食用植物酵素发酵过程中主要成分与功能研究进展

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0210

中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (24): 143-150.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0210

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食用植物酵素发酵过程中主要成分与功能研究进展

陈雨欣(), 杨峰山, 付海燕, 宋新宇, 刘春光()

黑龙江大学生命科学学院，农业微生物技术教育部工程研究中心，黑龙江省寒地生态修复与资源利用重点实验室，黑龙江省普通高校微生物重点实验室，哈尔滨 150080

收稿日期:2024-03-28 修回日期:2024-05-15 出版日期:2024-08-20 发布日期:2024-08-20
通讯作者:
刘春光，女，1982年出生，黑龙江哈尔滨人，高级实验师，博士，研究方向：植物源食品加工与安全。通信地址：150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路74号，Te1：0451-86608586，E-mail：2005013@hlju.edu.cn。
作者简介:
陈雨欣，女，2000年出生，黑龙江黑河人，硕士研究生，研究方向：食品加工与安全。通信地址：150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路74号，Te1：0451-86608586，E-mai1：2221660@s.hlju.edu.cn。
基金资助:
黑龙江省省属高等学校基本科研业务“氯氟吡啶酯在粘质沙雷氏菌作用下降解途径及环境安全评价”(2022-KYYWF-1079)

The Major Components and Functions of Edible Plant Enzymes in the Fermentation Process: A Review

CHEN Yuxin(), YANG Fengshan, FU Haiyan, SONG Xinyu, LIU Chunguang()

Engineering Research Center of Agricultural Microbiology Technology, Ministry of Education & Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Ecological Restoration and Resource Utilization for Cold Region·& Key Laboratory of Microbiology, College of Heilongjiang Province & School of Life Sciences, Heilongjiang University, Harbin 150080

Received:2024-03-28 Revised:2024-05-15 Published:2024-08-20 Online:2024-08-20

摘要/Abstract

摘要：

作为一种植物功能性食品，食用植物酵素在食品和保健品等领域受到广泛关注，相关的生产工艺在原料、发酵微生物和发酵条件方面取得了进展。通过开展综述，分析了食用植物酵素的研究现状，从食用植物酵素的主要发酵方式、主要活性成分、主要功能作用和面临的风险与挑战进行了梳理。食用植物酵素发酵一般采用自然发酵和人工接种发酵的发酵工艺。采用人工接种技术具有能有效缩减发酵所需时间、提高生产效率的显著优点。食用植物酵素的主要活性成份为多糖、多酚、维生素等，在降血脂、抗氧化、降低心血管疾病等方面具有一定的预防治疗效果。在食用植物酵素的制作过程中，人工接种发酵需要选对菌种、控制发酵条件、防止环境污染。分析结果表明，食用植物酵素的发展前景是十分可观的，提出了今后需要重点关注的方面，并对食用植物酵素的机制研究进行了展望，旨在为食用植物酵素的进一步研发和推广提供更有价值的参考。

关键词: 食用植物酵素, 发酵, 微生物, 活性成分, 功能

Abstract:

As a kind of plant functional food, edible plant enzymes have received wide attention in the fields of food and health products, and the related production processes have made progress in terms of raw materials, fermentation microorganisms and fermentation conditions. A review was conducted to analyze the current research status of edible plant enzymes. The main fermentation methods, main active ingredients, main functional roles, and the risks and challenges faced by edible plant enzymes were summarized. The fermentation of edible plant enzymes generally adopted natural fermentation and artificial inoculation fermentation. The use of artificial inoculation technology had the significant advantages of effectively reducing the time required for fermentation and improving the production efficiency. The main active ingredients of edible plant enzymes were polysaccharides, polyphenols, vitamins, etc., which had certain preventive and therapeutic effects in lowering blood lipids, antioxidant and cardiovascular diseases. In the production process of edible plant enzymes, artificial inoculation and fermentation required the selection of the right strain, control of fermentation conditions, and prevention of environmental pollution. The analysis results showed that the development prospect of edible plant enzymes was very promising. The aspects needed to be focused on in the futurewas proposed, and the mechanism of edible plant enzymes was made a prospective, aiming to provide a more valuable reference for the further research and development and promotion of edible plant enzymes.

