發(fā)酵過(guò)程中添加糧食及其黑曲對(duì)玉米醋功能性的影響

發(fā)酵過(guò)程中添加糧食及其黑曲對(duì)玉米醋功能性的影響

玉米醋歷史悠久，口感純正。我國(guó)是玉米生產(chǎn)大國(guó),玉米的種植面積廣、產(chǎn)量大,年產(chǎn)量居世界第二位,總產(chǎn)量已多年突破1.0億t,豐富的玉米資源為其深加工提供了有利條件。隨著人們生活水平的提高和保健意識(shí)的增強(qiáng),食醋的保健功能已被高度重視。近年來(lái),對(duì)果醋功能性的研究報(bào)道較多,但對(duì)糧食醋玉米醋的功能特性研究少見(jiàn)有報(bào)道。本文通過(guò)對(duì)玉米醋、麩皮玉米醋、麩皮黑曲玉米醋對(duì)二苯代苦味?；?DPPH·)自由基的清除率、體外總抗氧化能力以及減肥降血脂作用進(jìn)行了對(duì)比研究,為玉米醋功能性的深入研究以及玉米資源的深度開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。1材料和方法1.1測(cè)定試劑與儀器淀粉酶北京東華強(qiáng)盛生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的蜜蜂牌工業(yè)用酶,活力2000單位;糖化酶:無(wú)錫雪梅酶制劑科技有限公司生產(chǎn)的雪梅牌工業(yè)用酶,活力50000單位;黑曲精:上海佳民釀造食品有限公司生產(chǎn)的光明牌黑曲精;酵母:湖北安琪酵母股份有限公司生產(chǎn)的安琪牌生產(chǎn)用酵母;總膽固醇、甘油三脂、高密度脂蛋白測(cè)定試劑盒:均購(gòu)自上海榮盛生物技術(shù)有限公司;DPPH:購(gòu)自Sigma公司;總抗氧化能力測(cè)定試劑盒:購(gòu)自南京建成生物工程研究所;其他試劑均為市售分析純?cè)噭?儀器:UV-2550紫外分光光度計(jì),日本津島。試驗(yàn)動(dòng)物為昆明二級(jí)雄性小鼠,體重20±2g,由第四軍醫(yī)大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。1.2方法1.2.1玉米醋的制備黑曲:以麩皮為培養(yǎng)基,黑曲精為菌種,按照生產(chǎn)用曲的制曲操作規(guī)程制作生產(chǎn)用成品黑曲;玉米酒醪:以玉米粉為原料,經(jīng)過(guò)液化、糖化以及酒精發(fā)酵制得,酒度≥68g/kg;玉米醋:以玉米粉為原料,經(jīng)過(guò)液化、糖化以及酒精發(fā)酵后,采用液態(tài)深層醋酸發(fā)酵工藝釀制,酸度>50g/kg;麩皮玉米醋:玉米粉經(jīng)過(guò)液化、糖化以及酒精發(fā)酵后,加麩皮進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵釀制,酸度≥50g/kg;麩皮黑曲玉米醋:以玉米粉加麩皮為原料,經(jīng)過(guò)蒸料滅菌熟化后添加黑曲,采用固態(tài)發(fā)酵工藝釀制,酸度≥50g/kg。1.2.2測(cè)定醋抗氧化能力首先將醋樣離心,將離心后的上清液用少量的高純水調(diào)至同一酸度50g/kg。將2mL高純水及2mLDPPH·乙醇溶液(2×10-4mol/L)加入同一試管中,再加入定量醋樣(10、20、30、40、50μL)搖勻,放置30min后用乙醇水溶液(乙醇∶水=1∶1)作參比測(cè)定其吸光度Ai,同時(shí)測(cè)定20mLDPPH·溶液與2mL水混合后的吸光度Ac以及定量醋樣(10、20、30、40、50μL)與4mL乙醇水溶液混合后的吸光度Aj。按下列公式計(jì)算清除率,清除率越大抗氧化能力越強(qiáng)。清除率=(1?Ai?AjAc)×100%=(1-Ai-AjAc)×100%1.2.3光吸收度測(cè)定方法總抗氧化能力實(shí)際上是測(cè)定Fe3+→Fe2+的還原能力,通過(guò)光吸收值的變化來(lái)確定抗氧化物質(zhì)的總抗氧化能力。光吸收值變化越大總抗氧化能力愈強(qiáng)。按照總抗氧化能力檢測(cè)試劑盒(南京建成生物工程研究所),要求準(zhǔn)備各工作液。