shí)，產(chǎn)品的性質(zhì)變化最為劇烈，在30 d 時(shí)發(fā)酵到達(dá)終點(diǎn)，這時(shí)的藍(lán)莓酵素性質(zhì)最為穩(wěn)定。付龍威等[44]在發(fā)酵過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，枇杷酵素的抗氧化活性（羥自由基清除率、ABTS+自由基清除率、DPPH 自由基清除率和超氧陰離子自由基清除率）均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，最終確定在發(fā)酵40 d 時(shí)枇杷酵素的抗氧化活性最高，性質(zhì)最穩(wěn)定。但是藍(lán)莓酵素花青素含量穩(wěn)定性研究試驗(yàn)顯示，發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)，藍(lán)莓發(fā)酵液的花青素含量越低，花青素的損失越高，藍(lán)莓酵素在發(fā)酵36 h 時(shí)達(dá)到最好的狀態(tài)[17]。可見(jiàn)發(fā)酵時(shí)間在一定范圍內(nèi)的延長(zhǎng)有助于增強(qiáng)酵素穩(wěn)定性，但也要依據(jù)酵素種類和檢測(cè)指標(biāo)的不同而有所調(diào)整。

2.2 食用酵素產(chǎn)品的后加工

食用酵素產(chǎn)品的后加工對(duì)其穩(wěn)定性也有著重要的影響，后加工殺菌工藝不完善，導(dǎo)致市售酵素大多存在益生菌缺乏、生物酶活性弱、風(fēng)味不佳等缺點(diǎn)，殺菌后質(zhì)量不穩(wěn)定。

在酵素產(chǎn)品的滅菌方式中，主要的的滅菌方式為高壓蒸汽滅菌、巴氏滅菌、化學(xué)試劑輔助滅菌、輻照以及微波滅菌等。目前應(yīng)用最廣泛的殺菌方式依舊是高壓蒸汽滅菌和巴氏滅菌。巴氏殺菌屬于低溫殺菌法，在保證殺死病原菌的同時(shí)也保留了食品中大多數(shù)的營(yíng)養(yǎng)成分，梁翻[66]對(duì)酵素飲料質(zhì)量分析中發(fā)現(xiàn)，時(shí)間合適的巴氏殺菌不僅能很好地完成殺菌作用，還能對(duì)酵素飲料的狀態(tài)和口感進(jìn)行優(yōu)化。超高溫瞬時(shí)滅菌屬于高溫殺菌法，能十分有效地殺滅殘存在產(chǎn)品中的微生物和致病菌，張笑瑩[67]在研究滅菌對(duì)梨酵素活性物質(zhì)和穩(wěn)定性的影響中證實(shí)超高溫高壓殺菌可以有效的留存活性物質(zhì)，并且能很好地延長(zhǎng)貨架期。微波加熱能大大縮短熱加工時(shí)間、提高食品品質(zhì)，微波滅菌技術(shù)應(yīng)用于包裝食品可以克服傳統(tǒng)罐裝食品風(fēng)味品質(zhì)低的缺陷，并可在常溫下長(zhǎng)期貯存[68]。舒旭晨[69]在研究石斛酵素的制備方法中，根據(jù)石斛鮮條紫外滅菌、次氯酸鈉滅菌和高壓蒸汽滅菌的最終效果中發(fā)現(xiàn)，只有高壓蒸汽滅菌法能夠完全去除石斛鮮條內(nèi)的各種內(nèi)生菌。可見(jiàn)傳統(tǒng)的高熱殺菌方式對(duì)去除內(nèi)生菌有著明顯的效果，而一些新興的非熱殺菌技術(shù)可以很好地保存酵素產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)活性，在實(shí)際應(yīng)用中，要充分考慮到所制備的食用酵素產(chǎn)品特性來(lái)進(jìn)行選擇。

另外改變產(chǎn)品形態(tài)等后加工方式也可以提高酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性。液態(tài)酵素具有不穩(wěn)定性，易受到致病菌和雜菌侵襲的性質(zhì)，并且不易于運(yùn)輸和存儲(chǔ)。固態(tài)的酵素產(chǎn)品能夠很好的保持其營(yíng)養(yǎng)性質(zhì)，方便運(yùn)輸和儲(chǔ)存[70]。因此在以食用酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性為標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，固態(tài)酵素產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)更大，制作粉狀、片狀或塊狀的固態(tài)酵素產(chǎn)品是提高其在貯藏期間穩(wěn)定性的最佳選擇。

