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发酵果蔬汁的功能特性研究进展_陈历水

Science and Technology of Food Industry专题综述随着人们生活水平的不断提高及自我保健意识的增强,通过饮食调整促进自身健康的观念将逐渐得到认同,消费者对饮料的选择也将逐渐理性化,绿色、天然、营养、保健将成为人们选择饮料消费的重要指标,发酵果蔬汁的生产恰好迎合了现代人的追求,显示出较好的发展势头。

发酵果蔬汁是以果汁、蔬菜汁为主要原料,经乳酸菌或酵母菌单独发酵或者二者混合发酵之后,再经调香调味的一类现代发酵食品。

由于果蔬汁通过乳酸菌和(或)酵母菌发酵后产酸、生香而赋予发酵产品一些特有风味,而且由于常用的乳酸菌(如乳杆菌、双歧杆菌)和酵母菌(啤酒酵母、酿酒酵母或假丝酵母)的存在,有些发酵果蔬汁产品还被赋予了改善营养健康、调节胃肠道、提高免疫能力、抑制有害菌和抗衰老的作用。

由富含多种维生素和钙、磷、钾等矿物质元素的一般营养食品,发展成为具有特殊的抗突变、抗冠心病、调理胃肠道、提高免疫调节作用、体外生物拮抗作用、抑制体内肿瘤细胞生长、抗氧化活性、降低胆固醇含量等食疗作用的功能性食品,倍受人们的重视。

1营养功能发酵果蔬汁的一个重要的功能特性就是具有更完整的营养功能,含有比一般果蔬汁更丰富的营养成分和更高的营养保健价值。

这类果蔬汁含有人体必需的糖、脂肪和蛋白质,为人体构成新生组织和修补组织损伤以及肌体内部氧化还原提供了所必需的酶与激素等生命重要物质[1]。

有研究显示,用苹果汁、柑橘和梨汁与胡萝卜汁按一定比例配制,以双歧杆菌发酵后,维生素C 、叶酸和β-胡萝卜素含量更丰富,其中维生素C 是一种水溶性强抗氧化剂,能够促进胶原蛋白的合成,增强机体对外界环境的抗应激能力和免疫力,促进氨基酸代谢和改善钙、铁吸收[2];叶酸对婴幼儿神经细胞和脑细胞发育有促进作用和抗肿瘤作用,缺乏可引起巨红细胞性贫血及白细胞减少症;β-胡萝卜素是一种抗氧化剂,具有解毒作用,是维护人体健康不可缺少的营养素,对抗癌、预防心血管疾病、白内障及抗氧化有显著功能[3]。

通过双歧杆菌发酵的果蔬汁含有18种氨基酸,包括人体必需的8种氨基酸,且每种氨基酸比非发酵果蔬汁含量高,能够更好的发挥抗疲劳和增强机体对外界应激能力的作用。

此外,发酵果蔬汁还含有多种微量元素,尤其钙、锌、铁、铜含量较丰富,钙能维持人体骨骼和牙齿的健康,具有安定情绪的作用;锌能促进生长发育,增强创伤组织的再生能力,加速组织愈合,增强机体免疫功能;铁是构成血红蛋白的主要成分之一,缺铁可引起缺铁性贫血。

发酵果蔬汁在发酵过程中还可以产生低聚糖等有益成分,作为双歧因子对人体起到营养功能作用。

收稿日期:2011-07-26*通讯联系人作者简介:陈历水(1974-),男,博士,高级工程师,研究方向:功能食品与发酵食品研发。

发酵果蔬汁的功能特性研究进展陈历水,丁庆波*,吴伟莉,刘佳,苏晓霞,赵芸(中粮集团有限公司食品研发中心,北京100020)摘要:发酵果蔬汁是一种比较有发展潜力的营养食品,由于添加了常用的乳酸菌和酵母菌而风味特殊,同时赋予其新的营养和保健功能。

本文综述了发酵果蔬汁的营养功能与保健功能特性,包括调节胃肠道菌群、免疫调节作用、抑制肿瘤细胞的生长、抗氧化作用、降低胆固醇活性、体外生物拮抗作用等。

关键词:发酵果蔬汁,营养功能,保健功能Research progress in functional characteristics of fermented fruit andvegetable juicesCHEN Li-shui ,DING Qing-bo *,WU Wei-li ,LIU Jia ,SU Xiao-xia ,ZHAO Yun(Food R &D Center ,COFCO Ltd.,Beijing 100020,China )Abstract :Fermented fruit and vegetable juices is a nutritional food with developing potential.The addition oflactic acid bacteria and yeast endows produces a special flavor and new nutritional and functional characters.In this paper ,the nutritional and functional characteristics of fermented juice were reviewed ,including the regulation of gastrointestinal flora ,immune regulation ,inhibition of tumor cell growth ,antioxidant cholesterol-lowering abilities and biological antagonism in vitro.Key words :fermented fruit and vegetable juices ;nutritional character ;functional characters 中图分类号:TS255.1文献标识码:A 文章编号:1002-0306(2012)11-0418-05DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2012.11.104专题综述Vol.33,No.11,2012利用酵母菌发酵的果蔬汁则由于食用酵母菌的营养成分丰富,包括蛋白质及氨基酸、B族维生素、矿物质、多糖和其它活性成分如麦角固醇、谷胱甘肽等而使发酵后的果蔬汁具有更丰富的营养,同时更容易吸收[4]。

