周文釗,黃文平,2,張 華, ,祁俊生,周 濃,陳天福,郭冬琴
(1.重慶三峽學院生物與食品工程學院三峽庫區道地中藥材綠色種植與深加工重慶市工程實驗室,重慶 404020;2.重慶市萬州食品藥品檢驗所,重慶 404199;3.重慶市萬州區農產品質量安全中心,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,而漢語中“酵素”的稱呼則是來源于日本,最早是在日本學者山內慎所做的《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、環保酵素、日化酵素、農用酵素、飼用酵素和其他酵素[1]。在我國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,經微生物發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品[1]。食用酵素依據發酵原料類型不同分為單一型酵素和復合型酵素[2],以其產品形態分為液態、膏狀、干粉狀態和片塊型酵素[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]、解酒護肝[8]、改善腸道環境[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硫化物和萜類化合物等[14-15]。
關于食用植物酵素產品的制備是一個復雜的體系,其制備工藝、品質優化及維持其穩定性是酵素新產品開發的關鍵點和難點[16]。關于酵素產品穩定性的研究,主要涉及產品功能活性及品質在一定條件下的穩定性[17-18]。酵素食品的穩定性,不僅影響食品的感官評價和產品貨架期,而且還影響著食品的健康品質,與人體健康與營養有著直接的聯系[19]。因此本文主要針對國內外食用酵素穩定性的相關研究,對食用酵素產品穩定性的相關檢測指標、影響食用酵素產品穩定性的相關因素和提高食用酵素產品穩定性的方法進行綜述,并且就如何提高酵素產品穩定性給出建議,為后續酵素產品穩定性的相關研究提供理論參考。
酵素產品穩定性的相關檢測模型和指標,主要有預測貨架期動力學模型、感官評價、pH 指標、功能檢測、活性成分含量和益生菌含量等檢測指標,下文將對酵素產品檢測中不同檢測指標的分類及研究進展進行梳理總結。
1.1.1 預測貨架期動力學模型的建立 關于食品在貯藏過程中的品質變化及食品的貨架期預測,動力學模型被廣泛運用[20-23]。其中將一級方程與Arrhenius方程結合預測食品保質期是基于食品內部化學反應進行建模的方法[21]。曾光[24]通過貨架期的預測模型對酵素的自然發酵和接種發酵進行了比較,最后得出了綜合評價模型。白琳等[25]在研究藍莓酵素穩定性的試驗中也通過貨架期的預測模型,計算出不同溫度下的藍莓酵素產品的貨架期。一級動力學方程及Arrhenius 方程如公式(1)、公式(2)所示。
式中,A 為貯藏t d 的指標數值含量;A0為貯藏前的指標初始值含量;k 反應速率常數;t 為貯藏時間。
式中,k 為反應速率常數;k0為方程指前因子;Ea 表示活化能(kJ/mol);T 表示絕對溫度(K);R 為氣體常數[R=8.314 J/(mol·K)]。
在獲得貯藏t d 的指標數值含量后,通過公式(3)可以得出相應溫度下的預測貨架期。
式中,SL(shelf life)為預測貨架期,單位為d。
在式(1)中,可以將SOD 酶活力和pH 代入,即可得到兩項因素在相應發酵溫度中隨時間的變化情況。將lnk 作為縱坐標,1000/T(T 為絕對溫度)作橫坐標,即可得出酵素在不同貯藏溫度下的Arrhenius 方程,通過得出的線性方程與公式(2)結合,即可得出相應條件下的Ea 與k0值,再將Ea 與k0值代入公式(3)中,即可得出相應SOD 酶活力和pH 的預測貨架期。