Key words: edible plant enzymes, fermentation, microorganisms, active ingredients, function

陈雨欣, 杨峰山, 付海燕, 宋新宇, 刘春光. 食用植物酵素发酵过程中主要成分与功能研究进展[J]. 中国农学通报, 2024, 40(24): 143-150.

CHEN Yuxin, YANG Fengshan, FU Haiyan, SONG Xinyu, LIU Chunguang. The Major Components and Functions of Edible Plant Enzymes in the Fermentation Process: A Review[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(24): 143-150.

图/表 1

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酵素名称	主要原料	发酵菌种	最佳工艺条件	文献
蓝莓酵素	蓝莓	酵母菌(Saccharomyces) 植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum) 干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)	最佳接种量：酵母菌0.1%、植物乳杆菌2%、干酪乳杆菌0.47%，发酵时间：41.5 h，发酵温度：31℃，可溶性固形物含量：12°Bx，料液比：1:5(g:mL)，pH 3.14，酒精度：0.2%vol，总酚含量：3.14 mg/mL，花色苷含量：26.06 mg/mL，乳酸菌活菌数：1.01×10⁷ CFU/mL，SOD酶活力：103.01 U/mL	[31]
莲雾酵素	莲雾	乳酸菌(Lactic acid bacteria) 酵母菌(Saccharomyces)	最佳接种量：乳酸菌:酵母菌为1:2，发酵时间：48 h，发酵温度：31℃，蔗糖添加量：6%，pH值适中，SOD酶活力：(181.67±5.31)U/mL	[32]
桑葚酵素	桑葚	植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum)	最佳接种量：植物乳杆菌25%，发酵时间：40 h，发酵温度：32℃，总酚含量：(43.48±0.67)μg/mL，可溶性固体物含量：5.36%，pH 4.08±0.01	[33]
牛蒡根果蔬复合酵素	牛蒡根、山药、火龙果、葡萄、苹果、柠檬等	米曲霉(Aspergillus oryzae)	最佳接种量：米曲霉菌2%，发酵时间：50 d，发酵温度：25℃，米曲霉菌接种量：2%，紫皮葡萄添加量：6%	[34]
沙棘酵素	沙棘	酿酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae) 异常汉逊酵母 (Hansenula anomala) 植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum)	最佳接种量：酿酒酵母、异常汉逊酵母与植物乳植物杆菌总接种量为10.25%（其中菌种比例分别为1:1.6:2.6），pH 2.23，总酸含量：78.60 mg/mL，可溶性固形物含量：2.68°Bx，乙醇含量：0.05 g/100mL，总酚含量：18.85 mg/mL，总黄酮含量：12.49 mg/mL，VC含量：6.48 mg/mL，多糖含量：22.49 mg/mL，SOD酶活力：2206.67 U/mL，还原力（OD₇₀₀值）：2.65	[35]
