益生菌發酵對紅棗汁抗氧化活性、營養品質及香氣的影響

胡貝多，劉鑫磊，戰相君，張一帆，姜 甜，雷宏杰*

（1.西北農林科技大學 食品科學與工程學院，陜西 楊凌 712100；2.江南大學 食品學院，江蘇 無錫 214000；3.江蘇微康生物科技有限公司，江蘇 蘇州 215200）

生物轉化是利用生物體系作用于外源性底物，在適宜的培養條件下，通過生物體系對底物進行特異性結構修飾，從而產生結構改變，其實質為酶催化反應[1-2]。在眾多生物轉化菌株中，乳酸菌被視作最傳統且最安全的微生物。乳酸菌不僅可以對黃酮糖苷進行生物轉化，還可通過降低原料中的不良氣味來提高發酵底物的風味。同時，乳酸菌發酵還能將大分子蛋白質、糖和脂肪等分解為機體更容易吸收的小分子物質，從而提升營養物質的消化吸收性能和營養價值[3]。菌種是發酵制品的關鍵依托，其發酵形式可以是單一菌種的發酵，也可是多菌種混合發酵[4]。果蔬除了本身含有必需營養素，還富含抗氧化物質、礦物質、維生素和膳食纖維，一直以來都被認為是理想的益生菌載體。益生菌在果蔬加工中的作用涉及以下幾個方面：增加果蔬產品的營養價值[5]、改善果蔬產品的風味、改善果蔬產品的貯藏性[6]、提高果蔬產品的保健功效[7-8]、豐富產品的種類，以滿足消費者的需求。

國內有關果蔬汁乳酸菌發酵的研究較多，而益生菌發酵紅棗汁則相對較少。紅棗（Ziziphus jujubeMill.）又名大棗，是鼠李科棗屬植物棗樹的果實，原產我國。紅棗營養保健價值高，是果品中的“補品王”[9]。大棗味甘無毒，安中養脾，平胃氣，通九竅，是藥食同源的典型[10]。我國現有紅棗栽培面積2 300余萬畝，產量900余萬t。近年來，陜西省榆林市清澗縣紅棗的裁培面積和產量逐年增長。截至2017年底，全縣有棗林90萬畝，年產鮮紅棗20萬t，是沿黃棗區農民收入的主要來源。但是，近年來紅棗成熟期出現連陰雨天氣，大量成熟紅棗出現裂果、霉變等情況，導致全縣紅棗產量銳減，甚至出現大面積絕收現象，加之市場價格一直走低，嚴重傷害了棗農種植的積極性。而且，紅棗加工品種單一，經濟效益低，不能滿足陜北乃至我國紅棗產業的發展需求。因此，在我國大健康產業發展環境及趨勢下，紅棗健康產品的研究迫在眉睫。

本研究以陜北木棗（Ziziphus jujubeMill.）為原料，選用瑞士乳桿菌（Lactobacillius helveticus）、干酪乳桿菌（Lactobacillius casei）、嗜酸乳桿菌（Lactobacillius acidophilus）、植物乳桿菌（Lactobacillius plantarum）、果201復合菌、果321復合菌為發酵菌株制備益生菌發酵紅棗汁，比較6種益生菌發酵對紅棗汁抗氧化活性、理化指標、色值和香氣的影響，旨在為益生菌發酵紅棗汁優質菌種的篩選提供理論依據和方法指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 原料與菌種

陜北木棗（Ziziphus jujubeMill.）：由西北農林科技大學紅棗試驗站（陜西省榆林市清澗縣）提供；植物乳桿菌（Lactobacillius plantarum）、嗜酸乳桿菌（Lactobacillius acidophilus）、干酪乳桿菌（Lactobacillius casei）、瑞士乳桿菌（Lactobacillius helveticus）、果復合菌201、果復合菌321：江蘇微康生物科技有限公司。