1.1.2 酵素產品的感官評價 感官評價是通過味覺、視覺、嗅覺對產品進行三方面的評價,這是一項評價食品是否達到了一般標準的基礎評價指標[22]。通過感官評價檢測,可以直觀地了解到食品的基礎品質是否合格,也可以對食品的基礎性質進行評級對比。唐敏等[26]對比了桑葚的復合與自然發酵的性質,通過感官評價的對比,證明了復合發酵的酵素品質優于自然發酵。賀娜等[27]對自制酵素產品的評價中,用感官評價進行評級,結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品中色澤狀態更為優秀。可見感官評價是評價酵素產品是否符合一般標準的最基礎和最廣泛的方法。
1.1.3 酵素產品的pH 檢測 pH 也是酵素產品在檢測時的一項重要指標,合適的pH 可以使酵素產品的感官狀態更好,并且能減少食用酵素產品中的營養物質流失[28]。魏玉娟等[29]在哈密瓜酵素的優化過程中,就以pH 作為其中一項指標,發現在pH 為4.5~5.0 產品的狀態最好,根據pH 的浮動情況得出取10%的哈密瓜量,于30 ℃中發酵27 h 的情況下,哈密瓜酵素的狀態最好。pH 也可以作為發酵過程中的終點指標,洪厚勝等[18]在葡萄果渣發酵過程中以pH 為5.0 時開始發酵,以pH 為3.5 時作為發酵終點,在這個發酵周期的葡萄果渣酵素狀態最好。
1.1.4 活性物質及益生菌檢測 食用酵素中的活性物質主要包括維生素類、有機酸類、酶類、總酚、黃酮類、花色苷、蛋白質與多肽類、糖類、氨基酸類、類胡蘿卜素、有機硫化合物、萜類化合物等。通過搜集CNKI 數據庫檢索相關文獻,截止到2023 年4 月,酵素相關研究共計3959 條,其中和活性物質檢測相關的文獻為983 條,統計出以酶類物質、維生素類物質、黃酮類物質、蛋白質與多肽類物質、氨基酸類物質、糖類物質、有機酸類物質、益生菌及其他活性物質成分作為活性物質進行檢測的相關文獻數量分別為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%。
總體來看,以酶類、維生素類和黃酮類物質作為活性物質進行檢測的研究占比較多,其中,又以酶類及維生素類檢測為最多(詳細見圖1)。

圖1 酵素產品性物質檢測及益生菌檢測的相關文獻數量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]在研究番茄酵素發酵過程酶類變化的實驗中,發現發酵不僅可以提升酶活性,還可以增強活性物質的轉化。芮蓬[32]在研究中發現,在酵素產品中的糖類主要包括還原糖、淀粉。益生菌檢測指標主要有乳酸菌、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。維生素的檢測指標通常包含維生素B2、B6[27]、維生素C 與維生素E[33]等。黃酮類物質的檢測主要集中在總黃酮上,也有研究是主要檢測其異黃酮的含量指標[34]。章昱等[35]在鐵皮石斛葉酵素活性物質變化的研究中以黃酮、多酚的含量為指標,得出酵素在第10 d 的綜合指標最好,并得出酵素產品的發酵過程以活性物質為指標的方法可行。酵素中含有很多對產品有益的活性成分和有益菌,高潔等[36]在研究進展中表明酵素中的主要營養物質為生物酶、乳酸菌、酵母菌,通過研究發現這些物質對人體健康有著很多益處,陳小偉等[37]對總酚、總黃酮、總酸及有機酸等物質發酵前后進行對比,得出草莓酵素發酵前后活性物質的變化狀態,從而證明草莓酵素具有很高的營養性。總的來說,對活性成分和益生菌的檢測,既可以將其作為營養指標,又可以通過其變化掌握酵素發酵過程中的狀態。
1.1.5 功能檢測 食用酵素具有多種生理功能和生物活性。通過CNKI 查詢,截止到2023 年4 月,酵素相關文獻為3959 條,與功能檢測相關的文獻為753 條。主要涉及抗氧化活性檢測、免疫功能檢測、腸道環境檢測、減肥能力檢測和抑菌能力檢測等。
其中以抗氧化活性為檢測指標的相關文獻最多,為368 條,占到功能檢測相關文獻的48.87%;其次是以免疫功能為檢測指標的相關文獻,為120 條,占功能檢測相關的文獻的15.94%;之后是以改善腸道環境能力檢測指標的文獻為102 條,占功能檢測相關的文獻的13.55%;再次是以減肥能力為檢測指標的相關文獻為79 條,占功能檢測相關的文獻的10.50%;再然后是檢測抑菌能力的相關文獻為63 條,占功能檢測相關的文獻的8.37%,最后是其他功能占相關的文獻2.77%(詳細見圖2)。