刺梨果渣酵素	刺梨果渣	酵母菌(Saccharomyces) 植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum)	酵母菌发酵阶段：最佳接种量：酵母菌0.21%，发酵时间：24.5 h，发酵温度：24.7℃，糖添加量：5%，SOD酶活力：267.64 U/g，酵母菌活菌数：1.41×108 CFU/g乳酸菌发酵阶段：发酵时间：16 h，最佳接种量：乳酸菌2%，发酵温度：35℃，SOD酶活力：275.24 U/g，乳酸菌活菌数：1.97×10⁸ CFU/g	[36]
甘孜梨果仙人掌果酵素	甘孜梨果仙人掌果	酵母菌(Saccharomyces) 乳酸菌(Lactic acid bacteria)	最佳接种量：酵母菌和乳酸菌混合菌种的接种量5%，发酵时间：4 d，发酵温度：34℃，糖的添加量：25%，SOD酶活力：148.24 U/mL，麦芽糊精添加量：20%，DPPH自由基清除率：40.59%，羟自由基清除率：26.23%，铁离子还原力：0.1799	[37]
雪花梨酵素	雪花梨	酵母菌(Saccharomyces) 植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum)	一步发酵：最佳接种量：酵母菌0.14%，发酵时间：24 h，发酵温度：26℃，发酵液起始pH 4.5，料液比：1:1，糖添加量：13% 二步发酵：最佳接种量：植物乳杆菌1.50%，发酵时间：36 h，发酵温度：39℃，总酚含量：32.32 μg/mL，蛋白酶活力：45.15 U/mL，SOD酶活力：1140 U/mL，可滴定酸：4.43 g/L，pH 3.49，可溶性固形物含量：11.3 Brix%	[38]
哈密瓜酵素	哈密瓜	酵母菌(Saccharomyces) 乳酸菌(Lactic acid bacteria)	最佳接种量：酵母菌0.02%，乳酸菌0.2%，发酵时间：27 h，发酵温度：30℃以下，蔗糖添加量：哈密瓜量的10%，pH 4.5~5，羟自由基清除率：>85%，SOD酶活力：>110 U/mL(110000 U/L)	[39]
木枣果蔬酵素	木枣	酵母菌(Saccharomyces) 植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum)	最佳接种量：植物乳杆菌4%，发酵时间：2 d，发酵温度：38℃，SOD酶活力：278.64 U/mL	[40]
红阳猕猴桃酵素	红阳猕猴桃	酿酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae) 乳酸菌(Lactobacillus bulgaricus)	最佳接种量：酵母菌2%，乳酸菌2%，酶添加量果胶酶0.5%，纤维素酶2%，发酵时间：35 d，发酵温度：36℃，初始糖添加量：20%，料液比：1:1.3 (g/mL)，羟基自由基清除率：增加8.69%，DPPH清除率：增加11.89%，ABTS+清除率：增加36.57%	[41]
北五味子麦芽酵素	北五味子、大麦芽	植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum)	最佳接种量：植物乳杆菌1.5%，北五味子和麦芽的原料比：2:1(g:g)，发酵时间：3 d，发酵温度：41℃，SOD酶活力：3464.80 U/mL，超氧阴离子自由基清除能力：26.03%，羟自由基清除能力：97.25%，DPPH自由基清除能力：89.10%，ABTS+自由基清除能力：0.6137 mmol/L	[42]

