不同杧果品種對杧果酵素品質的影響

張莉，劉禹，毛鵬煜，陳一萌，尹翔東，高禮紅

（四川省食品發酵工業研究設計院有限公司，四川成都 611130）

杧果因其具有較高的營養價值，素有“熱帶水果之王”之稱[1-2]。杧果中富含多種維生素、膳食纖維以及鈣、磷、鐵、鎂、鉀等微量元素[3-7]，具有止嘔、防眩暈、降低膽固醇等功效，經常食用可有效防止心血管疾病的發生，對咳嗽、痰多、氣喘等癥狀也具有良好的預防作用[8-11]。杧果通常以鮮食為主，但杧果屬于呼吸躍變型果實，采摘后呼吸代謝旺盛，在常溫條件下迅速成熟，導致其保質期較短、冷敏性強、不耐低溫，因而在低溫環境中保藏又易于發生冷害，嚴重制約了我國杧果產業的發展[12]。目前市面上常見的杧果加工制品以杧果干、杧果汁及杧果醬等產品為主，總體來說其加工利用率仍然較低，原料浪費問題依然需要關注。而將杧果制成酵素，不僅可以解決其保藏問題，又能延長杧果產品的產業鏈，提高果品附加值，具有廣闊的市場空間。

酵素通常是以動、植物以及菌類成分為原料，利用微生物發酵制備的一種富含生物活性成分的制品，具有獨特的風味、香味與滋味，同時由于其富含多種酚類、酶類等生物活性成分，經常食用可有效提升消費者自身免疫能力[13-14]。因此，酵素逐漸成為功能飲料研究的熱點領域。目前，對于酵素產品的研究方向主要集中在原料選擇范圍的擴展以及微生物發酵劑的選擇。四川省杧果種植以‘金煌杧’、‘凱特杧’、‘紅象牙杧’等品種為主，這些品種杧果均具有高產、鮮食口感較好的優勢，但是沒有考慮到杧果深加工產品的特殊要求，導致杧果加工企業無法評定加工需要的加工性能。因此研究不同品種杧果對杧果酵素品質的影響，對杧果酵素產業的發展具有重要意義。

本研究選取‘金煌杧’、‘凱特杧’、‘紅象牙杧’3 種杧果為原料制備杧果酵素，通過測定發酵過程中的感官、可溶性固形物含量、pH 值、總酸、還原糖、總酚的含量與超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）酶活力等指標，探究不同杧果品種對杧果酵素品質的影響，以期為杧果酵素產品開發提供數據支撐與理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘金煌杧’、‘凱特杧’、‘紅象牙杧’、白糖：市售；植物乳桿菌：北京川秀科技有限公司；高活性酵母干粉菌：安琪酵母股份有限公司；蘆丁（純度≥98%）：成都儀睿生物科技有限公司；酚酞、乙醇、氫氧化鈉、三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽（tris hydrochloride，Tris-HCl）、鄰苯三酚、3，5-二硝基水楊酸（3，5-dinitrosalicylic acid，DNS）、沒食子酸、碳酸鈉（均為化學純）：成都科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設備

UV-6100 紫外可見分光光度計：上海美譜達儀器有限公司；AL204 電子天平：梅特勒-托利多儀器有限公司；HH-6 數顯恒溫水浴鍋：國華電器有限公司；WYT-IV 型手持式折光儀：上海力辰儀器科技有限公司；JS30-230 多功能攪拌機：浙江蘇泊爾股份有限公司；HPX-9082MBE 電熱恒溫培養箱：上海博訊實業有限公司醫療設備廠；Orion 3-Star 雷磁數顯pH 計：美國Thermo Fisher 公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 杧果酵素制備工藝