取0.1mL0.9%生理鹽水和0.1mL待測(cè)樣品液分別置對(duì)照管和測(cè)試管中,再分別加入檢測(cè)試劑2.0mL,混合均勻,在37℃恒溫水浴鍋中反應(yīng)30min后取出,給對(duì)照管中加入等量醋樣,1cm光徑,520nm處測(cè)定光吸收度(OD),每一樣品測(cè)3次,詳細(xì)記錄每一測(cè)量數(shù)據(jù)。在37℃時(shí),每min每mL樣品液使反應(yīng)體系的吸光度值每增加0.01時(shí)為1個(gè)抗氧化能力單位?？偪寡趸芰?A測(cè)定?A對(duì)照0.01÷30×反應(yīng)液總體積/mL取樣量/mL×=A測(cè)定-A對(duì)照0.01÷30×反應(yīng)液總體積/mL取樣量/mL×樣品測(cè)試前稀釋倍數(shù)式中:A測(cè)定為測(cè)定管吸光值;A對(duì)照為對(duì)照管吸光值。1.2.4飼養(yǎng)方法及條件飼料配置與喂養(yǎng)管理基礎(chǔ)飼料:第四軍醫(yī)大學(xué)提供,適合小鼠的正常生長(zhǎng);高血脂營(yíng)養(yǎng)飼料:將蛋黃粉10g、豬油5g、膽鹽0.5g和基礎(chǔ)飼料85g混合均勻,制成高血脂營(yíng)養(yǎng)飼料。分組:將小鼠隨機(jī)分為降血脂模型的普通對(duì)照組、降血脂模型的營(yíng)養(yǎng)對(duì)照組、降血脂模型的玉米醋試驗(yàn)組、降血脂模型的麩皮玉米醋試驗(yàn)組、降血脂模型的麩皮黑曲玉米醋試驗(yàn)組5組,每組11只。飼喂方法:減肥模型的營(yíng)養(yǎng)對(duì)照組和試驗(yàn)組在供給基礎(chǔ)飼料的同時(shí)定時(shí)定量飼喂高血脂營(yíng)養(yǎng)飼料,相應(yīng)的普通對(duì)照組飼只喂基礎(chǔ)飼料;降血脂模型的營(yíng)養(yǎng)對(duì)照組和試驗(yàn)組在供給普通飼料的同時(shí)定時(shí)定量飼喂高血脂營(yíng)養(yǎng)飼料,相應(yīng)的普通對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼料,連續(xù)喂養(yǎng)30d;飼養(yǎng)條件:動(dòng)物房通風(fēng)光照良好,溫度25±3℃,相對(duì)濕度(RH)60%～70%;試驗(yàn)前用普通飼料進(jìn)行一周環(huán)境適應(yīng)喂養(yǎng)。小鼠均自由飲水。受試物供給與劑量試驗(yàn)組小鼠灌胃給予受試物,灌胃劑量為0.3mL/只·次(酸度調(diào)整到20g/kg)。普通對(duì)照組和營(yíng)養(yǎng)對(duì)照組給予等劑量的蒸餾水,每天一次,連續(xù)35d。指標(biāo)測(cè)定脂肪系數(shù):小鼠喂養(yǎng)至30d,測(cè)定體重后,處死,并稱取生殖器周圍的脂肪重量,按下式計(jì)算脂肪系數(shù)。脂肪系數(shù)=脂肪重量/小鼠體重×100%(1)血清生化指標(biāo):小鼠喂養(yǎng)至30d摘眼球取血,取血前禁食16h,血液靜置30min后,3000r/min離心15min,取上清液得血清,按照酶法試劑盒要求的測(cè)定條件和程序測(cè)定血清總膽固醇(TC)、甘油三脂(TG)、高密度脂蛋白膽固醇含量(HDL-C),按下式計(jì)算動(dòng)脈硬化指數(shù)。動(dòng)脈硬化指數(shù)=(TC-HDL-C)/HDL-C(2)1.3數(shù)據(jù)計(jì)算用Excel2003軟件對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(xˉ±s)(xˉ±s)表示。2結(jié)果與分析2.1不同加入量對(duì)玉米醋的清除率和消除率的影響由圖1可以看出,3種玉米醋(麩皮黑曲玉米醋、麩皮玉米醋、玉米醋)均有清除DPPH·自由基的能力,但清除率卻有明顯差異。其中,麩皮黑曲玉米醋的清除率最高,當(dāng)加入量?jī)H為20μL時(shí),就表現(xiàn)出了很強(qiáng)的清除能力,清除率高達(dá)70%以上,加入量為40μL時(shí),清除率已經(jīng)接近90%;麩皮玉米醋的清除率次之,當(dāng)其加入量為20μL時(shí)清除作用已超過(guò)了半數(shù)清除率,但清除率小于麩皮黑曲玉米醋。