枸杞对泡菜植物乳杆菌生长及抗氧化性能影响的研究

廖 萌,余国航,吴正云,张文学

(四川大学轻纺与食品学院,四川成都 610065)

枸杞对泡菜植物乳杆菌生长及抗氧化性能影响的研究

廖 萌,余国航,吴正云*,张文学

(四川大学轻纺与食品学院,四川成都 610065)

为了探索枸杞在泡菜发酵中的作用,以菜汁为基础,添加不同溶剂和不同浓度的枸杞提取液测定泡菜植物乳杆菌生长曲线及其发酵液的抗氧化性能。结果显示,枸杞提取液浓度与促进植物乳杆菌的生长呈正向相关;添加0.2 g/mL枸杞水提取液的发酵液总酚和总黄酮含量分别达45和35 μg/mL,且发酵液对铁还原能力最高;添加枸杞乙醇提取液的发酵液对DPPH自由基清除率可达80%左右,0.2 g/mL醇提取液的发酵液总酚量可达45 μg/mL。添加枸杞提取液,尤其是水提取液和乙醇提取液,能够显著促进泡菜植物乳杆菌的生长和发酵液抗氧化能力的提高。

枸杞,植物乳杆菌,促生作用,抗氧化

四川泡菜是以新鲜蔬菜为原料,加入食盐等发酵而成[1]。泡菜发酵中乳酸菌是关键的菌群,其发酵性能与泡菜品质密切相关,提高乳酸菌发酵能力可提高泡菜的成品质量[2]。枸杞营养丰富,具有增强机体免疫力、延缓衰老等功效,在功能性食品的开发中广泛应用[3-5]。将枸杞应用于保健泡菜的研制,具有重要意义。泡菜泡制中添加枸杞,不仅能够促进乳酸菌生长,使泡菜水色泽诱人,同时具有枸杞的芳香味,并且有一定的营养保健功能[6-8]。学者们的研究侧重对枸杞泡菜最佳工艺条件的探讨,缺少了解枸杞对泡菜发酵的作用,并且不同溶剂提取枸杞对泡菜抗氧化能力的研究较少。本实验探讨了枸杞不同溶剂提取液对泡菜乳酸菌生长及抗氧化能力的影响,为探索枸杞在泡菜发酵中的作用机制,以及功能型泡菜和其他乳酸菌发酵食品的开发提供参考,为功能型泡菜和其他乳酸菌发酵食品的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

植物乳杆菌Lactobacillusplantarum1S5R17 由四川省眉山市泡菜院提供;枸杞、大白菜和无碘盐 购于成都市好又多超市(科华北店);乙醇、乙醚、福林酚、亚硝酸钠、硝酸铝、铁氰化钾等 均为分析纯;胰蛋白胨、酵母膏、牛肉膏、硫酸镁、硫酸锰、磷酸氢二钾等 均为分析纯;MRS培养基。

JSP-250高速多功能粉碎机 浙江省永康市金穗机械制造厂;RE52-1旋转蒸发器 上海申顺生物科技有限公司;JYL-C022九阳料理机 九阳股份有限公司;SpectraMax 90光吸收酶标仪 美谷分子仪器(上海)有限公司;TDZ5-WS低速离心机(4000 r/min) 湖南长沙湘仪离心机仪器有限公司。

1.2 枸杞提取液制备

枸杞用粉碎机27000 r/min粉碎10 min,每10 g粉碎的枸杞分别加蒸馏水、80%乙醇和80%乙醚各50 mL,浸泡24 h,滤纸过滤一次,滤液真空旋转蒸馏浓缩至10 mL,制得枸杞提取液浓度约1 g/mL。分别用提取溶剂稀释至0.05、0.1、0.15、0.2 g/mL,备用。

1.3 菜汁培养基制备

称取干净、无霉变的大白菜200 g,加入300 mL蒸馏水,料理机打浆,4000 r/min离心10 min。收集上清液,加入24 g无碘盐,121 ℃高压灭菌20 min。