原料選擇→去皮去核切丁→打漿→過篩→調配→殺菌→冷卻→接種→發酵→成品。

操作要點：分別選擇生熟度為八成、表皮無黑斑的新鮮杧果，去皮去核后切丁，用料理機打漿后過200 目篩網得到杧果原漿。將制備的杧果原漿與白砂糖、水以質量比3∶1∶10 進行調配，采用巴氏殺菌方式進行殺菌處理后冷卻。將酵母與植物乳桿菌以質量比1∶1 制成混合發酵劑，按照質量分數2% 的接種量將混合發酵劑接種至冷卻好的杧果溶液中進行發酵（發酵溫度28 ℃），發酵期間定期取樣，監測發酵過程中各指標變化情況。

1.3.2 感官評定

通過對色澤、風味、滋味與口感以及狀態4 個方面對杧果酵素進行感官評定，所邀請10 名感官評定人員均經過杧果酵素感官評定培訓，并嚴格參照表1 所示的感官評定標準進行評分。

表1 感官評定標準Table 1 Sensory evaluation criteria

1.3.3 可溶性固形物含量的測定

參照NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定折射儀法》進行測定可溶性固形物含量[15]。折光儀在使用前使用蒸餾水進行校準，測定時在棱鏡表面滴加2～3 滴樣液，對準光源觀察并記錄讀數。

1.3.4 pH 值的測定

取待測發酵液樣品分別置于燒杯中，pH 計經校準后可直接測定pH 值。

1.3.5 總酸含量的測定

參照GB 12456—2021《食品安全國家標準食品中總酸的測定》進行杧果酵素中總酸含量的測定[16]。

1.3.6 還原糖含量的測定

采用DNS 法，參考文獻[17]并稍作修改。取400 μL樣品加入600 μL DNS 中，沸水浴10 min 后，于540 nm測定吸光值，以葡萄糖為標準品，作標準曲線為y=1.633 8x-0.021 4，R2=0.995 6。

1.3.7 總酚含量的測定

采用福林-酚試劑法，參考文獻[18]并稍作修改。準確稱取0.110 g 沒食子酸置于100 mL 容量瓶中，加蒸餾水定容混勻得到1 000 μg/mL 沒食子酸標準儲備溶液。分別吸取0、1、2、3、4、5 mL 至100 mL 容量瓶中并定容混勻得0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05 mg/mL 沒食子酸標準溶液。用移液槍分別移取1 mL 系列沒食子酸標準溶液、樣液、蒸餾水（空白組）于具塞試管內，分別加入5 mL10%福林酚試劑后立即混勻，靜置3 min 后加入4 mL 7.5% 碳酸鈉溶液搖勻，室溫下靜置1 h 于765 nm 波長下測定吸光值。以沒食子酸為標準品作標準曲線為y=0.023 6x+0.004 8，R2=0.998 9。

1.3.8 超氧化物歧化酶（SOD）酶活力的測定

采用鄰苯三酚法，參考文獻[19]并稍作修改。SOD酶活力測定加樣詳見表2，測定325 nm 波長下吸光值，按照下列公式計算SOD 酶活力（X，U/mL）。

表2 鄰苯三酚自氧化速率測定Table 2 Determination of autoxidation rate of pyrogallol mL

式中：A0為鄰苯三酚自氧化吸光值；AS為樣品吸光值；V1為反應液總體積，mL；V2為樣液體積，mL；n為稀釋倍數；50% 為公式常數，以25 ℃、1 mL 反應液中每分鐘抑制鄰苯三酚自氧化速率50% 時的酶量為一個超氧化物歧化酶活性單位。

1.4 數據分析

每組進行3 次平行試驗，采用SPSS 軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 杧果酵素發酵過程中感官評分的變化

感官評定是以人的感官為主要技術手段對樣品開展客觀分析，以確定該樣品品質是否合格的一種評價方法，也是對杧果酵素最直觀的評價手段。不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中感官評分的影響如圖1所示。

圖1 不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中感官評分的影響Fig.1 Effect of different mango varieties on sensory scores in the fermentation process of mango jiaosu

