藍靛果酵素粉體制備及加工特性的研究

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.07.012

引文格式：李廣志，關瑩，陳玉芳，等.藍靛果酵素粉體制備及加工特性的研究.中國調味品，2024，49（7）：79-85.

LI G Z， GUAN Y， CHEN Y F， et al.Study on preparation and processing characteristics of honeyberry enzyme powder.China Condiment，2024，49（7）：79-85.

摘要：為探究藍靛果酵素粉的發酵工藝及其加工特性，選取藍靛果為原料，通過單因素試驗研究酵母菌添加量、發酵溫度、醋酸菌添加量、發酵時間對總酚含量、總黃酮含量、花色苷含量、SOD活力的影響，結合正交試驗確定最佳發酵條件。通過試驗探究不同貯藏溫度4，25，37 ℃對粉體的堆密度、滑角、休止角等加工特性的影響。結果表明，酵母菌添加量1.5%、發酵溫度22 ℃、無氧發酵10 d，再接種醋酸菌1.5%、發酵溫度34 ℃、有氧發酵5 d，此時感官評分最高，為93分，在此條件下總酚含量為7.63 mg/L，總黃酮含量為38.63 mg/L，花色苷含量為6.56 mg/L，SOD活力為7 539 U/mL，將藍靛果酵素經冷凍干燥避光磨粉，在4，25，37 ℃下測定粉體的加工特性，結果表明隨著溫度的升高，堆密度、滑角、休止角的變化逐漸增大，在4 ℃時藍靛果酵素粉的加工特性指標最高。該試驗為藍靛果的深加工及應用提供了理論參考。

關鍵詞：藍靛果酵素；醋酸菌；花色苷；加工特性

中圖分類號：TS255.36""""" 文獻標志碼：A""""" 文章編號：1000-9973（2024）07-0079-07

Study on Preparation and Processing Characteristics of

Honeyberry Enzyme Powder

LI Guang-zhi1，2， GUAN Ying2， CHEN Yu-fang2， GUO Jin-jin2， LIU Zhou-ying2，

WU Zhuo-jun1， LI Qian2， MA Yong-qiang1*

（1.College of Food Engineering， Harbin University of Commerce， Harbin 150028， China;

2.College of Tourism Cuisine， Harbin University of Commerce， Harbin 150028， China）

Abstract： In order to explore the fermentation process and processing characteristics of honeyberry enzyme powder， honeyberry is selected as the raw material， the effects of yeast addition amount， fermentation temperature， acetic acid bacteria addition amount and fermentation time on the content of total phenols， total flavonoids， anthocyanins and SOD activity are" studied by single factor test， and the optimal fermentation conditions are determined by orthogonal test. The effects of different storage temperatures of 4， 25， 37 ℃ on the processing characteristics of powder such as bulk density， slip angle and rest angle are investigated. The results show that the sensory score is the highest of 93 points by adding 1.5% yeast， fermentation temperature 22 ℃， anaerobic fermentation for 10 d， and then inoculation with 1.5% acetic acid bacteria， fermentation temperature 34 ℃， aerobic fermentation for 5 d. Under these conditions， the content of total phenols is 7.63 mg/L， the content of total flavonoids is 38.63 mg/L， the content of anthocyanins is 6.56 mg/L， and the SOD activity is 7 539 U/mL. The honeyberry enzyme is freeze-dried and ground into powder in dark conditions， the processing characteristics of the powder are determined at 4， 25， 37 ℃. The results show that with the increase of temperature， the changes of bulk density， slip angle and rest angle gradually increase， and the processing characteristic indexes of honeyberry enzyme powder are the highest at 4 ℃. This test has provided theoretical references for the deep processing and application of honeyberry.