2.3 貯藏環(huán)境因素

食用酵素對(duì)周圍環(huán)境十分敏感，在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)受到溫度、光照、氧氣含量的影響。陳天[71]在對(duì)水果酵素貯藏穩(wěn)定性的研究試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在4 ℃的溫度下酵素的穩(wěn)定性最高，在37 ℃最不穩(wěn)定。白琳[17]在進(jìn)行藍(lán)莓酵素飲料的穩(wěn)定性研究時(shí)，將產(chǎn)品以8、25、37 ℃三個(gè)不同的溫度儲(chǔ)藏45 d，結(jié)果表明，儲(chǔ)存條件為8 ℃的產(chǎn)品感官狀態(tài)最好且未檢測(cè)出菌落數(shù)，25 ℃的產(chǎn)品狀態(tài)適中，但檢測(cè)出有菌落存在，37 ℃的產(chǎn)品感官最差且伴有較多的菌落數(shù)。根據(jù)測(cè)定結(jié)果得知，8 ℃儲(chǔ)存的產(chǎn)品在儲(chǔ)存過(guò)程中SOD 酶活力下降幅度最小，pH 的變化幅度也最小，結(jié)果表明，在低溫狀態(tài)下的藍(lán)莓酵素穩(wěn)定性更強(qiáng)、貯藏期更長(zhǎng)。而馮彥君[72]在食用麥苗酵素的研究中發(fā)現(xiàn)，在低溫、避光、無(wú)氧環(huán)境中，總酚含量的損失率以及SOD 酶活力的損失率最低，分別為18.34%和20.43%，通過(guò)對(duì)比得知，此條件下的食用麥苗酵素粉存放時(shí)間更長(zhǎng)、穩(wěn)定性更好。通過(guò)以上試驗(yàn)可發(fā)現(xiàn)食用酵素產(chǎn)品在低溫、避光、無(wú)氧的貯存條件下，可以獲得更高的穩(wěn)定性和更長(zhǎng)的貨架期。

3 提高食用酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性的方法

3.1 生產(chǎn)工藝的優(yōu)化

3.1.1 優(yōu)育菌種與混合菌種發(fā)酵 食用酵素所使用的發(fā)酵菌種包括酵母菌、醋酸菌、霉菌和乳酸菌等[73-74]，在食用酵素的生產(chǎn)中，更多的采用酵母菌、乳酸菌和植物乳桿菌進(jìn)行發(fā)酵，然而根據(jù)想要得到的食用酵素產(chǎn)品特性來(lái)選擇合適的菌種十分關(guān)鍵，對(duì)選擇的菌種進(jìn)行培育，再用于食用酵素的發(fā)酵，可以有效優(yōu)化產(chǎn)品狀態(tài)、提高其穩(wěn)定性[26]。

除了優(yōu)育菌種以外，混菌發(fā)酵也是一種有效的穩(wěn)定酵素產(chǎn)品品質(zhì)的方式。在劉秀娟等[75]進(jìn)行混菌發(fā)酵蘋(píng)果酵素的實(shí)驗(yàn)中，證明酵素發(fā)酵后的性質(zhì)及其穩(wěn)定性與發(fā)酵菌種的選擇有著密切關(guān)聯(lián)。其研究結(jié)果表明，將蘋(píng)果酵素前期在31 ℃發(fā)酵5 h 的條件下進(jìn)行酵母菌發(fā)酵，再接種植物乳桿菌，在34 ℃條件下進(jìn)行最后為期5 h 的發(fā)酵，這種方法發(fā)酵的蘋(píng)果酵素效果最好。文獻(xiàn)[76-79]研究顯示酵母菌和植物桿菌存在互利共生的關(guān)系，酵母菌促進(jìn)植物桿菌的生長(zhǎng)，植物桿菌在發(fā)酵中也可以為酵母菌提供碳源，不僅會(huì)使發(fā)酵食品發(fā)酵的更加完整，也可以創(chuàng)造出更為獨(dú)特的風(fēng)味特征，因此近些年，更多的研究人員致力于混合菌種發(fā)酵，以期獲得更好的產(chǎn)品性狀或者更具創(chuàng)新性的產(chǎn)品。由此可見(jiàn)，選擇合適的菌種和發(fā)酵方式對(duì)提高酵素產(chǎn)品的穩(wěn)定性有著十分重要的作用。

3.1.2 適當(dāng)調(diào)整發(fā)酵時(shí)間 發(fā)酵時(shí)間的合理選擇能很好地增強(qiáng)食用酵素的穩(wěn)定性，研究表明，適當(dāng)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間可以使產(chǎn)品的穩(wěn)定性更高[65]，總的來(lái)說(shuō)，在酵素發(fā)酵的最佳時(shí)段中盡量地延長(zhǎng)其發(fā)酵時(shí)間，能夠有效提高其最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性[65]，但不能錯(cuò)過(guò)其最佳發(fā)酵期，因此要合理調(diào)控不同酵素的發(fā)酵時(shí)間。

3.2 加工后處理的選擇

3.2.1 滅菌方式的選擇 酵素產(chǎn)品的殺菌方式多種多樣，殺菌方式的選擇對(duì)于維持產(chǎn)品穩(wěn)定有著積極作用，不同殺菌方式的選擇會(huì)使食用酵素產(chǎn)生不同的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官性狀。低溫殺菌對(duì)產(chǎn)品更加溫和，可以留下更多的活性物質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)，高溫殺菌對(duì)食品結(jié)構(gòu)和活性物質(zhì)破壞比較嚴(yán)重，但是殺菌效果更為徹底[80]，生產(chǎn)中采用巴氏殺菌的方式可以使食用酵素產(chǎn)品的狀態(tài)更好、觀感更佳，但酵素產(chǎn)品的儲(chǔ)藏期和穩(wěn)定性可能不盡人意，而在產(chǎn)品制作中使用高溫滅菌的方式則能滅菌更徹底、酵素產(chǎn)品的穩(wěn)定性更強(qiáng)。