圖2 酵素產品檢測功能活性的相關文獻數量Fig.2 Number of relevant literature on the detection of functional activity of enzyme products
對于食用酵素的抗氧化活性檢測指標主要包括SOD 酶活力的測定、羥自由基清除能力的測定、DPPH 自由基清除能力的測定、還原力的測定、超氧陰離子自由基清除能力的測定、ABTS+自由基清除能力的測定[38-40]。在抗氧化性的測定中,多用兩種或兩種以上的方法進行測定,其中,SOD 酶活力的測定、羥自由基清除能力的測定、DPPH 自由基清除能力的測定三種方法的使用次數較多,例如在響應面法優化金刺梨酵素發酵工藝的試驗中,以SOD 酶活力和DPPH 自由基清除能力作為抗氧化能力的指標[41];在霍山石斛酵素發酵過程中抗氧化性能的變化的試驗中,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[42];而在響應面法優化櫻桃酵素的發酵工藝及抗氧化活性研究的試驗中,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[43];付龍威等[44]在發酵過程中,通過檢測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酵過程中的有機酸變化和抗氧化活性變化。
改善腸道環境能力的檢測主要通過檢測腸道菌群數量的變化,其中益生菌的數量越高,證明酵素對腸道環境的改善能力越強[45]。減肥能力檢測是通過喂養大鼠,以大鼠前后的體重、體內脂肪含量和體脂比來進行測算[46]。抑菌指標檢測是通過選定一種指示菌,再以比濁法指示菌的抑制作用和效果進行測定,最終通過菌落總數為指標,通過前后對比來表明抑菌的能力大小[47-48]。
酵素產品主要的安全指標包括甲醇、亞硝酸鹽及致病菌種安全性,下文將對不同安全指標的危害和限量進行總結梳理。
1.2.1 甲醇 水果中含有果膠,在酵素發酵過程中,因微生物作用,果膠發酵后會產生甲醇。在健康人體內,發酵過程中產生的過量甲醇會給人體帶來極大的傷害,甲醇含量達到100 mg/kg 時,人體就會產生中毒反應,如若攝入量達到0.3~1 g/kg,就會造成死亡,也就是說,一個體重為60 kg 的成年人如果不小心攝入6 g 甲醇就會引起中毒,如果達到了18~60 g 即會致死[49]。因此發酵過程中要對甲醇的含量進行監測。李紅等[50]在評價蘋果酵素安全性時,將甲醇含量作為其中一項安全指標,選擇最合適的發酵溫度,結果表明,在10~35 ℃的區間中,甲醇含量隨著溫度的升高而升高,在35 ℃時甲醇含量達到最高,最終選擇了10~25 ℃的發酵溫度來進行發酵,在酵素制作環節,檢測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品,成年人攝入亞硝酸鹽達到0.3~0.5 g 就會出現中毒現象,達到1.0~3.0 g 時就會有致死風險[51]。在發酵過程中,蔬菜水果制品容易產生亞硝酸鹽,在酵素產品中菌種的種類、數量不能做到精確控制,容易造成亞硝酸鹽含量超標。即將施行的GB 2762-2022《食品安全國家標準 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,在制作食用酵素產品時,不得超過此限值[52]。亞硝酸鹽含量在酵素發酵期間是不斷變化的,很多科研人員對此進行了探究和利用。楊吉慧[53]通過檢測亞硝酸鹽的含量變化來確定自制酵素產品的安全性和發酵方式。常桂芳等[54]對冬瓜酵素和蒲公英酵素在發酵期間亞硝酸鹽含量的變化進行了研究,結果表明,冬瓜酵素和蒲公英酵素分別在發酵36 和60 h 的時候,亞硝酸鹽的含量最高,而隨著發酵時間的延長,亞硝酸鹽的含量逐漸降低,因此,根據亞硝酸鹽含量的變化制定了發酵周期。在制作食用酵素時,對亞硝酸鹽的含量進行測定,是一項非常重要的安全標準。