Key words： honeyberry enzyme; acetic acid bacteria; anthocyanins; processing characteristics

收稿日期：2024-02-26

基金項目：2023年中國烹飪協會全國餐飲職業教育教學指導委員會一般課題“多菌種藍靛果酵素產品研發”（CYHZW-YB2023021）；2023年度哈爾濱商業大學“青年科研創新人才”培育計劃（2023-KYYWF-0994）

作者簡介：李廣志（1993—），男，講師，博士研究生，研究方向：農產品加工及綜合利用、烹飪科學。

*通信作者：馬永強（1963—），男，教授，碩士，研究方向：食品化學。

藍靛果，又名黑瞎子果、脫皮子等，富含花青素、花色苷、多酚、多糖等活性成分，在我國東北地區大量分布。藍靛果含有大量的糖類、花青素、花色苷等一些有益于身體健康的營養成分，具有抗氧化、降血糖、降血壓等功效，在食品、藥品和保健品等領域具有加工價值和研究潛力，是理想的醫療保健食品加工原料。藍靛果果實味道微酸，稍帶苦澀，直接食用口感一般，因此藍靛果經常被加工成各種藍靛果制品。隨著藍靛果被逐漸開發研究，藍靛果的經濟價值逐漸提高，我國對藍靛果的需求量日益增大，藍靛果具有十分廣闊的市場前景，藍靛果加工的產業化、規模化是未來藍靛果加工發展的必然趨勢。

食用酵素含有黃酮類、超氧化物歧化酶（SOD）、乳酸、醋酸等生物活性成分，具有抗氧化、保護心血管、清除自由基等多種健康保健功效。由于藍靛果口味酸澀，通常與其他食品共同制成酵素制品，包怡紅等利用藍靛果與米糠共同發酵開發出一種新型復合酵素，優化工藝過程并研究其代謝產物制得的酵素產品。戰偉偉等利用藍靛果和椰子制備酵素產品，確定發酵溫度、原料配比、菌種比例。于思文等為開發不同風味的藍靛果酵素，對黑曲霉纖維素酶在藍靛果酵素中的作用進行研究，確定揮發性化合物的種類。

因為藍靛果含水量高，易出現腐爛現象，并且酸澀口感較突出，所以常與其他水果復合制成飲品，影響單一藍靛果產業發展。同時由于人體缺乏相關的代謝酶而使藍靛果中部分營養成分不能被人體利用，所以市場上需要一種可以根據個人口味需求添加到液體食品或菜品中的藍靛果酵素粉產品。試驗通過酵母菌和醋酸菌對藍靛果進行發酵，并將其冷凍干燥制成酵素粉，對粉體的加工特性和分散效果進行表征，為藍靛果的深加工提供了理論支撐。

1" 材料與方法

1.1" 材料與試劑

藍靛果：選用吉林長白山新鮮藍靛果。

試劑：鹽酸-氯化鉀緩沖溶液、鹽酸-乙酸鈉緩沖溶液、氯化鋁晶體（科密歐品牌）、醋酸-醋酸鈉緩沖溶液、沒食子酸標準液（科密歐品牌）、福林酚試劑（宇電品牌）、碳酸鈉溶液（科密歐品牌）、三羥甲基氨基甲烷（科密歐品牌）、EDTA-2Na（科密歐品牌）、鄰苯三酚（科密歐品牌），所有試劑均為分析純。

1.2" 儀器與設備

SP-1920型紫外可見分光光度計" 上海光譜儀器有限公司；Scientz-10N冷凍干燥機" 寧波新芝生物科技股份有限公司；PHS-2F型pH計" 上海儀電科學儀器股份有限公司；LKTC-E恒溫磁力攪拌器" 天津市賽得利斯實驗分析儀器制造廠；HWS-2電熱恒溫水浴鍋" 上海力辰邦西儀器科技有限公司；BPG-9070A電熱鼓風干燥箱、ZHWY-2102C恒溫培養搖床" 上海一恒科學儀器有限公司；TC-M600D空冷型臺式低速離心機" 寧波拓普森科學儀器有限公司。

1.3" 藍靛果酵素制備流程

藍靛果選擇→沖洗→榨汁（藍靛果∶水為1∶1）→酶解→滅菌→酵母菌發酵→醋酸菌發酵→冷凍干燥→用研缽研磨成粉末→密封保存。

1.4" 藍靛果酵素單因素試驗

考察酵母菌添加量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、酵母菌發酵溫度（18，22，25 ℃）、醋酸菌添加量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、醋酸菌發酵溫度（30，32，34，36 ℃）、醋酸菌發酵時間（5，6，7，8，9 d）對藍靛果酵素總酚含量、總黃酮含量、花色苷含量、SOD活力的影響。