1.1.2 化學試劑

葡萄糖、鐵氰化鉀、三氯乙酸、三氯化鐵、亞硝酸鈉、硝酸鋁、無水乙醇、甲醇、抗壞血酸、過硫酸鉀、氫氧化鈉、沒食子酸、無水碳酸鈉、3,5-二硝基水楊酸（dinitrosalicylic acid，DNS）：國藥集團化學試劑有限公司；蘆丁（純度＞98%）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、福林酚試劑、2,2'-聯氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（2,2'-azinobis-（3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate），ABTS）：北京索萊寶科技有限公司。實驗所用化學試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

UV1780紫外可見分光光度計：日本京島公司；XP6電子天平：瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司；CM-5色差計：科電貿易（上海）有限公司；PEN3電子鼻：德國Airsense公司。

1.3 方法

1.3.1 紅棗汁制備及發酵

稱取一定量的紅棗，破碎后按料液比1∶5（g∶mL）加入飲用水，于50 ℃浸提90 min，濾去紅棗渣，將浸提得到的紅棗汁加水調整至可溶性固形物為10%。分裝于7個1 000 mL的錐形瓶中，每瓶裝600 mL。在85 ℃條件下滅菌10 min，冷卻至室溫。按產品說明進行菌種活化，MRS培養液中接入一定量的乳酸菌，37 ℃條件下活化24 h，離心得菌泥（4 000 r/min，10 min，4 ℃），分別接入6種已活化的益生菌，接種量為0.2%，發酵溫度37 ℃，發酵時間48 h，測量發酵液pH，當發酵液pH維持穩定時表明發酵結束。

1.3.2 還原糖含量的測定

采用3,5-二硝基比色法測定還原糖含量，以葡萄糖溶液質量濃度（x）為橫坐標，吸光度值（y）為縱坐標繪制葡萄糖標準曲線，得到標準曲線回歸方程為y=0.495 6x-0.010 1（相關系數R2=0.999 1）。

1.3.3 可滴定酸含量的測定

依據國際化標準組織（internationalstandardorganization，ISO）750—1998《水果和蔬菜制品可滴定酸度的測定》中的方法測定。

1.3.4 總酚含量的測定

采用福林-酚法測定：量取待測樣品溶液1 mL于具塞試管中，加入1 mL福林酚試劑，3 mL 7.5%碳酸鈉溶液，和5 mL蒸餾水混合均勻，避光放置30 min，于波長720 nm處測定吸光度值。以沒食子酸為標樣，其質量濃度（x）為橫坐標，吸光度值（y）為縱坐標繪制沒食子酸標準曲線，得到沒食子酸標準曲線回歸方程為y=18.40x+0.091（相關系數R2=0.999 6）。

1.3.5 總黃酮含量的測定

將樣品液1 mL置于10 mL具塞試管中，加5%NaNO2溶液和10%Al（NO3）3溶液各0.3 mL，搖勻，放置6 min，加4%NaOH溶液4 mL，用體積分數60%的乙醇溶液定容至10 mL，搖勻，靜置15 min，在波長510 nm處測定溶液吸光度值，以試劑空白為對照。根據蘆丁標準曲線方程計算樣品液中總黃酮的含量，結果以蘆丁作為當量表示。以蘆丁溶液質量濃度（x）為橫坐標，吸光度值（y）為縱坐標繪制蘆丁標準曲線，得到標準曲線回歸方程為y=15.748x-0.011 3（相關系數R2=0.999 0）

1.3.6 體外抗氧化活性的測定

（1）DPPH自由基清除率

稱取0.625 mg的DPPH標準溶液，用甲醇溶解定容至25 mL，得0.025 mg/mL DPPH甲醇溶液。吸取0.12 mL樣品至試管中，加入4 mL DPPH溶液，搖勻放置在黑暗中45 min，4 000 r/min離心10 min后，以甲醇為空白對照，于波長517 nm處測定吸光度值。DPPH自由基清除率計算公式如下：

