新宝堂与中国农业科学院新会柑酵素研究成果在《食品工业科技》发表

时间:2022-06-22    来源:新宝堂

《不同酵母菌与植物乳杆菌复合发酵对新会柑酵素品质的影响》

成功在《食品工业科技》发表!

 

新宝堂与中国农业科学院合作,开展关于《不同酵母菌与植物乳杆菌复合发酵对新会柑酵素品质的影响》的研究课题,目前研究成果已成功在综合性科技期刊《食品工业科技》成功发表。

本研究可为高品质新会柑酵素产品研发提供数据参考,为新会柑柑肉的高值化开发利用提供理论基础,有利于新会陈皮产业的发展。

《不同酵母菌与植物乳杆菌复合发酵对新会柑酵素品质的影响》

研究背景

▼新会柑▼

新会柑,主产于江门市新会地区,为广东省十大道地药材之一中国地理标志产品,兼具药食两用的特色,具有理气健脾、和胃止呕、燥湿化痰等功效①②。调查研究证实,新会柑果肉含丰富的活性成分,如黄酮、多糖、酚类、氨基酸等③,仍具有较高的利用价值。

▼酵素▼

酵素是一种功能性微生物产品,通常以水果为原料,经过一种或多种有益菌发酵而成,不仅保留了水果原有的矿物质和氨基酸等营养成分,还含有多种微生物次生代谢产物,具有抗氧化、抗菌消炎、增强机体免疫力、修复机体损伤等功效,受到广泛关注④⑤。因此,将新会柑果肉开发利用,制备新会柑酵素,对丰富新会柑加工形式,实现其高值化利用具有重要意义。

研究过程

研究团队进行菌种培养及新会柑酵素制备,再进行酵母活菌数、总糖含量、总酸含量和 pH、生物活性物质、特征性有机酸含量、抗氧化能力检测。

 

结果与分析

1.新会柑酵素发酵过程中酵母菌落数变化

通过不同发酵时间酵母菌落数可以直观了解不同种类酵母在新会柑发酵液中的生长情况。单胞酿酒酵母的耐酸性较弱,在新会柑酵素中的增殖能力相对较低。

2.不同酵母菌种发酵对新会柑酵素总糖、pH 和总酸含量的影响

糖类物质作为微生物发酵过程中的主要碳源,通过总糖含量变化分析微生物生长和代谢状况。乳酸菌为新会柑酵素制备过程中的主要优势发酵菌。

pH 可以反映发酵过程的异常情况,总酸同样表明发酵过程中微生物的代谢变化情况。新会柑的发酵过程中总酸含量的差异性与酵母菌的生长代谢能力有一定的相关性。

3.不同酵母菌种发酵对特征有机酸含量的影响

有机酸是新会柑中重要的营养成分,对风味和口感的形成具有重要意义。该结果证实单胞酿酒酵母和马克斯克鲁维酵母具有一定的降解柠檬酸能力。

4.不同酵母菌种发酵对新会柑酵素活性物质含量的影响

柑橘全果汁中存在着大量的酚酸、类黄酮、粗多糖、γ-氨基丁酸等活性物质⑥,因此本研究对不同酵母发酵新会柑酵素中活性物质含量进行了检测。

与发酵前相比,发酵后的新会柑酵素中粗多糖含量极显著下降(P<0.01)。

图 6 不同发酵体系中新会柑酵素活性物质含量比较

 

发酵后新会柑酵素中总黄酮含量显著增加(P<0.05),其中乳酸菌单独发酵总黄酮含量可提高 5.8%,而酿酒酵母、单胞酿酒酵母、马克斯克鲁维酵母复合体系发酵后总黄酮含量分别可提高15.14%、38.73%、20.36%。其主要是由于发酵微生物分泌的糖苷酶将不溶性膳食纤维结合的黄酮释放形成水溶性黄酮所致。由此可见,添加酵母可以显著提高水溶性黄酮的含量(P<0.05),且单胞酿酒酵母复合发酵体系分泌的糖苷酶更有利于新会柑黄酮的释放。

图 6 不同发酵体系中新会柑酵素活性物质含量比较

 

四种新会柑发酵液总酚含量均显著高于未发酵新会柑果汁(P<0.05),且不同酵母菌种发酵处理间无显著差异。

图 6 不同发酵体系中新会柑酵素活性物质含量比较

 