1.5" 藍靛果酵素工藝配方優化

在單因素試驗的基礎上，以感官評分為指標，進行正交試驗，確定醋酸菌發酵工藝條件。正交試驗因素與水平見表1。

1.6" 藍靛果酵素指標的測定

1.6.1" 花色苷含量的測定

以pH色差法測定酵素中花色苷含量。

C（mg/mL）=（Amax-A700）pH 1.0（Amax-A700）pH 4.5×Mwε×I×DF×1 000。

C（mg/mL）=A×Mwε×I×DF×1 000。

式中：Amax為最大吸收波長處的吸光度值（Abs）；C為樣品中花色苷含量（mg/mL）；Mw為矢車菊素-3-O-葡萄糖苷的分子量449.2 mg/mol；DF為總稀釋倍數；ε為矢車菊素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數29 600 L/（mol·cm）；I為比色皿光程（cm）。

1.6.2" 總黃酮含量的測定

以蘆丁法測定藍靛果酵素中的總黃酮含量。

1.6.3" 總酚含量的測定

參考張洋婷等的福林酚比色法測定藍靛果酵素中總酚含量。

1.7" 藍靛果酵素抗氧化能力的測定

參照GB/T 5009.171—2003中鄰苯三酚自氧化法測定藍靛果酵素超氧化物歧化酶（SOD）活力。

SOD=×9/V×N。

式中：A0為鄰苯三酚自氧化速率；ΔA為樣液或SOD酶液抑制鄰苯三酚自氧化速率；V為樣液體積（mL）；N為稀釋倍數9。

1.8" 藍靛果酵素粉體加工特性

1.8.1" 堆密度

稱取2.0 g凍干粉粉體質量記為m，全部裝入10.0 mL量筒中，每隔2 s將量筒從3 cm處垂直落下，直到桶內粉體體積停止改變，記最后的體積為V。

1.8.2" 滑角、休止角

稱取3.00 g凍干粉放在一塊平滑玻璃板上，輕輕振蕩使其均勻分布在玻璃板上，然后將玻璃板一邊緩慢勻速提起，當粉體開始在玻璃板上滑動時，所測量出的夾角即為滑角。

取一漏斗，將其固定于距離臺面3 cm的鐵架臺上，在漏斗正下方放一張空白紙，將漏斗下端口堵住，然后將粉體全部倒入漏斗中，打開漏斗下端口，直到漏斗中的粉體下落完畢，測量粉體堆圓錐底部直徑為2R，高度為H，休止角記為α。

1.9" 藍靛果酵素成品感官分析

藍靛果酵素成品制備過程中，發酵液受不同霉菌添加量、溫度、時間的影響，其澄清度、色澤、氣味、品質均不相同，選取10名感官評價人員對1.5%醋酸菌添加量、34 ℃、發酵9 d的成品藍靛果酵素進行澄清度、色澤、氣味的分析。藍靛果酵素感官評價標準見表2。

1.10" 數據分析

使用SPSS、Excel軟件進行試驗基礎數據分析、繪圖、精確度計算。

2" 結果分析

2.1" 酵母菌添加量對藍靛果酵素的影響

由圖1可知，當酵母菌接種量為1.5%時，花色苷含量達到最高，為6.93 mg/L，接種量大于1.5%時，花色苷含量呈下降趨勢，這可能是因為酵母菌對花色苷的吸附作用，酵母菌越多，顏色越淺，花色苷被吸附的量越大，隨著酵母菌接種量的增大，總黃酮含量呈先上升后下降的趨勢，整體波動較小，這是由于酵母菌發酵時分泌的多種胞外酶破壞了藍靛果細胞壁的結構，促進了黃酮的溶出。當酵母菌接種量為1.5%時，總黃酮含量為38.32 mg/L，總酚含量為48.12 mg/L，SOD活力為7 517.2 U/mL。當接種量超過1.5%時，總酚含量、SOD活力都呈下降趨勢，這可能是因為酵母菌大量生長繁殖，氧氣和糖消耗殆盡，開始分解有機酸，致使pH上升，總酚含量和SOD活力下降。