式中：A0為空白組吸光度值；A1為樣品吸光度值。

樣品的DPPH自由基清除率以VC抗氧化當量（vitamin C equivalent antioxidant capacity，VCEAC）表示。

（2）ABTS清除率

將5 mL 7 mmol/L的ABTS溶液和88 μL 140 mmol/L的K2S2O8水溶液避光反應24 h后生成ABTS自由基。分別取稀釋一定倍數的樣品溶液200 μL，與4.8 mL ABTS稀釋液混勻，避光反應15 min，以無水乙醇為對照，在波長為734 nm處測定吸光度值，空白以相同體積甲醇代替樣品反應，ABTS自由基清除率計算公式如下：

式中：Ac為同體積甲醇代替樣品反應的吸光度值；Ai為樣品反應的吸光度值。

以VC溶液為標準對照，測定不同質量濃度VC對ABTS的清除率，樣品的ABTS清除率用VC抗氧化當量（VCEAC）表示。

（3）鐵離子還原力

吸取紅棗汁樣品200 μL，加入pH 6.6濃度為0.2 mol/L磷酸鹽緩沖溶液1.8 mL，然后加入1 mL 1%的鐵氰化鉀溶液，置于50 ℃恒溫水浴中反應20 min，然后加入10%三氯乙酸1 mL，混勻，取上清液2 mL，再加入2 mL蒸餾水、40 μL 0.1%三氯化鐵溶液，室溫條件下反應10 min，在波長700 nm處測其吸光度值。用VC溶液為標準對照，測定不同質量濃度VC反應所得吸光度值，以VC質量濃度（x）為橫坐標，吸光度值（y）為縱坐標繪制標準曲線，得到標準曲線方程為y=1.054 4x+0.132（相關系數R2=0.9996）。樣品鐵離子還原能力（Ferric ionreducing antioxidant power，FRAP）用VC抗氧化當量VCEAC表示。FRAP值越大，表明其抗氧化性能力越強。

1.3.7 色值的測定

將發酵后的紅棗汁樣品置于透明比色皿中進行檢測色值，獲得L*值、a*值、b*值，以未發酵的紅棗汁為對照，發酵紅棗汁與未發酵紅棗汁的色差ΔE計算公式如下：

1.3.8 揮發性香氣成分的測定

準確吸取10 mL乳酸菌發酵紅棗汁樣品置于50 mL頂空瓶中，瓶蓋上用聚四氟乙烯隔墊密封，常溫下靜置5 min后立刻進行電子鼻香氣檢測。每個樣品10個平行試驗。對7個樣品進行電子鼻檢測，每個重復10次。取10 mL樣品，注入到30 mL的上樣瓶中，瓶蓋封住瓶口在室溫條件下富集15 min后，采用頂空上樣法對樣品進行電子鼻檢測。10個金屬傳感器信息見表1。電子鼻檢測參數設置：預進樣時間5 s，自動歸零時間5 s，采樣時間60 s，清洗時間300 s，內部空氣流量0.3 L/min，進樣流量0.3 L/min。

表1 電子鼻不同傳感器對應香氣種類Table 1 Aroma types corresponding to different sensors of electronic-nose

1.3.9 數據分析

每個數據均為3次測定的平均值，采用SPSS 18.0進行數據分析，結果以均值±標準差表示，多重比較采用Duncan法，顯著水平P＜0.05。電子鼻所測得的數據分析使用軟件Winmuster。

2 結果與分析

2.1 不同菌種發酵對紅棗汁還原糖和可滴定酸含量的影響

圖1 不同乳酸菌發酵對紅棗汁中還原糖和可滴定酸含量的影響Fig.1 Effect of different lactic acid bacteria fermentation on reducing sugar and titratable acid contents in jujube juice