1.4 菌悬液制备

取100 μL甘油保存的植物乳杆菌于5 mL无菌的MRS培养基中,37 ℃活化18 h。取活化一次的发酵液2 mL于100 mL无菌MRS培养基中,二次活化。18 h后,菌体以4000 r/min离心10 min,0.85%无菌生理盐水清洗离心3次后,定容至50 mL制得菌悬液。

1.5 发酵培养

将300 μL菜汁培养基加入96孔板,按枸杞提取液6%(V/V),接种量3%(V/V)[6],分别添加0.05～0.2 g/mL的枸杞提取液18 μL,得到枸杞菜汁培养基,同时添加等量溶剂于菜汁培养基做对照。加入菌悬液9 μL在37 ℃下厌氧培养48 h。600 nm下每隔6 h测OD值[9]。

1.6 总酚、总黄酮与抗氧化活性的测定

在发酵前后取样测定总酚、总黄酮含量与其抗氧化活性。总酚含量的测定采用Folin-Ciocalteu比色法[10];总黄酮含量的测定采用AlCl3显色法[11];铁还原能力的测定采用铁氰化钾法[12];DPPH自由基清除能力的测定采用DPPH法[13]。

1.7 统计分析方法

相关性分析和析因分析采用SAS8.1进行。

2 结果与讨论

2.1 添加枸杞提取液对乳酸菌生长的影响

培养乳酸菌OD值测定结果如图1。随着培养时间的增加,乳酸菌的OD值增加,48 h逐渐平稳,不同溶剂的枸杞提取液各浓度OD值均高于对照,说明枸杞提取液对乳酸菌的生长具有一定的促进作用。析因分析显示,提取溶剂、培养时间和提取液浓度对OD值都有显著影响(p<0.05),表明不同溶剂提取枸杞液对植物乳杆菌的促进作用存在极显著的差异。研究发现,中药尤其是补益类中药其多糖类成分对益生菌的生长具有一定的促进作用[14],枸杞中富含多糖成分,能够促进植物乳杆菌的生长。添加枸杞水提取液的乳酸菌OD值整体较高于乙醇和乙醚提取液,说明枸杞多糖为水溶性成分,易溶于水不溶于乙醇,从而水提的效果较优。

图1 添加枸杞提取液对发酵过程中乳酸菌OD值的影响Fig.1 Effect of the OD value of lactic acid bacteria adding wolfberry extracts in the fermentation process注:A蒸馏水;B乙醇;C乙醚。

2.2 添加枸杞提取液对于发酵液总酚、总黄酮与抗氧化活性的影响

表1 添加枸杞提取液发酵前后总酚、总黄酮与抗氧化活性的变化

发酵前后总酚、黄酮含量、DPPH自由基清除率和对铁还原能力的测定结果如表1。经过48 h发酵,各样品总酚含量均有所增加。有研究表明,乳酸菌产生的某些酚酸酯酶能够水解结合酚,释放果蔬中的游离酚[15]。析因分析结果显示,提取溶剂、培养时间和添加浓度之间对总酚含量有极显著影响(p<0.01);添加枸杞水和醇提取液的菜汁在48 h总酚含量(45 μg/mL)明显高于添加醚提取液的菜汁(25 μg/mL),这可能与多数酚类物质在乙醚溶剂中溶解度较低有关[16]。

添加枸杞提取液的发酵液在0 h的总黄酮含量高于CK,说明部分枸杞黄酮类化合物得到有效提取。高浓度的乙醇尤其有利于黄酮苷元类化合物的提取[17]。析因分析结果显示,提取液添加浓度对总黄酮含量有极显著影响(p<0.01),随着浓度的增加,总黄酮含量有所增加。有研究显示,菌种分泌的酶系等物质可促进黄酮类物质生成[18],但发酵时间较短时黄酮类次级代谢产物无法大量积累[19-20],部分总黄酮可能经过微生物代谢使总黄酮含量减少[21]。