2.2" 酵母菌發酵溫度對藍靛果酵素的影響

由圖2可知，在發酵過程中，隨著發酵溫度的增加，總酚和花色苷含量均呈現先上升后下降的趨勢。酒精發酵產生的乙醇有利于果肉中酚類和花色苷的溶出，發酵初期，隨著酒精濃度的增加，總花色苷含量顯著增加，總酚質量濃度變化不顯著，這可能是單寧類物質聚合、酚類物質氧化和微生物產生的酶促使多酚類物質發生降解，與王勝利等在獼猴桃酒釀造過程中多酚和抗氧化性的研究結論相似。隨后由于酵母菌在生長發酵期間對花色苷進行了降解轉化，故而總酚和花色苷含量逐漸減少，花色苷的降解還與酵母在發酵過程中所產生的β-葡萄糖苷酶和發酵后期酚類物質的氧化有關。

2.3" 醋酸菌添加量對藍靛果酵素的影響

由圖3可知，藍靛果在發酵過程中，隨著醋酸菌添加量的增加，總黃酮、總酚、花色苷含量整體均呈現先上升后下降的趨勢，在醋酸菌添加量為1%時，總黃酮、總酚、花色苷含量均最大，分別為40.8，11.9，7.9 mg/L，SOD活性最高，為7 997.9 U/mL。當繼續增加醋酸菌添加量時，生物活性物質呈現下降趨勢，這是由于隨著醋酸菌添加量的增加，代謝產物隨之增加，阻礙了發酵的進行。

2.4" 醋酸菌發酵溫度對藍靛果酵素的影響

由圖4可知，當發酵溫度為34 ℃時，花色苷含量達到最大值7.17 mg/L，隨后花色苷含量開始下降。這可能是因為隨著溫度的升高，微生物的代謝活動變得越發旺盛，營養物質不再充足，加之花色苷自身并不穩定，容易在溫度較高的環境下降解。在發酵過程中，隨著溫度的升高，總黃酮含量隨之升高，在34 ℃時達到最大值41.88 mg/L，隨后開始下降。這可能是由于發酵溫度過高使酶失活，且溫度過高也會破壞藍靛果中的活性成分，溫度過高或過低都會導致酶促反應不能順利進行，溫度過低時也會降低酶的活性，都會導致總黃酮含量降低。總酚含量、SOD活力在發酵溫度超過34 ℃后開始下降，可能是因為溫度過高影響醋酸菌的生長，阻礙發酵進行，使總酚含量和SOD活力下降。

2.5" 醋酸菌發酵時間對藍靛果酵素的影響

由圖5可知，隨著醋酸菌發酵時間的增加，發酵過程中出現的生物活性物質含量呈現先上升后下降的趨勢，在發酵第6天時達到峰值，發酵時間繼續增加，活性物質含量迅速下降，這是代謝產物逐漸增加、單寧類物質聚合、活性物質被氧化所致。

2.6" 藍靛果酵素最佳發酵工藝分析

藍靛果酵素發酵工藝配方正交試驗結果見表3，藍靛果酵素發酵工藝配方正交試驗方差分析見表4。

由表3可知，各因素對藍靛果酵素發酵工藝感官評分影響的大小順序為A＞C＞B，最優條件為A3B2C1，最佳藍靛果酵素發酵工藝配方為醋酸菌接種量1.5%、醋酸菌發酵溫度34 ℃、醋酸菌發酵時間5 d，此時感官評分為93分，平行3次試驗測得總酚含量為7.63 mg/L，總黃酮含量為38.63 mg/L，花色苷含量為6.56 mg/L，SOD活力為7 539 U/mL。

2.7" 藍靛果粉掃描電鏡（SEM）微觀結構分析

使用掃描電子顯微鏡觀察藍靛果原漿、酵母菌發酵、醋酸菌發酵后冷凍干燥粉顆粒的表面特性，見圖6。在分析之前對顆粒進行噴金處理，放大倍率范圍為200×～10 000×。