由圖1 可知，隨著發酵時間延長，3 組酵素的感官評分總體呈先上升后下降的趨勢，在發酵72 h 時達到最高值，之后感官評分略有下降但趨勢較為緩慢。其中‘金煌杧’酵素酸甜適口、色澤金黃、質地均勻細膩、具有明顯的發酵風味以及杧果香氣，因此，感官評分最高達92。綜上，感官評分高低順序為‘金煌杧’＞‘紅象牙杧’＞‘凱特杧’。

2.2 杧果酵素發酵過程中可溶性固形物含量的變化

可溶性固形物是包含食品中所有能夠溶于水的糖分、酸、維生素以及碳水化合物等成分的總稱，也是評價果實品質的主要指標之一[20]。因為可溶性糖是可溶性固形物的重要組成成分，且兩者含量呈極顯著正相關，所以可溶性固形物在一定程度上也被視為評價甜度的重要指標[21]。不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中可溶性固形物含量的影響如圖2 所示。

圖2 不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effect of different mango varieties on soluble solid content in the fermentation process of mango jiaosu

由圖2 可知，3 組酵素的可溶性固形物含量均呈先下降后趨于穩定的趨勢，這是在發酵過程中，可溶性固形物成分會在微生物與酶的共同作用下降解為風味化合物以及其他小分子物質，而在發酵初期微生物含量與活性無明顯增長，隨著發酵時間延長，微生物大量增殖，酵素中的糖分不斷被消耗或被水解，從而使酵素中的可溶性固形物含量降低。發酵72 h 后，可溶性固形物含量逐漸趨于穩定，并且在發酵過程中‘金煌杧’酵素中可溶性固形物含量高于其他兩組。

2.3 杧果酵素發酵過程中pH 值的變化

酵素的pH 值可以直接影響酵素的口感及微生物的代謝效率，繼而影響酵素的食用品質，而引發酵素pH 值變化的主要因素是在發酵過程中有機酸含量的變化。不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中pH 值的影響如圖3 所示。

圖3 不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中pH 值的影響Fig.3 Effect of different mango varieties on pH value in the fermentation process of mango jiaosu

由圖3 可知，杧果酵素發酵過程中pH 值呈逐漸下降的趨勢，且趨勢逐漸減緩。這是由于發酵過程中杧果自身有機酸成分溶出，杧果中的果糖、葡萄糖等物質在微生物與酶的共同作用下降解為乳酸、檸檬酸等有機酸成分，酵素中的pH 值會呈現出逐漸下降趨勢，而72 h 后，溶液中的糖分基本被分解完成，同時由于酵素中的微生物活力降低，導致產酸效率下降，pH 值變化不大。不同品種杧果中的初始pH 值以及糖分物質的含量不同，導致pH 值的變化有所差異，同時‘金煌杧’中糖分含量高于其他兩種杧果，經分解形成的有機酸成分多于其他兩種杧果，因此pH 值變化最為明顯。

2.4 杧果酵素發酵過程中總酸含量的變化

不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中總酸含量的影響如圖4 所示。

圖4 不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中總酸含量的影響Fig.4 Effect of different mango varieties on total acid content in the fermentation process of mango jiaosu

由圖4 可知，3 組杧果酵素發酵過程中總酸含量均呈不斷升高的趨勢，且升高速度逐漸變緩，與2.3 中pH 值變化趨勢相符。在發酵初期，杧果自身有機酸成分溶出，還有微生物代謝產酸均可引發總酸含量的增加，例如植物乳桿菌在發酵過程會利用碳水化合物轉化為乳酸；葡萄糖被氧化失去羥基可得葡萄糖醛酸，該物質有助于肝臟解毒作用的發揮；代謝產生的泛酸作為代謝物質的轉運物質，起到人體免疫屏障的作用[17]。‘金煌杧’由于自身糖含量較高，在發酵過程中產酸較多，因此該組酵素產酸速率高于其他兩組。

2.5 杧果酵素發酵過程中還原糖含量的變化

還原糖含量的變化可以反映出發酵液中微生物的活動情況。不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中還原糖含量的影響如圖5 所示。