如圖1所示，與發酵前相比，除瑞士乳桿菌和果201復合菌外，其余4種乳酸菌發酵后紅棗汁中還原糖的濃度均顯著下降（P＜0.05）。6種乳酸菌利用還原糖能力的高低順序為果321復合菌＞植物乳桿菌＞嗜酸乳桿菌＞干酪乳桿菌＞果201復合菌＞瑞士乳桿菌。其中果321復合菌使其還原糖含量下降最多，與發酵前相比，下降0.20 g/L。紅棗含有豐富的多糖，其中還原糖含量占總糖含量的70%以上[11]。研究證明，植物乳桿菌降解還原糖的能力要顯著強于瑞士乳桿菌（P＜0.05），而瑞士乳桿菌半乳糖甘酶的活性較強，能夠使總糖降解，還原糖含量增加。以乳酸菌為主的益生菌能在紅棗汁發酵過程中將糖類成分轉化產生乳酸，使樣品酸度升高。經乳酸菌發酵后，紅棗汁可滴定酸含量顯著高于對照組（P＜0.05）。可滴定酸生成量由高到低依次為瑞士乳桿菌＞干酪乳桿菌＞果201復合菌＞嗜酸乳桿菌＞果321復合菌＞植物乳桿菌＞對照組。

2.2 不同菌種發酵對紅棗汁總多酚和總黃酮含量的影響

圖2 不同乳酸菌發酵對紅棗汁中總多酚和總黃酮含量的影響Fig.2 Effect of different lactic acid bacteria fermentation on total polyphenol and total flavonoids contents in jujube juice

如圖2所示，與發酵前相比，只有瑞士乳桿菌發酵的紅棗汁總酚含量上升，其余5種益生菌發酵后均導致總多酚含量呈現不同程度的下降，下降范圍為27.3%～50%。鄭欣等[12]研究結果表明，由于果汁中的多酚很容易被氧化，乳酸菌發酵過程中對氧氣的利用很少，因此在果汁乳酸菌發酵過程中，總多酚呈下降趨勢，且不同菌種導致多酚下降趨勢有顯著差異。本研究中乳酸菌發酵的紅棗汁中總多酚含量普遍有所下降，可能因為紅棗汁一些結合態的多酚被乳酸菌產生的一些糖苷酶或酯酶水解，導致總多酚含量的增加，但又因為紅棗汁中結合態酚類物質數量有限，因此總多酚的氧化減少的速率較快[12]。6種乳酸菌發酵對總多酚含量的影響能力由大到小依次為植物乳桿菌＞果321復合菌＞干酪乳桿菌＞嗜酸乳桿菌＞果201復合菌＞瑞士乳桿菌，其中植物乳桿菌使總酚含量下降最多，約50%，這主要是由于紅棗汁中酚類物質氧化減少造成的[13]。

如圖2所示，與發酵前相比，瑞士乳桿菌發酵后的紅棗汁中總黃酮含量顯著升高（P＜0.05），其余5種乳酸菌發酵后的紅棗汁中的總黃酮含量均有所下降。6種乳酸菌發酵對總黃酮含量的影響力由大到小依次為：果321復合菌＞植物乳桿菌＞嗜酸乳桿菌＞干酪乳桿菌＞果201復合菌＞瑞士乳桿菌。其中植物乳桿菌發酵紅棗汁使其總黃酮含量下降較多，這與賴婷等[14]對桂圓肉漿使用7種乳酸菌進行發酵，發現不同菌種轉化能力不同，且植物乳桿菌的生物轉化能力最強，總黃酮顯著下降的結論一致。

2.3 不同菌種發酵對紅棗汁抗氧化性的影響

如表2所示，不同乳酸菌發酵紅棗汁的DPPH自由基清除能力存在顯著差異（P＜0.05）。7種樣品的DPPH自由基清除能力由強到弱順序為：果321復合菌＞干酪乳桿菌＞植物乳桿菌＞嗜酸乳桿菌＞果201復合菌＞紅棗汁原液＞瑞士乳桿菌。除瑞士乳桿菌，經其余5種益生菌發酵后，紅棗汁DPPH自由基清除率均顯著升高（P＜0.05），高于對照組。這可能是乳酸菌產生的如阿魏酸酯酶[15]等酚酸酯酶水解了紅棗汁中的結合酚，釋放游離酚的同時釋放有機酸，酸性環境能防止酚類物質的降解，從而使DPPH自由基清除能力提高。