注：A為藍靛果原漿凍干粉，B為酵母菌發酵后凍干粉，C為醋酸菌發酵后凍干粉。

由圖6中A可知，未經過發酵的藍靛果顆粒呈連續片狀，碎片較少，黏度較大，這可能是果粉中果糖、果膠等物質含量較高所致。由圖6中B可知，經過酵母菌發酵后的果粉表面呈現“山巒狀”，表面較疏松，這可能是果粉中的糖分被酵母菌代謝，粉體黏度下降所致。由圖6中C可知，經過醋酸菌發酵后的果粉呈絮狀結構骨架和片狀結構，這可能是由于果粉中糖分進一步被代謝，黏度進一步下降，使得粉體之間孔隙較多且大，結構疏松，更有利于果粉的溶解和分散。

2.8" 抗氧化性

由表5可知，當粉體pH為3.0，5.0，7.0時，隨著貯藏時間的增加，DPPH自由基清除率和SOD活力均下降，在貯藏過程中粉體的抗氧化能力呈現下降趨勢，當粉體pH為3.0時，粉體的抗氧化能力隨貯藏時間的增加下降趨勢明顯，損失率較大。當pH為5.0時，DPPH自由基清除能力下降較不明顯，SOD活力有所下降。當pH為7.0時，粉體的DPPH自由基清除能力和SOD活力均下降。

2.9" 藍靛果酵素凍干粉加工特性研究

2.9.1" 貯藏溫度對粉體堆密度的影響

堆密度用于反映粉體在加工過程中的填充性，堆密度越大，粉體的填充性越好。由圖7可知藍靛果酵素凍干粉在貯藏期間堆密度的變化趨勢，粉體的堆密度在貯藏期間緩慢下降，而不同溫度下貯藏的粉體的堆密度差異不大，在貯藏過程中，由于溫度的升高，凍干粉之間水分增多，會團聚成大顆粒使空隙增大，導致堆密度減小。因此，低溫條件更適合凍干粉的保存。

2.9.2" 貯藏溫度對粉體滑角和休止角的影響

滑角越小，表明粉體的流動性越好。由圖8中A可知藍靛果酵素凍干粉在貯藏15 d期間滑角的變化趨勢，粉體滑角的上升趨勢不明顯。休止角是指粉體顆粒堆積層表面在相對靜止的情況下與平面形成的最大夾角，通常情況下休止角越小，表明粉體的流動性越好。由圖8中B可知粉體在貯藏15 d期間休止角的變化趨勢，休止角逐漸上升，但是上升趨勢不明顯。在相同貯藏時間，4 ℃條件下藍靛果酵素粉體的滑角和休止角均小于25 ℃和37 ℃條件下，所以在低溫條件下貯藏有利于保持藍靛果酵素粉體的流動性。

3" 總結

本研究表明酵母菌添加量1.5%、發酵溫度22 ℃、無氧發酵10 d，再接種醋酸菌1.5%、發酵溫度34 ℃、有氧發酵5 d，此時感官評分最高，為93分，在此條件下平行3次試驗，測得總酚含量為7.63 mg/L，總黃酮含量為38.63 mg/L，花色苷含量為6.56 mg/L，SOD活力為7 539 U/mL，將藍靛果酵素經冷凍干燥避光磨粉，在4，25，37 ℃下測量粉體的加工特性，結果表明隨著溫度的升高，堆密度、滑角、休止角的變化逐漸加大，在4 ℃時藍靛果酵素粉的加工特性指標最高。

參考文獻：

劉育穎，張源生.高速逆流色譜分離藍靛果花色苷及其對α-葡萄糖苷酶抑制活性研究.中國食品添加劑，2022，33（7）：75-82.

張齡予，潘麗佳，侯蘇芯，等.藍靛果多酚對免疫抑制小鼠調節腸道微生態的作用機制.食品科學，2023，44（15）：147-155.

韓笑.藍靛果產業發展存在的問題與對策.廣東蠶業，2021，55（3）：116-117，146.