其中蛋白质含量约为40%~60%,远高于肉类、蛋和大豆等食物中蛋白质的含量。

酵母菌含有人类和动物所需要的全部8种必需氨基酸,而且必需氨基酸的含量高于或接近FAO和WHO推荐氨基酸组成比例。

酵母菌中VB含量相当丰富,并且酵母菌中的B 族维生素一般都以磷酸酯类形式存在,故很容易被人体吸收。

每克酵母菌中VB1、V B2、V B6分别相当于成人日需要量的10.75%、2.6%与1.36%。

酵母菌中含有大量的矿物质,包括钠、钾、钙、镁以及铁、锌、铜等微量元素。

这些矿物质是人体的重要组成成分和某些酶的活性中心,它们的缺乏会使人体产生各种各样的疾病[5]。

2保健功能2.1调节胃肠道菌群发酵果蔬汁的一个典型保健功能就是调节胃肠道菌群,抑制有害菌的繁殖[6]。

有研究发现,双歧杆菌发酵果蔬汁对常见肠道致病菌具有抑制作用,比普通果蔬汁的抑菌作用强,进一步实验发现,双歧杆菌发酵后的苹果汁对4种有害菌(伤寒沙门菌、志贺氏菌、乙型副伤寒沙门菌和金黄色葡萄球菌)都有抑制作用;在不同pH条件下,发酵苹果汁的抑菌作用均强于普通苹果汁,但是随着pH的升高,发酵苹果汁的抑菌作用有所减弱[12],其机理可能是生物拮抗作用。

生物拮抗是指微生物之间的互相抵制、互相排斥、甚至互相残杀的斗争,微生物及其产生的多种分泌物质是导致生物拮抗的原因,由于微生物在生长过程中产生的有机酸降低了生物环境中的pH,从而抑制了外籍菌,促进肠蠕动,达到清除外籍菌的目的;细菌与宿主黏膜上皮细胞紧密结合形成占位性保护,从而排斥外籍菌;同时微生物产生的抗生素、细菌素对外籍菌也有强大的抑制力。

双歧杆菌作为人体肠道内的优势益生菌,就能拮抗常见病原菌的入侵和生存。

双歧杆菌通过细胞壁磷壁酸与肠膜上皮细胞紧密结合,与其他厌氧菌一起共同占据肠黏膜表面,形成一个生物学屏障,从而阻止各种致病菌与条件致病菌的入侵。

双歧杆菌还通过特有酶将葡萄糖分解为大量乙酸、乳酸等有机酸,降低肠道pH、氧化还原电势(Eh)等抑制致病菌的繁殖。

此外,双歧杆菌产生细胞外糖苷酶,可降解黏膜上皮细胞的复杂多糖,这种多糖既是致病菌的受体,也是结合细菌毒素的受体,所以通过糖苷酶的作用可以阻止潜在致病菌及其毒素对肠黏膜上皮细胞的黏附。

而且作为抗原还能诱导和激发肠黏膜特有的免疫系统,提高胃肠道黏膜的抗感染能力。

双歧杆菌在发酵过程中产生的生物素、抗菌物质和菌体外多糖等也可抑制肠道致病菌的生长,起到调节肠道菌群平衡、抗感染的作用。

同时,有些酵母菌代谢产物也具有一定的抑菌活性,能抑制有害微生物的生长,除了对保藏饮料、提高安全性及延长货架期有一定的促进作用外,还对人体肠道有益。

据报道,酵母菌的抑菌活性是通过代谢物乙醇、亚硫酸盐实现,也有人认为是在代谢过程中分泌了一些毒素蛋白,这些毒素蛋白起到了杀死敏感微生物而显示出较强的淬火毒素作用。

起初认为具有杀菌活性的酵母菌只对亲缘关系密切的同种其它菌株有杀菌活性,后来逐渐发现它们对其它真核生物如丝状菌属也有抗性,甚至对细菌,如革兰氏阳性菌、阴性菌和生长缓慢的结核分支杆菌都有抗性,而且对不相关的葡萄球菌、肠杆菌、绿脓杆菌和副溶血性弧菌等均有杀菌活性。

酵母菌产生的杀菌毒素是一种糖蛋白,它由特定的质粒编码、毒素效应与敏感微生物的胞壁受体结合,导致细胞内pH显著下降、代谢抑制、细胞死亡。

可见酵母菌在生长代谢过程中产生的有抗菌、抗病活性的物质可能是乙醇、亚硫酸盐、乳酸等有杀菌作用的小分子物质、肽类及其他一些未知成分的抗菌素、杀菌毒素糖蛋白[7];有些酵母菌细胞表面还能通过甘露糖特异性反应吸附肠内细菌排出的肠毒素[8]。

因此,Saccharomyces boulardii酵母曾经被推荐作为腹泻的治疗剂使用,然后又有研究人员发现工业酵母菌里含有“嗜杀因子”,这种由酵母菌分泌的蛋白质或糖蛋白混合物“嗜杀因子”对肠内细菌有明显的抑制作用,同时,其分泌的短链脂肪酸和其他的一些物质对肠道内的有害菌也起到抑制作用[9]。

除此之外,从某些干酪中分离出来的酵母菌也对单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)有抑制作用,其中Candida intermedia和Kluyveromyces marxianus效果明显,与李斯特菌共培养时可以使其降低3个数量级[10]。

目前,对于布拉酵母(S.boulardii)能抑制引起腹泻的病源菌———大肠杆菌(Escherichia coli)和鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)已形成了共识。

自1924年首次被发现能治疗慢性腹泻之后,一直沿用到现在都没有出现过安全事故,所以经常被用做益生菌出售。

其机理是有害菌通过血凝素受体黏附在布拉酵母表面的甘露糖上,导致这些有害菌的活动受到约束而不能靠近细胞的刷状缘,以致在下一次肠的蠕动过程中消失[11]。

2.2免疫调节作用有研究发现,以双歧杆菌发酵的果蔬汁作为一种双歧杆菌微生态制剂,具有增强免疫功能的作用。

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