菜汁发酵液DPPH自由基清除率均在60%以上。经过48 h时发酵,发酵液的DPPH自由基清除能力提高了2%～15%。析因分析表明,提取溶剂、培养时间和添加浓度对DPPH·的清除率均有极显著的影响(p<0.01);添加乙醇提取液的发酵液在48 h发酵后对DPPH自由基清除率达80%左右,清除效果优于蒸馏水和乙醚提取液。其原因可能是一些抗氧化活性成分更易溶于乙醇[17,22]。

添加枸杞提取液的发酵液在0 h还原能力高于CK,在发酵后期则下降;析因分析显示,提取溶剂对铁还原能力有显著影响(p<0.05),添加水提取液效果最好。有研究显示,发酵微生物数量是影响铁还原过程的重要因素[23],枸杞水提取液提高发酵液铁还原能力可能与其能更好地促进乳酸菌生长有关。

表2 OD值、总酚、总黄酮、DPPH·清除能力和铁还原能力相关分析结果

注:**表示p<0.01。对总酚、总黄酮、DPPH·清除能力和铁还原能力的相关性分析(表2)表明,总酚含量与总黄酮含量、DPPH·清除率和铁还原能力存在极显著的相关性。酚类物质通常有多个酚羟基,这些酚羟基具有清除自由基的能力和高的反应性。很多植物材料的抗氧化能力与其所含的酚类物质具有较高的相关性[24-27]。在本研究中总酚含量也是影响发酵液抗氧化能力的主要原因。

3 结论

枸杞提取液能够促进植物乳杆菌的生长,这种促进效果与添加浓度呈正向相关;统计分析显示,提取溶剂、培养时间和添加浓度对发酵液总酚含量和DPPH·清除能力均有极显著影响(p<0.01),添加浓度对总黄酮含量有极显著影响(p<0.01);总酚含量与总黄酮含量、清除DPPH·能力及铁还原能力有较高的相关性,是发酵液抗氧化能力提高的主要因素。添加枸杞提取液,尤其是水和乙醇提取液,能够显著促进泡菜植物乳杆菌的生长和发酵液抗氧化活性的提高。

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Effects of Chinese Wolfberry on the Growth and Antioxidant Ability PickleLactobacillusplantarum

LIAO Meng,YU Guo-hang,WU Zheng-yun*,ZHANG Wen-xue

(College of Light Industry,Textile and Food Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China)

In order to study the role of wolfberry in pickle fermentation,based on the vegetable juice,the growth curve ofLactobacillusplantarumand antioxidant capacity were determined by adding different solvents and concentrations of the extracts. The results showed that the growth-promoting effect ofLactobacillusplantarumwas positively correlated with the concentration of wolfberry extracts. After fermentation,the total phenol and flavonoid contents of the fermentation liquid adding 0.2 g/mL water extract of wolfberry attained 45 and 35 μg/mL,respectively,and this fermentation liquid on iron reduction ability was the highest. The DPPH free radical scavenging rate of fermentation liquid adding ethanol extract of wolfberry reached 80%,and the total phenol content of the fermentation liquid containing 0.2 g/mL ethanol extract of wolfberry was 45 μg/mL. Wolfberry extracts,especially water and ethanol extract,can promote the growth ofLactobacillusplantarumand antioxidant capacity significantly.

Chinese wolfberry;Lactobacillusplantarum;growth-promoting effect;antioxidation

2016-05-06

廖萌(1991-),女,硕士研究生,研究方向:食品科学,E-mail:yan.yin.che@gmail.com。

*通讯作者:吴正云(1970-),男,副教授,研究方向:食品生态工程与生物技术,E-mail:wuzhengyun@scu.edu.cn。

食品加工四川省重点实验室开放基金项目(15-S03);四川省科技支撑计划(2013NZ0055)。

TS201.3

A

1002-0306(2016)24-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.24.000