水果中天然微生物酵素发酵机理、代谢过程及生物活性研究

赵嘉宁 陈跃龙

微生物酶是指一种或多种新鲜蔬菜、水果、蘑菇、草药等丰富的维生素和酶的发酵 。微生物在发酵的过程中，可以有效的吸收矿物质里面的营养元素控制没。微生物酶里面包含了大量的营养元素，而且还含有大量的活性成分。一些新的生物活性成分和酶已经产生。微生物酶的发酵工艺是在传统的工艺技术上改革而来的，正因为如此，生物酶的发酵过程中，会较大的收到环境潮湿度的外部因素的影响。为了更好的保证微生物酶的工业化生产，必须要进一步的对生物酶的生产，进行合理的控制与规范。

水果发酵的理论基础

微生物酶概述。微生物酶是指一种或多种新鲜蔬菜、水果、蘑菇、草药等富含维生素和酶的发酵过程 。一种具有营养成分的功能性微生物发酵产品，如矿物质和次生代谢物。

微生物通过自身的生产代谢会形成较多的代谢物转化，在此过程中，微生物酶的生理活性得到了有效的激活。微生物酶有效的保持了自身的营养元素，并且在代谢过程中形成了一些更新的活性成分，微生物酶，具有多种十分有利于人体健康的营养物质，其中包括茶多酚，天然黄酮，黄酮醇，花青素，苯酚，有机酸，多糖等等 ，这些营养元素对菌对人体具有较好的有益功效。

微生物酶的发酵机理。研究了以蔗糖为碳源发酵红茶酵母的主要机理：发酵过程中pH值由3.75降至2.42，发酵过程中产生的中间产物为葡萄糖酸、乙酸、乙醇、果糖等。

红茶真菌发酵过程中抗氧化活性的研究。15天后，亚麻酸过氧化和羟自由基清除被抑制。以pH值和总酸值为指标，微生物代谢并分解成小分子，清除DPPH自由基的能力分别提高到49%和40%。研究了不同碳源和温度对红茶真菌酶发酵过程的影响。结果表明，玉米糖浆、蔗糖、葡萄糖和果糖四种碳源产生的有机酸相似，含量不同。最适产酸温度为30℃，果糖与葡萄糖的吸收代谢均要快于蔗糖。结果表明，不同酵母菌对果糖和葡萄糖的代谢过程不同，利用率也不同：红茶菌株含有不同的酵母菌。

微生物酶发酵传统工艺

微生物酶发酵的原料主要有蔬菜、水果、糙米、蘑菇和中药等。微生物酶的发酵过程：主要是混合菌共生发酵，发酵过程参数复杂。发酵周期一般较长，难以控制。鲁煤等，以糙米和米糠为主要原料，添加适量的玉米胚芽油、蜂蜜发酵糙米酶，以还原谷胱甘肽为指标。最佳发酵条件为：发酵温度35℃2℃，糙米与鲜米糠的比例为1：1，酵母活化剂10，在酵母里的光张太亮可达到2.62mg，同时添加150毫升的水，以及8毫升的蜂蜜进行两小时的发酵。最佳工艺条件为：发酵温度28℃，接种量为1.29酵母/209个米糠，以鲜米糠为底物添加少量蜂蜜，以还原糖消耗量为试验指标。

酵母活化时间。发酵时间每89份发酵样品还原糖消耗量可达136.8mg。天然果蔬酶发酵技术专利。选择各种新鲜蔬菜和水果，加入糖或蜂蜜和一定量的醋，分别储存并在室温下密封4个月以上，产生果蔬酶，然后混合10- 40%松树和90- 60%果蔬酶。生产天然果蔬酶。李仲舒等专利五要素发酵工艺：选用多种水果进行物理提取、混合、物理挤压酶液；另一部分提取液加入pH 2.2～5.5N，温度0.02%0.05%“～5.5N 30.50℃，发酵4 h，在18.25℃下添加0.05%”- 0.2%发酵液，再加入0.05%“- 0.1%醋酸，在适宜温度下发酵10～30天。