酵素名称	主要原料	发酵菌种	最佳工艺条件	文献
蓝莓酵素	蓝莓	酵母菌(Saccharomyces) 植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum) 干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)	最佳接种量：酵母菌0.1%、植物乳杆菌2%、干酪乳杆菌0.47%，发酵时间：41.5 h，发酵温度：31℃，可溶性固形物含量：12°Bx，料液比：1:5(g:mL)，pH 3.14，酒精度：0.2%vol，总酚含量：3.14 mg/mL，花色苷含量：26.06 mg/mL，乳酸菌活菌数：1.01×10⁷ CFU/mL，SOD酶活力：103.01 U/mL	[31]
莲雾酵素	莲雾	乳酸菌(Lactic acid bacteria) 酵母菌(Saccharomyces)	最佳接种量：乳酸菌:酵母菌为1:2，发酵时间：48 h，发酵温度：31℃，蔗糖添加量：6%，pH值适中，SOD酶活力：(181.67±5.31)U/mL	[32]
桑葚酵素	桑葚	植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum)	最佳接种量：植物乳杆菌25%，发酵时间：40 h，发酵温度：32℃，总酚含量：(43.48±0.67)μg/mL，可溶性固体物含量：5.36%，pH 4.08±0.01	[33]
牛蒡根果蔬复合酵素	牛蒡根、山药、火龙果、葡萄、苹果、柠檬等	米曲霉(Aspergillus oryzae)	最佳接种量：米曲霉菌2%，发酵时间：50 d，发酵温度：25℃，米曲霉菌接种量：2%，紫皮葡萄添加量：6%	[34]
沙棘酵素	沙棘	酿酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae) 异常汉逊酵母 (Hansenula anomala) 植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum)	最佳接种量：酿酒酵母、异常汉逊酵母与植物乳植物杆菌总接种量为10.25%（其中菌种比例分别为1:1.6:2.6），pH 2.23，总酸含量：78.60 mg/mL，可溶性固形物含量：2.68°Bx，乙醇含量：0.05 g/100mL，总酚含量：18.85 mg/mL，总黄酮含量：12.49 mg/mL，VC含量：6.48 mg/mL，多糖含量：22.49 mg/mL，SOD酶活力：2206.67 U/mL，还原力（OD₇₀₀值）：2.65	[35]
刺梨果渣酵素	刺梨果渣	酵母菌(Saccharomyces) 植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum)	酵母菌发酵阶段：最佳接种量：酵母菌0.21%，发酵时间：24.5 h，发酵温度：24.7℃，糖添加量：5%，SOD酶活力：267.64 U/g，酵母菌活菌数：1.41×108 CFU/g乳酸菌发酵阶段：发酵时间：16 h，最佳接种量：乳酸菌2%，发酵温度：35℃，SOD酶活力：275.24 U/g，乳酸菌活菌数：1.97×10⁸ CFU/g	[36]
甘孜梨果仙人掌果酵素	甘孜梨果仙人掌果	酵母菌(Saccharomyces) 乳酸菌(Lactic acid bacteria)	最佳接种量：酵母菌和乳酸菌混合菌种的接种量5%，发酵时间：4 d，发酵温度：34℃，糖的添加量：25%，SOD酶活力：148.24 U/mL，麦芽糊精添加量：20%，DPPH自由基清除率：40.59%，羟自由基清除率：26.23%，铁离子还原力：0.1799	[37]
雪花梨酵素	雪花梨	酵母菌(Saccharomyces) 植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum)	一步发酵：最佳接种量：酵母菌0.14%，发酵时间：24 h，发酵温度：26℃，发酵液起始pH 4.5，料液比：1:1，糖添加量：13% 二步发酵：最佳接种量：植物乳杆菌1.50%，发酵时间：36 h，发酵温度：39℃，总酚含量：32.32 μg/mL，蛋白酶活力：45.15 U/mL，SOD酶活力：1140 U/mL，可滴定酸：4.43 g/L，pH 3.49，可溶性固形物含量：11.3 Brix%	[38]
哈密瓜酵素	哈密瓜	酵母菌(Saccharomyces) 乳酸菌(Lactic acid bacteria)	最佳接种量：酵母菌0.02%，乳酸菌0.2%，发酵时间：27 h，发酵温度：30℃以下，蔗糖添加量：哈密瓜量的10%，pH 4.5~5，羟自由基清除率：>85%，SOD酶活力：>110 U/mL(110000 U/L)	[39]
木枣果蔬酵素	木枣	酵母菌(Saccharomyces) 植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum)	最佳接种量：植物乳杆菌4%，发酵时间：2 d，发酵温度：38℃，SOD酶活力：278.64 U/mL	[40]
红阳猕猴桃酵素	红阳猕猴桃	酿酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae) 乳酸菌(Lactobacillus bulgaricus)	最佳接种量：酵母菌2%，乳酸菌2%，酶添加量果胶酶0.5%，纤维素酶2%，发酵时间：35 d，发酵温度：36℃，初始糖添加量：20%，料液比：1:1.3 (g/mL)，羟基自由基清除率：增加8.69%，DPPH清除率：增加11.89%，ABTS+清除率：增加36.57%	[41]
北五味子麦芽酵素	北五味子、大麦芽	植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum)	最佳接种量：植物乳杆菌1.5%，北五味子和麦芽的原料比：2:1(g:g)，发酵时间：3 d，发酵温度：41℃，SOD酶活力：3464.80 U/mL，超氧阴离子自由基清除能力：26.03%，羟自由基清除能力：97.25%，DPPH自由基清除能力：89.10%，ABTS+自由基清除能力：0.6137 mmol/L	[42]

食用植物酵素发酵过程中主要成分与功能研究进展

The Major Components and Functions of Edible Plant Enzymes in the Fermentation Process: A Review

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