玉米醋的清除率較低,當(dāng)加入量在20～100μL范圍內(nèi),消除率僅在10%～30%范圍內(nèi)變化。2種玉米醋對(duì)DPPH·自由基的清除能力依次為麩皮黑曲玉米醋>麩皮玉米醋>玉米醋。2.2麩皮和黑曲玉米醋的總抗氧化能力表1為3種玉米醋的總抗氧化能力的測(cè)定結(jié)果。由表1可以看出,對(duì)同一糧食原料玉米來(lái)說(shuō),由于添加的輔料不同,其食醋的總抗氧化能力變化很大,麩皮玉米醋的總抗氧化能力大約是玉米醋的3倍,而麩皮黑曲玉米醋的總抗氧化能力是麩皮玉米醋的5倍還多,是玉米醋的17倍多,可以看出,同時(shí)添加麩皮和黑曲發(fā)酵的成品玉米醋中含有大量的抗氧化成分。這說(shuō)明麩皮和黑曲在制醋的輔料中起著很重要的作用,對(duì)食醋的品質(zhì)影響很大。要釀造出品質(zhì)優(yōu)良的玉米醋,很有必要采用麩皮做輔料,并以黑曲為糖化劑。2.3營(yíng)養(yǎng)施肥模型的建模表2為減肥模型組小鼠的試驗(yàn)資料?？梢钥闯?營(yíng)養(yǎng)對(duì)照組小鼠生殖器周圍脂肪總重和脂肪系數(shù)均顯著高于普通對(duì)照組(P<0.05),證明營(yíng)養(yǎng)肥胖模型的建模成功;而在同樣的飼料條件下,給予玉米醋、麩皮玉米醋、麩皮黑曲玉米醋受試物的試驗(yàn)組小鼠生殖器周圍脂肪總重和脂肪系數(shù)較不給予受試物的營(yíng)養(yǎng)對(duì)照組有明顯降低,說(shuō)明3種不同玉米醋均有減肥作用。由表2還可看出,麩皮玉米醋和麩皮黑曲玉米醋的脂肪系數(shù)明顯小于玉米醋,說(shuō)明在發(fā)酵過(guò)程中添加麩皮和黑曲可明顯增強(qiáng)食醋的減肥作用。2.4玉米醋的降血脂功能表3為高血脂癥動(dòng)物模型組小鼠的試驗(yàn)資料?？梢钥闯?營(yíng)養(yǎng)對(duì)照組小鼠血清中總膽固醇和甘油三酯含量顯著高于普通對(duì)照組(P<0.05),說(shuō)明試驗(yàn)高血脂癥動(dòng)物模型創(chuàng)建成功;而在同樣的飼喂條件下,給予玉米醋、麩皮玉米醋、麩皮黑曲玉米醋受試物的試驗(yàn)組小鼠血清總膽固醇和甘油三酯含量均顯著低于營(yíng)養(yǎng)對(duì)照組(P<0.05),動(dòng)脈硬化指數(shù)顯著低于營(yíng)養(yǎng)對(duì)照組和普通對(duì)照組(P<0.05),說(shuō)明3種玉米醋均具有明顯的降血脂功能。動(dòng)脈硬化指數(shù)升高,意味著血液中低密度脂蛋白的相對(duì)濃度增高,而高密度脂蛋白的相對(duì)密度降低,患動(dòng)脈硬化的危險(xiǎn)性增加,由此可以證明,在玉米醋發(fā)酵過(guò)程中添加麩皮和黑曲可以明顯增強(qiáng)玉米醋的降血脂功能特性,食用添加麩皮和黑曲的食醋有利于預(yù)防冠心病和腦血栓等心腦血管疾病的發(fā)生。3玉米醋的發(fā)酵配方3.1麩皮黑曲玉米醋和麩皮玉米醋對(duì)DPPH·自由基均有很強(qiáng)的清除作用,且清除作用都明顯強(qiáng)于玉米醋。3種玉米醋對(duì)DPPH·自由基的清除作用不同,說(shuō)明麩皮和黑曲在釀造過(guò)程中對(duì)DPPH·自由基的清除起到了很強(qiáng)的作用。3.23種玉米醋均有很強(qiáng)的抗氧化能力,但其抗氧化能力也有很大差異,能力大小依次為麩皮黑曲玉米醋>麩皮玉米醋>玉米醋。這說(shuō)明同時(shí)添加麩皮和黑曲發(fā)酵的成品玉米醋中含有大量的抗氧化成分。添加麩皮和黑曲對(duì)食醋的品質(zhì)影響很大。要釀造出品質(zhì)優(yōu)良的玉米醋,很有必要采用麩皮做輔料,并以黑曲為糖化劑。3.3體脂、血清中甘油三酯及膽固醇含量是評(píng)價(jià)功能性常用的評(píng)價(jià)指標(biāo),體脂含量則是評(píng)價(jià)是否肥胖及減肥功效如何的確切指標(biāo)。動(dòng)物試驗(yàn)表明,灌胃的試驗(yàn)組小鼠生殖器周圍脂肪總重和脂肪系數(shù)均低于營(yíng)養(yǎng)對(duì)照組,表明3種玉米醋均對(duì)脂肪組織的生成有一定的抑制作