表2 不同乳酸菌發酵紅棗汁中抗氧化能力的比較Table 2 Comparison of antioxidant activity in jujube juice fermented by different lactic acid bacteria

不同乳酸菌發酵紅棗汁的ABTS自由基清除能力存在顯著差異（P＜0.05）。7種樣品的ABTS自由基清除能力由強到弱順序為植物乳桿菌＞瑞士乳桿菌＞嗜酸乳桿菌＞紅棗汁原液＞果321復合菌＞果201復合菌＞干酪乳桿菌。植物乳桿菌發酵紅棗汁的ABTS自由基清除能力顯著高于其余5種紅棗發酵汁（P＜0.05）。

不同乳酸菌發酵紅棗汁的Fe3+還原能力存在顯著差異（P＜0.05），7種棗飲品的Fe3+還原能力由強到弱依次為瑞士乳桿菌＞果201復合菌＞紅棗汁原液＞干酪乳桿菌＞嗜酸乳桿菌＞果321復合菌＞植物乳桿菌，說明紅棗汁經瑞士乳桿菌、果蔬201復合益生菌發酵后其鐵還原力顯著增加。瑞士乳桿菌發酵紅棗汁的Fe3+還原能力顯著高于其余5種紅棗發酵汁（P＜0.05）。

因為酚類物質的差異會對抗氧化性產生不同影響，且發酵后的紅棗汁中的水楊酸與4-羥基苯甲酸對DPPH自由基清除率有很大貢獻，發酵后紅棗汁的FRAP值與紅棗中4-羥基苯甲酸和香豆酸有關[16]，故不同益生菌發酵紅棗汁抗氧化能力差異可能與發酵產生不同新的酚類化合物有關。

2.4 不同菌種發酵對紅棗汁色值的影響

紅棗汁色澤呈褐紅色，較易發生非酶褐變，導致色澤逐漸加深[17]。由表3可知，除嗜酸乳桿菌和瑞士乳桿菌發酵的紅棗汁明亮度（L*值）較原紅棗汁低之外，其余發酵紅棗汁的明亮度（L*值）均比原紅棗汁高。其中果201復合菌發酵棗汁的L*值顯著高于其余五組（P＜0.05），表明果201復合菌發酵可獲得色澤最透亮的紅棗汁。與原紅棗汁相比，果201復合菌在所有菌種中對紅棗汁的紅色值（a*值）提高最大，果321復合菌次之，表明復合菌種發酵比單一菌種發酵更能明顯提高發酵紅棗汁的紅色。6組乳酸菌發酵紅棗汁的黃色值（b*值）也較對照組均有所降低，表明乳酸菌發酵對紅棗汁的黃色有較好的抑制作用。且上述結果表明嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌發酵紅棗汁的黃色值較其余4組產品有顯著差異（P＜0.05），而這兩者與原紅棗汁的黃色值差值無顯著差異（P＞0.05），這可能與多酚類物質氧化等有關。植物乳桿菌發酵紅棗汁的ΔE最小，說明其與原紅棗汁的色澤差異最小）。果復合菌201發酵棗汁的ΔE最大，說明其與原紅棗汁的色澤差異最大。

表3 不同發酵菌種對紅棗發酵汁色值的影響Table 3 Effects of different lactic acid bacteria on color values of fermented jujube juice

2.5 不同菌種發酵對紅棗汁香氣的影響

2.5.1 不同傳感器對不同菌種發酵的紅棗汁揮發性氣味響應值的影響

本實驗提取10個傳感器的特征值，采用主成分分析法（principal component analysis，PCA）、線性判別法（linear discriminant analysis，LDA）和傳感器區別貢獻率分析法（Loadings）作為主要區別分析方法。各傳感器響應值在初始10 s內快速增加，到52 s后趨于平緩，因此選擇時間終端值52 s處各傳感器響應值進行分析結果見圖3。

圖3 不同傳感器對不同菌種發酵的紅棗汁揮發性氣味響應值變化Fig.3 Changes of response of different sensors towards fermented jujube juice by different lactic acid bacteria