1.2.3 致病菌種安全性 菌落總數是評估食物衛生安全的重要品質標準之一,它可以反映出食品是否被污染或者腐敗,是預測食品貨架期實驗中必檢的項目之一[22]。酵素在發酵過程中,因為微生物的種類和數量不受控制,因此在操作或者原材料上極可能混入雜菌,例如霉菌會產生展青霉素,它會對人體的內臟造成極大損害。李勇等[55]在動物實驗中發現,展青霉素會毒害神經并且有一定的致癌性,會破壞免疫系統。食用酵素發酵過程中易于產生的致病菌主要有金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、大腸桿菌和霉菌。根據酵素國標GB 4789.1-2016 規定,酵素產品內的菌落總數不超過102~103CFU/g(mL)、大腸桿菌不超過1~10 CFU/g(mL)、金黃色葡萄球菌不超過102CFU/g(mL)、霉菌不得超過20~50 CFU/g(mL)、不得查出沙門氏菌[56]。在很多實驗中,研究人員都會檢測其中兩種或兩種以上的致病菌含量,來確定其致病菌種的安全性。例如,在葡萄皮西瓜皮復合酵素加工工藝的研究中,在安全性上就檢測了大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌的含量,以確保此工藝生產出的食用酵素產品的安全性[57]。為確保食用酵素發酵產品的安全性,致病菌的安全性檢測是必不可少的一環。
影響食用酵素產品穩定性的因素包括生產工藝條件(發育菌種和發酵時間)、食用酵素產品后加工、貯藏環境等,其中發酵菌種因素影響較大[58]。
2.1.1 發酵菌種 自然發酵具有不確定性,可能受到其他微生物的污染,導致最終成品的風味和營養成分的變化,最終可能致使產品的性質和口味不理想[59]。選育良好的菌種,確定優勢菌種,能夠更加精確的控制發酵進程,進一步提高產品的良好性質,并且能夠準確得出目標產品,同時使產品安全可靠[60]。因此,發酵菌種的選育優化是食用酵素發酵工藝中的重要環節,有利于酵素產品的穩定[61]。目前,在酵素發酵中,植物乳桿菌、乳酸菌、酵母菌和醋酸菌用到的較多,而混合菌種發酵在當今的研究中,也開始不斷增多。以發酵效果來說,不同的菌種可以制造出不同感官性狀的產品,相比較而言,酵母菌是傳統的發酵菌種,用酵母菌制備的酵素產品更符合大眾口感,發酵方法也比較穩定可靠,產品保質期更長[62],營養價值更高。乳酸菌發酵可以改善產品風味,獲得獨特的感官性狀[63]。另外,植物乳桿菌有著很高的營養價值,以植物乳桿菌發酵的產品有著能促進健康的效果[64]。不同的發酵菌種對產品本身有著不同的功效,不同的菌種所制備的酵素產品也有著不同的風味,選取菌種時要依據其本身性質和產品特性來決定。
2.1.2 發酵時間 酵素發酵時間受酵素種類、發酵方法、環境等因素的影響,不同酵素或者不同的條件都會影響酵素的最終發酵時間,發酵時間的合理調整是增強酵素品質的有效手段。范昊安等[65]研究過程中發現,蘋果酵素發酵時,隨著發酵時間的不斷延長,酵素的抗氧化活性也在不斷升高,當蘋果梨酵素的發酵時間延長到140 d 時,總酚、有機酸等成分達到最高值。表明食用酵素可以通過延長其發酵時間來提高其抗氧化活性,進而增強其穩定性。陳小偉等[37]發現草莓酵素發酵時隨著時間的延長,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,因此產品的總抗氧化活性不斷增強,草莓酵素的貯藏期也在延長,在草莓酵素發酵的過程中,前20 d 產品的各項性質緩慢變化,在20~30 d 時,產品的性質變化最為劇烈,在30 d 時發酵到達終點,這時的藍莓酵素性質最為穩定。付龍威等[44]在發酵過程中發現,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)均呈現先上升后下降的趨勢,最終確定在發酵40 d 時枇杷酵素的抗氧化活性最高,性質最穩定。但是藍莓酵素花青素含量穩定性研究試驗顯示,發酵時間越長,藍莓發酵液的花青素含量越低,花青素的損失越高,藍莓酵素在發酵36 h 時達到最好的狀態[17]。可見發酵時間在一定范圍內的延長有助于增強酵素穩定性,但也要依據酵素種類和檢測指標的不同而有所調整。