采用厌氧和好氧两种工艺，采用沉淀法提取生物膜发酵液，将两种酶液与孔径为0.1—0.2的膜进行混合过滤，制得复合酶。徐慕霞专利中所述复合酶的制备工艺为：选择新鲜果蔬，切成片或块，混合，加入苹果醋1.1—10，室温下密封保存1.6个月，使其自然发酵成果蔬酶汁；植物酶的制备：选药、切碎、混合，加盐1.10，室温密封贮存1.6个月，使其自然发酵成植物酶汁：选用谷粒，添加蜂蜜1.10，作为底物，用干酵母0.01—0.1%：蒸大豆和黑豆为原料，直接接种霉菌0.01.0.1%生产豆酶，提取果蔬酶，植物酶，谷酶，豆酶，复合酶产品。在室温下第二次自然发酵中加入多糖醇可得到。经过1.3个月的成熟处理，可以更好的得到生物酶产品。

微生物酶的酶活性。微生物酶可以有效的地對发酵与分解多种营养元素合理的发酵与分解，微生物发酵酶的主要活性酶包括了蛋白酶、以及超氧化歧酶。它能较好的减少自由基，使得机体可以更好的保持年轻状态。植物的超氧化没能够有效的延缓衰老，蛋白酶是一种特殊的酶，它催化身体或物体中的蛋白质分解成氨基酸或小肽，可以去除皮肤表面、毛孔和汗腺中的污垢。脂肪酶是将脂肪和脂肪水解成脂肪酸和甘油的特殊酶，广泛应用于保健产品中。在化妆品和饮食食品中，董银茂等发现发酵产物，更好的对自由基进行清除，像对超阴自由基的清除，二苯自由基的清除，酶中超氧化物歧化酶活性为300 U/mL。于晓燕等人，对植物中的蛋白酶与脂肪酶深入的对比研究，其中发现超氧化美的蛋白活性远远高于脂肪美的蛋白活性。

微生物酶张玉梅等对不同pH值下甘菊发酵液及其蛋白提取物抑菌活性的研究，采用KB纸片扩散法，研究了不同pH值对红茶发酵液中金黄色葡萄球菌和红茶蛋白提取物的影响。

本文通过对白色念珠菌与大肠杆菌，金黄色葡萄球菌等的生长进行有效的研究，集中发现红茶真菌的蛋白提取物可以有效的对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌形成较好的抑制作用，对白色念珠菌无抑制作用。

通过有效的细菌培养可以初步的断定，酵母合成的蛋白质功效像不同的酵母菌可以产出不同的蛋白质，在产出蛋白质之后，经过滤、浓缩，离心分离，沉淀，最后得到了蛋白质的有效成分。在红茶真菌的培养基里，可以干活的题提取抗菌蛋白，该蛋白对金黄色葡萄球菌的杀菌功能明显，可以有效的对细菌进行稳定，用革兰氏染色法对红茶真菌的形态进行了研究，纸片法发酵红茶菌的研究。

结果表明，红茶菌是由细菌AGNA B和酵母Y组成的共生菌，红茶菌的培养液对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌的生长具有较强的抑制作用，其中，对金黄色葡萄杆菌的抑菌我最强。当红茶真菌发酵量大于609L时，对照组纸片周围无抑菌圈，纸页周围无细菌生长试验。试验组抑菌圈直径大于8.5 mm，抑菌效果明显。微生物酶的抗氧化特性已被证明与生物酶的活性密切相关，生物酶能够对人类的炎症疾病、糖尿病三高、神经性疾病以及心脑动脉硬化疾病具有较强的治疗作用。

对于生物酶的制取，通过有效的培养基来获得，这些自由培养基可以更好的地防止机体的免疫系统退化，具体的自由基容易攻击人类的免疫系统，加速人类的衰老，导致氧化应激。对于人体内的自由基清除与黄酮类化合物的聚合密切关，研究报告显示，具有自由基活性的物质结构可以有效的保证不饱和基取代基，碳环上有4羟基取代。大多数多酚具有优异的抗氧化活性。对红茶真菌酶的发酵过程进行了研究的结果表明，红茶真菌酶具有较高的抗氧化活性。随着发酵时间的延长，红茶真菌酶液的抗氧化活性增强。认为发酵底物抗氧化活性高是由于发酵过程中微生物（主要是细菌和酵母）产生的各种酶对底物结构的改变所致。