其次，添加化學(xué)試劑進(jìn)行抑菌的后加工方式也可以提高酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性。發(fā)酵過(guò)程優(yōu)勢(shì)菌群是不斷變化的[81]，提高益生菌的占比可以更好地提高酵素產(chǎn)品的穩(wěn)定性，Perricone 等[82]通過(guò)冷藏和添加抗氧化劑，并將成品制成膠囊化產(chǎn)品，有效的提高了益生菌的存活率。Batista 等[83]通過(guò)添加葡萄糖氧化酶來(lái)強(qiáng)化益生菌酸奶的特性，與市售酸奶相比，葡萄糖氧化酶酸奶的乳酸和益生菌培養(yǎng)物活性適宜、pH 較低，雙乙酰、共軛亞油酸和多不飽和脂肪酸的值較高，且產(chǎn)品的穩(wěn)定性有所增強(qiáng)。Rúa 等[84]研究了草本提取物對(duì)6 種益生菌型乳酸菌生存能力的影響，結(jié)果表明圣誕蜜瓜酵素產(chǎn)品的抗氧化成分與植物酚提取物的協(xié)同作用，提高了益生菌乳酸菌在4 ℃冷藏條件下的存活率并增強(qiáng)了此酵素產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

不同的產(chǎn)品有著不同的性質(zhì)和狀態(tài)，具體滅菌方式的選擇要酌情處理，在只考慮產(chǎn)品穩(wěn)定性的情況下，使用高溫滅菌和化學(xué)添加劑輔助滅菌的方式進(jìn)行滅菌的效果更好。

3.2.2 干燥方式的選擇 噴霧干燥、冷凍干燥等方式是傳統(tǒng)的干燥方式，葛朋燁[85]在制作沙棘酵素產(chǎn)品時(shí)，采取了真空冷凍干燥技術(shù)，取得了良好的效果，很好地保存了酵素產(chǎn)品的相關(guān)營(yíng)養(yǎng)性質(zhì)。為保持益生菌活性，Vivek 等[86]對(duì)噴霧干燥的Sohiong 益生菌酵素產(chǎn)品在儲(chǔ)藏期間的物理穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，通過(guò)試驗(yàn)表明了噴霧干燥對(duì)植物乳桿菌有保護(hù)作用。羅奡劼[87]發(fā)現(xiàn)直接噴霧干燥對(duì)酵素產(chǎn)品的穩(wěn)定性效果不好，在研究中采用W/O/W 復(fù)乳化技術(shù)，最終得到了穩(wěn)定性更高的酵素產(chǎn)品。另有研究表明，微膠囊化和納米膠囊化技術(shù)也可用于保護(hù)益生菌免受酸性介質(zhì)的傷害[84]。干燥方式的具體選擇還要以最終產(chǎn)品的要求為主，但在增強(qiáng)酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，噴霧干燥和膠囊化技術(shù)的結(jié)合是現(xiàn)階段的最優(yōu)選擇。

3.3 貯藏條件的合理選擇

通過(guò)2.3 的論述可知，將需要儲(chǔ)存的食用酵素產(chǎn)品置于低溫、避光、無(wú)氧的貯存條件下，可以獲得更高的穩(wěn)定性和更長(zhǎng)的貨架期，而具體需要的溫度、光照強(qiáng)度和氧氣含量還要根據(jù)酵素的種類進(jìn)行微調(diào)，根據(jù)其性質(zhì)進(jìn)行合理的選擇，這樣可以最大限度的增強(qiáng)食用酵素產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

4 結(jié)論與展望

酵素在日常生活中的應(yīng)用愈加廣泛。本文就食用酵素的穩(wěn)定性研究進(jìn)展，從酵素穩(wěn)定性研究指標(biāo)、影響酵素穩(wěn)定性因素以及如何提高穩(wěn)定性幾方面進(jìn)行綜述，可以看出大部分研究選取預(yù)測(cè)貨架期、感官評(píng)價(jià)和抗氧化性來(lái)作為穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。此外，通過(guò)選育合適菌種或混菌發(fā)酵，合理延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，采取合適的滅菌和干燥方式等后處理方式，尤其是考慮高溫滅菌和噴霧干燥的方式，通過(guò)低溫、避光、無(wú)氧的貯藏條件進(jìn)行食用酵素產(chǎn)品的儲(chǔ)藏，在一定程度上有利于提高酵素產(chǎn)品的穩(wěn)定性。后續(xù)就酵素穩(wěn)定性研究建議應(yīng)針對(duì)以下方面：探究?jī)?yōu)勢(shì)菌種的選育；后加工技術(shù)的研究；酵素加工穩(wěn)定性規(guī)程研究。相信隨著對(duì)上述問(wèn)題的深入研究，將有利于食用植物酵素產(chǎn)品穩(wěn)定性提高，促進(jìn)其相關(guān)加工產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展。