食用酵素產品的后加工對其穩定性也有著重要的影響,后加工殺菌工藝不完善,導致市售酵素大多存在益生菌缺乏、生物酶活性弱、風味不佳等缺點,殺菌后質量不穩定。
在酵素產品的滅菌方式中,主要的的滅菌方式為高壓蒸汽滅菌、巴氏滅菌、化學試劑輔助滅菌、輻照以及微波滅菌等。目前應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也保留了食品中大多數的營養成分,梁翻[66]對酵素飲料質量分析中發現,時間合適的巴氏殺菌不僅能很好地完成殺菌作用,還能對酵素飲料的狀態和口感進行優化。超高溫瞬時滅菌屬于高溫殺菌法,能十分有效地殺滅殘存在產品中的微生物和致病菌,張笑瑩[67]在研究滅菌對梨酵素活性物質和穩定性的影響中證實超高溫高壓殺菌可以有效的留存活性物質,并且能很好地延長貨架期。微波加熱能大大縮短熱加工時間、提高食品品質,微波滅菌技術應用于包裝食品可以克服傳統罐裝食品風味品質低的缺陷,并可在常溫下長期貯存[68]。舒旭晨[69]在研究石斛酵素的制備方法中,根據石斛鮮條紫外滅菌、次氯酸鈉滅菌和高壓蒸汽滅菌的最終效果中發現,只有高壓蒸汽滅菌法能夠完全去除石斛鮮條內的各種內生菌。可見傳統的高熱殺菌方式對去除內生菌有著明顯的效果,而一些新興的非熱殺菌技術可以很好地保存酵素產品的營養活性,在實際應用中,要充分考慮到所制備的食用酵素產品特性來進行選擇。
另外改變產品形態等后加工方式也可以提高酵素產品穩定性。液態酵素具有不穩定性,易受到致病菌和雜菌侵襲的性質,并且不易于運輸和存儲。固態的酵素產品能夠很好的保持其營養性質,方便運輸和儲存[70]。因此在以食用酵素產品穩定性為標準的基礎上,固態酵素產品的優勢更大,制作粉狀、片狀或塊狀的固態酵素產品是提高其在貯藏期間穩定性的最佳選擇。
食用酵素對周圍環境十分敏感,在儲存過程中會受到溫度、光照、氧氣含量的影響。陳天[71]在對水果酵素貯藏穩定性的研究試驗中發現,在4 ℃的溫度下酵素的穩定性最高,在37 ℃最不穩定。白琳[17]在進行藍莓酵素飲料的穩定性研究時,將產品以8、25、37 ℃三個不同的溫度儲藏45 d,結果表明,儲存條件為8 ℃的產品感官狀態最好且未檢測出菌落數,25 ℃的產品狀態適中,但檢測出有菌落存在,37 ℃的產品感官最差且伴有較多的菌落數。根據測定結果得知,8 ℃儲存的產品在儲存過程中SOD 酶活力下降幅度最小,pH 的變化幅度也最小,結果表明,在低溫狀態下的藍莓酵素穩定性更強、貯藏期更長。而馮彥君[72]在食用麥苗酵素的研究中發現,在低溫、避光、無氧環境中,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%,通過對比得知,此條件下的食用麥苗酵素粉存放時間更長、穩定性更好。通過以上試驗可發現食用酵素產品在低溫、避光、無氧的貯存條件下,可以獲得更高的穩定性和更長的貨架期。
3.1.1 優育菌種與混合菌種發酵 食用酵素所使用的發酵菌種包括酵母菌、醋酸菌、霉菌和乳酸菌等[73-74],在食用酵素的生產中,更多的采用酵母菌、乳酸菌和植物乳桿菌進行發酵,然而根據想要得到的食用酵素產品特性來選擇合適的菌種十分關鍵,對選擇的菌種進行培育,再用于食用酵素的發酵,可以有效優化產品狀態、提高其穩定性[26]。
除了優育菌種以外,混菌發酵也是一種有效的穩定酵素產品品質的方式。在劉秀娟等[75]進行混菌發酵蘋果酵素的實驗中,證明酵素發酵后的性質及其穩定性與發酵菌種的選擇有著密切關聯。其研究結果表明,將蘋果酵素前期在31 ℃發酵5 h 的條件下進行酵母菌發酵,再接種植物乳桿菌,在34 ℃條件下進行最后為期5 h 的發酵,這種方法發酵的蘋果酵素效果最好。文獻[76-79]研究顯示酵母菌和植物桿菌存在互利共生的關系,酵母菌促進植物桿菌的生長,植物桿菌在發酵中也可以為酵母菌提供碳源,不僅會使發酵食品發酵的更加完整,也可以創造出更為獨特的風味特征,因此近些年,更多的研究人員致力于混合菌種發酵,以期獲得更好的產品性狀或者更具創新性的產品。由此可見,選擇合適的菌種和發酵方式對提高酵素產品的穩定性有著十分重要的作用。