γ-氨基丁酸是柑橘中一类重要的非蛋白质氨基酸,具有调整血压、镇静神经、减少中性脂肪、治疗癫痫、增强动物采食能力等生物活性⑦。

对不同酵母发酵新会柑酵素中 γ-氨基丁酸含量进行比较分析后发现,经发酵处理后发酵液中 γ-氨基丁酸含量显著增加(P<0.05)。其中植物乳杆菌与马克斯克鲁维酵母复合发酵新会柑酵素中 γ-氨基丁酸含量最高,可达 82.85 mg/kg,显著高于植物乳杆菌单独发酵及其与酿酒酵母复合发酵体系所制备的新会柑酵素(P<0.05)。由此可见,该发酵体系更有利于酵素溶液中 γ-氨基丁酸的富集。

图 6 不同发酵体系中新会柑酵素活性物质含量比较

 

5.不同酵母菌种发酵新会柑酵素抗氧化指标评价

本研究以 SOD 活力、DPPH 自由基、ABTS+自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基清除能力和总还原力来表征不同酵母菌种复合发酵体系对新会柑酵素体外抗氧化能力的影响。⑧

 

结论

研究发现在不同新会柑发酵体系中,pH、总糖、总酸含量和有机酸组成差异不显著;但其生物活性物质含量和抗氧化水平却有较大差异。

通过不同发酵体系中发酵液抗氧化水平比较分析,证实马克斯克鲁维酵母与植物乳杆菌复合发酵体系中羟自由基清除力和总还原力均显著强于其它发酵体系(P<0.05)。由此可见,马克斯克鲁维酵母发酵体系制备的新会柑酵素在活性物质含量和抗氧化功效方面均强于酿酒酵母和单胞酿酒酵母体系。不同乳酸菌和酵母在发酵过程中可以形成不同的微生态环境, 菌种间的相互作用控制着产品的风味特点、生物活性成分和保健特性。

本研究可为高品质新会柑酵素产品的研发提供一定的数据参考,为新会柑柑肉的高值化开发利用提供理论基础,并有利于当地陈皮产业的发展。

 

广东省农业科学院与新宝堂携手合作

早在2019年10月,广东省农业科学院农业生物基因研究中心与新宝堂共建《生物种植科技成果示范基地》,作为大科技示范性企业,新宝堂将农业融合科技,促进新会陈皮的发展。

▲ 亚洲乳酸菌协会会长、台湾阳明大学生化暨分子生物研究所教授 新宝堂首席技术顾问 蔡英杰(左一)、广东新宝堂生物科技有限公司董事长陈柏忠(左二)、广东省农业科学院农业生物基因研究中心副主任 刘军(右二)、戴彰言博士(右一) 揭牌仪式合照留念

 

▲ 广东省农业科学院农业生物基因研究中心与新宝堂共建《生物种植科技成果示范基地》

 

一直以来,新宝堂非常重视科研力量,以科研创新,赋能新会陈皮行业高质量发展。早在2007年起,新宝堂已开始加入陈皮科研工作,先后八所大学、两所三甲医院和两所科研机构建立起产学研和商业合作关系。新宝堂打造了集中医、中药、食品、益生菌、农业、化学、检测等多专业多领域范畴于一体的科研平台,推动新会陈皮向大健康产业和循环经济方向发展。

新宝堂创立于光绪三十四年(公元1908年),是一家有114年历史、具有深厚品牌文化底蕴的“广东老字号”企业,是广东省非物质文化遗产“新会陈皮制作技艺”传承人单位和省级非物质文化遗产生产性保护示范基地,是国家科技部立项的“广陈皮生态种植示范基地和产地加工技术示范”,是国家商务部核准备案的实行特许经营企业(备案号:0440700111600003),是新会陈皮国家现代农业产业园科技创新区龙头企业、是国家高新技术企业,广东省农业龙头企业。新宝堂已获得中华人民共和国新会海关核发《出口食品生产企业备案证明》,拥有出口资质。

目前,新宝堂与中国药科大学、台湾南台科技大学、中山大学、五邑大学、广州医科大学、广州中医药大学、中南财经政法大学、华南理工大学、广东省中医院、南方医科大学中西医结合医院、中国农业科学院南方经济作物研究中心、 广东省农业科学院农业生物基因研究中心以及日本东京大学博士、台湾阳明大学生化暨分子生物研究所教授、亚洲乳酸菌学会联盟院士、肠道专家蔡英杰教授等多所大学、两所三甲医院和两所科研机构建立起产学研和商业合作关系。

新宝堂“一种增强免疫力新会陈皮酵素饮料的制备方法”获得了国家发明专利,由国家知识产权专利局颁发发明专利证书,新宝堂陈皮酵素又获一大实力嘉冕!