由圖3可知，傳感器S2（氮氧化物）、S6（廣譜甲基類）、S7（硫化物、萜烯類）、S8（乙醇、芳香型化合物）對發酵紅棗汁的香氣響應顯著，發酵紅棗汁的香氣與原紅棗汁對傳感器響應程度明顯不同，說明發酵紅棗汁的特征風味主要來源于氮氧化物、廣譜甲基類、硫化物、萜烯類、乙醇和芳香化合物。

2.5.2 主成分分析

PCA是將多提取的傳感器多指標的信息進行數據轉換和降維，并提取降維后的特征值大于1的特征向量進行線性分類，最后在PCA的散點圖上顯示主要的兩維或三維的散點圖[18]。如圖4所示，第一主成分方差貢獻率為91.38%，第二主成分方差貢獻率為7.58%，兩個主成分區分方差貢獻率和為98.96%＞95%，表明這兩個主成分可代表樣品的主要信息特征。植物乳桿菌、瑞士乳桿菌、果321復合菌發酵紅棗汁分屬不同區域且界限清晰，表明電子鼻可以有效地區別這三種益生菌發酵紅棗汁的香氣差異；盡管干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌、果201復合菌發酵紅棗汁出現重疊，但紅棗汁與另外6種乳酸菌發酵紅棗汁可以被明顯地區別開來，說明乳酸菌發酵可顯著改變紅棗汁的香氣成分。

圖4 不同乳酸菌發酵紅棗汁的主成分分析Fig.4 Principal component analysis of fermented jujube juice with different lactic acid bacteria

2.5.3 線性判別分析

LDA相比于PCA來說更加注重樣品在空間的分布規律及各樣品間的距離分析[19]。如圖5所示，判別式1和判別式2的總方差貢獻率達70.25%，判別式1方差貢獻率為52.65%，判別式2方差貢獻率為17.60%。不同的乳酸菌發酵紅棗汁與原紅棗汁之間主要是由判別式1（橫坐標跨度）來識別。從各橢圓的距離來看，干酪乳桿菌發酵紅棗汁與其余品種的距離較大，且在縱坐標跨度與其余品種顯著區分，這可能是由于其具有某種特殊香氣物質而不同于其余6個樣品。與PCA結果相同，LDA也可判別原紅棗汁與乳酸菌發酵紅棗汁的香氣差異。不同的是LDA圖中還可清楚地識別出不同乳酸菌發酵紅棗汁處于不同的區域中，說明LDA法可對不同乳酸菌發酵的紅棗汁香氣成分進行判別區分。

圖5 不同乳酸菌發酵紅棗汁的線性判別分析Fig.5 Linear discriminant analysis of fermented jujube juice with different lactic acid bacteria

綜上分析，不同乳酸菌發酵的紅棗汁香氣成分組成不同。雖然PCA可用于香氣識別成分分析，但PCA注重的是樣本描述特征。本試驗中LDA對紅棗汁香氣物質的區分和識別效果好于PCA。

2.5.4 載荷分析

載荷分析（loading analysis，LA）是反應主成分與相應的原始指標變量的相關系數，用來表示不同主成分和各變量之間的密切程度。不同傳感器在負荷加載分析圖中的位置可以反映傳感器對于樣品揮發性氣味貢獻率的大小。距離原點越遠，表示此傳感器對于揮發性成分的分析中所起的作用越大，反之，則說明該傳感器作用較小[20]。

圖6 不同乳酸菌發酵紅棗汁的載荷分析Fig.6 Loadings analysis of fermented jujube juice with different lactic acid bacteria