3.1.2 適當調整發酵時間 發酵時間的合理選擇能很好地增強食用酵素的穩定性,研究表明,適當延長發酵時間可以使產品的穩定性更高[65],總的來說,在酵素發酵的最佳時段中盡量地延長其發酵時間,能夠有效提高其最終產品的穩定性[65],但不能錯過其最佳發酵期,因此要合理調控不同酵素的發酵時間。
3.2.1 滅菌方式的選擇 酵素產品的殺菌方式多種多樣,殺菌方式的選擇對于維持產品穩定有著積極作用,不同殺菌方式的選擇會使食用酵素產生不同的營養價值和感官性狀。低溫殺菌對產品更加溫和,可以留下更多的活性物質和風味物質,高溫殺菌對食品結構和活性物質破壞比較嚴重,但是殺菌效果更為徹底[80],生產中采用巴氏殺菌的方式可以使食用酵素產品的狀態更好、觀感更佳,但酵素產品的儲藏期和穩定性可能不盡人意,而在產品制作中使用高溫滅菌的方式則能滅菌更徹底、酵素產品的穩定性更強。
其次,添加化學試劑進行抑菌的后加工方式也可以提高酵素產品穩定性。發酵過程優勢菌群是不斷變化的[81],提高益生菌的占比可以更好地提高酵素產品的穩定性,Perricone 等[82]通過冷藏和添加抗氧化劑,并將成品制成膠囊化產品,有效的提高了益生菌的存活率。Batista 等[83]通過添加葡萄糖氧化酶來強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,且產品的穩定性有所增強。Rúa 等[84]研究了草本提取物對6 種益生菌型乳酸菌生存能力的影響,結果表明圣誕蜜瓜酵素產品的抗氧化成分與植物酚提取物的協同作用,提高了益生菌乳酸菌在4 ℃冷藏條件下的存活率并增強了此酵素產品的穩定性。
不同的產品有著不同的性質和狀態,具體滅菌方式的選擇要酌情處理,在只考慮產品穩定性的情況下,使用高溫滅菌和化學添加劑輔助滅菌的方式進行滅菌的效果更好。
3.2.2 干燥方式的選擇 噴霧干燥、冷凍干燥等方式是傳統的干燥方式,葛朋燁[85]在制作沙棘酵素產品時,采取了真空冷凍干燥技術,取得了良好的效果,很好地保存了酵素產品的相關營養性質。為保持益生菌活性,Vivek 等[86]對噴霧干燥的Sohiong 益生菌酵素產品在儲藏期間的物理穩定性進行了評價,通過試驗表明了噴霧干燥對植物乳桿菌有保護作用。羅奡劼[87]發現直接噴霧干燥對酵素產品的穩定性效果不好,在研究中采用W/O/W 復乳化技術,最終得到了穩定性更高的酵素產品。另有研究表明,微膠囊化和納米膠囊化技術也可用于保護益生菌免受酸性介質的傷害[84]。干燥方式的具體選擇還要以最終產品的要求為主,但在增強酵素產品穩定性的基礎上,噴霧干燥和膠囊化技術的結合是現階段的最優選擇。
通過2.3 的論述可知,將需要儲存的食用酵素產品置于低溫、避光、無氧的貯存條件下,可以獲得更高的穩定性和更長的貨架期,而具體需要的溫度、光照強度和氧氣含量還要根據酵素的種類進行微調,根據其性質進行合理的選擇,這樣可以最大限度的增強食用酵素產品的穩定性。
酵素在日常生活中的應用愈加廣泛。本文就食用酵素的穩定性研究進展,從酵素穩定性研究指標、影響酵素穩定性因素以及如何提高穩定性幾方面進行綜述,可以看出大部分研究選取預測貨架期、感官評價和抗氧化性來作為穩定性的評價指標。此外,通過選育合適菌種或混菌發酵,合理延長發酵時間,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,通過低溫、避光、無氧的貯藏條件進行食用酵素產品的儲藏,在一定程度上有利于提高酵素產品的穩定性。后續就酵素穩定性研究建議應針對以下方面:探究優勢菌種的選育;后加工技術的研究;酵素加工穩定性規程研究。相信隨著對上述問題的深入研究,將有利于食用植物酵素產品穩定性提高,促進其相關加工產業的大力發展。