SUN T L， CUI S N， MA W Y， et al. Study on the changes of antioxidant activity of fruit enzymes with different formulas resistance to environmental pollution.IOP Conference Series： Earth and Environmental Science，2021，859（1）：1-7.

連悅汝，甘慧，孟志云，等.新型藍莓花色苷含量測定及抗氧化性能研究.食品研究與開發，2022，43（7）：30-36.

包怡紅，趙鑫磊，唐妍，等.藍靛果米糠酵素發酵工藝優化及其代謝產物變化分析.中南林業科技大學學報，2022，42（2）：147-158.

戰偉偉，魏曉宇，高本杰，等.藍靛果椰子復合酵素發酵工藝優化.中國釀造，2017，36（1）：191-195.

于思文，王玉超，黃一承，等.黑曲霉纖維素酶對藍靛果酵素中揮發性化合物和有機酸的影響.食品研究與開發，2023，44（11）：36-42.

張瑋圳.白藜蘆醇-殼聚糖可食性復合膜的制備及其在藍靛果保鮮中的應用.哈爾濱：哈爾濱商業大學，2018.

黃祥童，樸龍國，孟慶江，等.藍靛果發酵制酒工藝研究.釀酒科技，2003（2）：82-84.

胡秦佳寶，王建芳，熊文霸，等.固定化醋酸菌發酵載體對芒果醋品質影響.中國調味品，2021，46（2）：65-69，74.

孟鑫，雷虹，張彥龍，等.藍靛果酵素發酵菌種篩選及發酵工藝的優化.黑龍江大學工程學報，2023，14（1）：98-105.

李鳳鳳.藍靛果花色苷提取、抗氧化性研究及飲料研制.哈爾濱：東北農業大學，2019.

BU F Z， ZHAO Y Q， LI B， et al. The effect of choline chloride-butanediol based deep eutectic solvents on ultrasound-assisted extraction， antioxidant activity and stability of anthocyanins extracted from Perilla frutescens （L.） Britt..Sustainable Chemistry and Pharmacy，2023，32：101000.

張國權，羅崧方，黃建蓉，等.三氯化鋁比色法檢測桑葉提取物總黃酮的研究.農產品加工，2018（7）：52-54，57.

張洋婷，郗艷麗，葛紅娟，等.福林酚比色法測定酸漿宿萼中總多酚含量.食品研究與開發，2016，37（23）：138-141.

中華人民共和國衛生部，國家標準化管理委員會.保健食品中超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定：GB/T 5009.171—2003.北京：中國標準出版社，2003.

張星，畢金峰，陳芹芹，等.藍莓-藍靛果復合凍干粉貯藏期品質及加工特性.食品科學，2022，43（17）：240-247.

梁敏，包怡紅.藍靛果酒發酵工藝優化及發酵過程對花色苷的影響.食品科學，2018，39（10）：151-157.

張巧，葉春玲，商飛飛，等.大果山楂酵素的多菌種發酵工藝研究.河南工業大學學報（自然科學版），2019，40（5）：70-76.

王勝利，李國薇，樊明濤.獼猴桃酒釀造過程中多酚及抗氧化性的研究.釀酒科技，2012（10）：55-58.

黃曉杰，柴哲，楊鐘燕，等.藍莓酒發酵過程中抗氧化物質變化規律研究.食品工業科技，2013，34（17）：103-105，109.

張詩卿，高銀爽，趙雪.酶-超聲波法提取桑葚中花青素及其穩定性的研究.現代農業研究，2019（7）：35-36，38.

孫國霞，王俊，龔敏，等.不同葉位桑葉及發酵溫度對桑紅茶中活性成分含量的影響.蠶業科學，2011，37（6）：1061-1066.

錢慧碧，辛秀蘭，張東升，等.溶劑提取藍莓果渣中總黃酮的研究.食品工業科技，2010，31（11）：272-274.

李濱，張茂富，廖祥儒，等.“藥食同源”菊花酵素抗氧化活性發酵工藝優化研究.伊犁師范學院學報（自然科學版），2021，15（2）：40-44，55.

劉艷輝，趙映.車前草中黃酮類化合物的提取及其含量的測定.湖南理工學院學報（自然科學版），2009，22（2）：63-64.