新宝堂陈皮酵素已正式进入南方医科大学中西医结合医院进行对高尿酸血症、高血压、高血脂、调节肠道功能等疾病的临床疗效研究。

新宝堂正式进入广东省中医院进行陈皮酵素对治疗失眠、调整胃肠功能(便秘)、降甘油三酯等人体临床疗效研究。

目前新宝堂科研团队承担主持广陈皮研究国家自然基金项目3项,省级6项,发表SCI国际期刊论文11篇、国内研究论文22篇,发明专利3项,实用新型专利7项,负责起草的陈皮药材质量标准,被美国药典收录。在道地药材广陈皮化学成分与药理活性研究方面、道地药材广陈皮天然产物活性成分、提取物及其质量控制研究方面均有突出成绩。

未来,新宝堂将继续联合国内外高等院校推进产学研发展,在产业发展上,更积极投入新会陈皮产品开发,深挖产品价值,希望将天然无害的产品带给消费者,为大众的健康尽一份心力。

 

 

参考文献

 

①盛钊君, 葛思媛, 张焜, 等. 新会柑胎仔与青皮、陈皮的黄酮含量分析与比较[J]. 食品研究与开发,2017,38(20):135−139.[SHENG Z J, GE S Y, ZHANG K, et al. Quantitative determination and comparison of flavonoids of Xinhui tangerine buds, mandarin orange peel and chenpi[J]. Food Research and Development,2017,38(20):135−139.]

②陈娴, 李辰, 容启仁, 等. 新会陈皮及其副产物的研究进展 [J]. 安徽农业科学,2017,45(6):65−67. [CHEN X, Li C, RONG Q R, et al. Research progress of pericarpium citri reticulatae and its by-products[J]. Journal of Anhui Agricultural Science,2017,45(6):65−67.]

③胡坪君, 罗美霞, 陈柏忠, 等. 新会柑酵素成分综合测定[J]. 中国医院药学杂志,2018,38(5):496−499. [HU J P, LUO M X, CHEN B Z, et al. Comprehensive measurement of the Xinhui citrusfermentation liquor[J]. Chinese Journal of Hospital Pharmacy,2018,38(5):496−499.]

④毛建卫, 吴元峰, 方晟. 微生物酵素研究进展[J]. 发酵科技通讯,2010,39(3):42−43. [MAO J W, WU Y F, FANG S. Research progress of microbial enzyme[J]. Bulletin of Fermentation

Science and Technology,2010,39(3):42−43.]

⑤梁红敏, 刘洁, 史红梅. 食用植物酵素研究进展[J]. 食品工业 ,2020,41(7):193−197. [LIANG H M, LIU J, SHI H M. Research progress of edible plant source jiaosu[J]. Food Industry, 2020,41(7):193−197.]

⑥ KHAN M K, ZILL E H, DANGLES O. A comprehensive review on flavanones, the major citrus polyphenols[J]. Journal of Food Composition and Analysis,2014,33(1):85−104.

⑦颜孙安, 林香信, 钱爱萍, 等. 闽产柑橘果实氨基酸含量及组成分析[J]. 中国食物与营养,2012,18(6):66−70. [YAN S A, LIN X X, QIAN A P, et al. Amino acid content and composition analysis of fujian citrus fruits[J]. Food and Nutrition in China, 2012,18(6):66−70.]

⑧蒋增良, 毛建卫, 黄俊, 等. 葡萄酵素在天然发酵过程中体外抗氧化性能的变化[J]. 中国食品学报,2014,14(10):29−34. [JIANG Z L, MAO J W, HUANG J, et al. Changes of antioxidant

activity of grape enzyme in vitro during natural fermentation[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology,2014,14(10):29−34.]