圖5 不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中還原糖含量的影響Fig.5 Effect of different mango varieties on reducing sugar content in the fermentation process of mango jiaosu

由圖5 可知，3 組杧果酵素發酵過程中還原糖含量均呈先上升后下降的趨勢。還原糖含量的變化趨勢與酵素發酵過程中果膠、纖維素等大分子碳水化合物以及微生物消耗糖類物質的動態變化有關。在發酵初期，由于蔗糖酶的作用以及在弱酸條件下，溶液中的蔗糖成分逐漸轉化為果糖和葡萄糖等還原糖類物質，使發酵液中還原糖含量略顯增加，但是隨著發酵時間的延長，微生物的代謝作用會消耗大量還原糖成分，從而導致還原糖含量快速下降，而在72 h 之后，微生物活力降低導致還原糖含量下降趨勢變緩。‘金煌杧’酵素中還原糖含量高于其他兩組，歸因于其糖分含量高于其他兩組。

2.6 杧果酵素發酵過程中總酚含量的變化

多酚類物質具有清除自由基的作用，具有預防心腦血管疾病、抗衰老等功效，其含量直接影響酵素抗氧化功能。不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中總酚含量的影響如圖6 所示。

圖6 不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中總酚含量的影響Fig.6 Effect of different mango varieties on total phenol content in the fermentation process of mango jiaosu

由圖6 可知，3 組杧果酵素在發酵過程中總酚含量呈逐漸上升的趨勢。這是由于發酵初期，可溶性多酚逐漸析出到酵素溶液中，同時由于微生物、酶和酸類物質的作用，杧果中不溶性多酚類物質逐漸轉化為可溶的游離態多酚，并且微生物在適當條件下也可以合成單體多酚類物質，導致總酚含量呈上升趨勢。然而在發酵72 h 后，酚類物質將會被分解利用轉化為黃酮類物質，導致總酚含量暫緩增長。發酵過程中，‘金煌杧’酵素中總酚含量始終高于其他兩組，歸因于不同杧果品種的果肉中化學成分種類及含量的差異影響微生物的發酵，從而引起發酵液總酚等活性成分含量的差異。

2.7 杧果酵素發酵過程中SOD 酶活力的變化

SOD 具有清除體內過多的自由基和修復細胞的作用，能夠增加機體免疫能力，有效抑制心血管疾病，具備抗氧化、抗疲勞、修復輻射損傷細胞等功效，其活力指標被廣泛應用于評估酵素酶活性及其抗氧化能力[22-23]。不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中SOD 酶活力的影響如圖7 所示。

圖7 不同杧果品種對杧果酵素發酵過程中SOD 酶活力的影響Fig.7 Effect of different mango varieties on SOD activity in the fermentation process of mango jiaosu

由圖7 可知，3 組酵素發酵過程中SOD 酶活力整體呈逐漸上升的趨勢，并在72 h 后趨于穩定，‘金煌杧’酵素在發酵72 h 時SOD 酶活力高達36.6 U/mL。這是由于SOD 是一種胞內酶，隨著發酵時間的延長，酵素液中細胞逐漸裂解導致SOD 逐漸釋放出來，發酵48 h 后，隨著發酵液pH 值的上升以及微生物代謝產生的物質對SOD 產生抑制，從而使SOD 酶活力增加放緩甚至降低。

3 結論

根據3 組杧果酵素發酵過程中的指標變化可以發現發酵72 h 時酵素品質最佳。不同品種杧果果肉中化學成分種類及含量的差異影響微生物的發酵，在發酵72 h 時，‘金煌杧’杧果酵素與‘凱特杧’酵素、‘紅象牙杧’酵素相比，其感官評分（92）、可溶性固形物含量（8%）、還原糖含量（1.51 mg/mL）、總酚含量（0.308 mg/mL）以及SOD 酶活力（36.6 U/mL）均最佳，因此‘金煌杧’是制作杧果酵素的最佳原料。