由圖6可知，第一主成分的方差貢獻率是91.38%，第二主成分的方差貢獻率是7.58%，且S1、S3、S4、S5、S9、S10號傳感器分布接近于（0，0），并且位置接近，說明其信號變化較弱，貢獻率較小，即芳香苯類、芳香胺類、氫化物、短鏈烷烴、有機硫氯類、長鏈烷烴類物質對PCA貢獻率較小。S2、S6、S7、S8號傳感器在當前條件下貢獻率較大，即氮氧化合物、廣譜甲基類、無機硫化物、廣譜醇類物質對PCA貢獻率較大。其中，S2號傳感器對第一主成分區分方差貢獻率最大，S6號傳感器對第二主成分區分方差貢獻率最大。因此，主成分1所代表的香氣大類即為乳酸菌發酵紅棗汁的特征香氣，可用于鑒別和評價乳酸菌發酵紅棗汁。

2.6 乳酸菌發酵紅棗汁香氣成分因子分析

通過對6個不同發酵紅棗汁香氣的傳感器響應值進行主成分分析，得到主成分分析的解釋總方差結果見表4。由表4可知，提取特征值大于1的主成分，只有第一個主成分的特征值＞1，所以提取一個主成分，第一個主成分特征值為5.413，占到總方差的90.221%。

表4 主成分分析的解釋總方差Table 4 Total variance of interpretation of principal component analysis

對采集的六個益生菌發酵紅棗汁樣品電子鼻數據進行因子分析，因子得分函數為：

F1=0.294×ZW1C-0.026×ZW5S+0.326×ZW3C+0.077×ZW6S+0.343×ZW5C-0.132×ZW1S-0.091×ZW1W-0.062×ZW2S-0.097×ZW2W+0.229×ZW5S；

F2=-0.048×ZW1C+0.323×ZW5S-0.038×ZW3C-0.054×ZW6S-0.044×ZW5C+0.076×ZW1S+0.36×ZW1W+0.061×ZW2S+0.367×ZW2W-0.013×ZW5S；

F3=0.054×ZW1C-0.016×ZW5S+0.122×ZW3C+0.32×ZW6S+0.151×ZW5C+0.175×ZW1S-0.014×ZW1W+0.251×ZW2S-0.001×ZW2W+0.458×ZW5S，

其中ZW1C、ZW5S等分別是電子鼻傳感器響應值的標準化數據。各樣品因子得分及排名見表5。

表5 各樣品因子得分及排名Table 5 Factor score and ranking of samples

綜合因子得分是電子鼻傳感器對樣品香氣物質反映出的一個綜合評價，可以進一步解釋不同樣品中氮氧化物、醇類、芳香烷烴等香氣物質的不同含量及強度，從而達到客觀評價不同發酵紅棗汁品質的目的[21]。楊智等[22]研究表明，對香氣成分檢測結果的因子分析可以客觀評價樣品的品質。大量研究證實，酯類、醛類、酸類和酚類是影響紅棗香氣品質的主要成分[23-26]。由表5可知，果321復合菌、植物乳桿菌發酵飲料的因子得分高，而嗜酸乳桿菌因子得分較差。表明益生菌品種是影響乳酸菌發酵飲品香氣品質的重要因素，且復合益生菌發酵效果優于單菌發酵。

3 結論

紅棗汁經益生菌發酵后營養價值有顯著提升，并且產生令人愉悅的香氣，不同益生菌發酵紅棗汁特性不同，本研究對比了6種商業益生菌（瑞士乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌、果201復合菌、果321復合菌）的發酵性能，與其它益生菌相比，瑞士乳桿菌的產酸效果尤其顯著。經瑞士乳桿菌發酵的紅棗汁總酚、黃酮含量升高，抗氧化能力有顯著提升。利用電子鼻方法能較好地區分發酵紅棗汁的香氣，原棗汁與不同益生菌發酵紅棗汁香氣區分明顯，LDA對益生菌發酵紅棗汁的區分效果要優于PCA。分析比較不同菌種發酵紅棗汁香氣主要成分的差異，并提取出了3組主成分，其累計方差貢獻率達到了99.991%，發酵紅棗汁的特征風味主要來源于硫化物、萜烯類、廣譜甲基類、氮氧化物、乙醇和芳香型化合物。益生菌發酵紅棗汁提高其抗氧化活性及香氣成分的形成機理仍需進一步探究。