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浸泡型果醋与发酵型果醋抗氧化能力及抑菌性比较研究

2017-03-24王雪涵郑一凡

中国调味品 2017年3期
关键词:哈密瓜柚子抗氧化

王雪涵,郑一凡

(北京城市学院生物医药学部,北京 100094)

浸泡型果醋与发酵型果醋抗氧化能力及抑菌性比较研究

王雪涵,郑一凡

(北京城市学院生物医药学部,北京 100094)

用浸泡法和发酵法两种工艺制备柚子醋、柚子皮醋、橘子醋和哈密瓜醋。分别利用福林酚法、NaNO2-Al(NO3)3-NaOH比色法和紫外分光光度法测定果醋中抗氧化物质多酚、黄酮和维生素C的含量;用总抗氧化能力检测试剂盒(ABTS法)测定果醋的总抗氧化能力;通过杯碟法检测果醋对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性。实验结果表明:发酵型果醋的抗氧化物质(多酚、黄酮、VC)含量、总抗氧化能力及抑菌性普遍高于浸泡型果醋,且果醋对革兰氏阴性细菌及革兰氏阳性细菌均有较强的抑制作用。

浸泡型果醋;发酵型果醋;总抗氧化能力;抑菌性;抗氧化物质

食醋除了作为日常生活中的酸性调味品,还具有多种营养保健功能和医疗价值。《本草纲目》中有记载醋能“消痛肿、散水汽、杀邪毒、理诸药”。水果含有丰富的糖分,是良好的酿醋原料,与粮食醋相比,果醋富含醋酸、氨基酸、多种有机酸、维生素和生物活性物质,具有调节体内酸碱平衡、抗氧化、促进消化、消除疲劳、美容养颜等功效[1,2]。人类生产和食用果醋已有悠久历史,由于果醋具有良好的口感、独特的风味和营养保健功效,我国又是世界上水果资源最丰富的国家之一,在现代工艺技术的推进下,果醋酿造正从传统食醋行业中脱颖而出。

目前,对苹果醋、桑葚醋、葡萄醋等常见果醋的抗氧化性研究已经取得了一定进展,但对其他果醋的抗氧化性研究报道较少或未见报道。本文对4种浸泡型果醋和4种发酵型果醋(柚子醋、柚子皮醋、橘子醋和哈密瓜醋)中的抗氧化活性物质多酚、黄酮和维生素C的含量进行测定比较,评价其总抗氧化能力的高低,并对其抑菌性做了初步探索。为开发保健型柚子醋、柚子皮醋、橘子醋及哈密瓜醋提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料、试剂与仪器

1.1.1 实验材料与试剂

米醋、柚子、橘子、哈密瓜、芦丁标准品、没食子酸、抗坏血酸、HPO3、Na2CO3、乙醇、NaNO2、Al(NO3)3、NaOH、抗氧化总试剂盒S0119ABTS法(碧云天)、蛋白胨、酵母粉、NaCl、琼脂粉、StaphylococcusaureusATCC6538、EscherichiacoliATCC25922、拉曼德果醋菌(Acetobactersp.)、安琪葡萄酒果酒专用酵母SY(Saccharomycescerevisiae)。

1.1.2 实验仪器与设备

紫外可见分光光度计SP-2000UV 上海光谱仪器有限公司;DHP电热恒温培养箱 重庆四达实验仪器有限公司;九阳榨汁机JYZ-D52,酶标仪BIO-RAD Model 680(日本制),高速离心机SIGMA 1-13(德国制),低速离心机LD5-2A 北京医用离心机厂。

1.2 实验方法

1.2.1 果醋制备

1.2.1.1 浸泡型果醋

将新鲜水果或果皮洗净,切成小块放入容器中,容器内加入米醋浸泡,米醋需没过水果块,室温浸泡10天。

1.2.1.2 发酵型果醋

将处理好的柚子、柚子皮、橘子、哈密瓜榨汁,在果汁中接入酿酒酵母(0.2%),醋酸菌(0.04%),20℃室温静置发酵,每天摇动容器1次通气,发酵3天后移入30℃恒温培养箱继续发酵,每天搅拌通气至少3次,1周后结束发酵。

1.2.2 多酚含量测定

采用福林酚法测定多酚含量[3]。

1.2.2.1 标准曲线绘制

精确称取没食子酸10mg,用蒸馏水定容至100mL,质量浓度为0.1mg/mL,准确吸取此溶液0.50,0.75,1.00,1.25,1.50,1.75mL,分别置于25mL的具塞试管中,分别加入3.75mL 20%的Na2CO3溶液,定容至25mL,于30℃培养箱中反应2h,以不加样品为空白对照,在其最大吸收波长765nm下测吸光度。

1.2.2.2 样品含量测定

精确吸取适当浓度的供试果醋样品3份,每份1mL,置于25mL容量瓶中,按上述实验方法分别测吸光度值(A765),计算样品中多酚物质含量。

1.2.3 黄酮含量测定

NaNO2-Al(NO3)3-NaOH比色法测定黄酮含量[4]。

1.2.3.1 标准曲线的绘制

精确称取芦丁标准品20mg,用蒸馏水定容至100mL,质量浓度为0.2mg/mL,准确吸取溶液0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0,12.0mL,分别置于50mL容量瓶中,各加入体积分数70%的乙醇至20mL,加5%NaNO2溶液2.0mL,摇匀放置6min;加10%Al(NO3)3溶液2.0mL,摇匀放置6min;加1.0mol/L NaOH溶液4.0mL,加水至容量瓶刻度,摇匀放置15min,以不加芦丁标准品溶液为空白,再扫描确定波长510nm下的吸光度,绘制标准曲线。

1.2.3.2 样品含量测定

精确吸取适当浓度的供试果醋样品3份,每份1mL,置于50mL容量瓶中,按上述实验方法测定吸光度值(A510),计算样品中黄酮物质含量。

1.2.4 维生素C含量测定

紫外分光光度法测定维生素C含量[5]。

1.2.4.1 标准曲线的绘制

准确称取10mg抗坏血酸,用2%HPO3溶解并定容至100mL,此时溶液浓度为0.1mg/mL。准确吸取2,4,6,8,10mL抗坏血酸标准溶液于试管中,用2%HPO3定容至10mL,此时各管中的溶液浓度为0.02,0.04,0.06,0.08,0.10mg/mL,以2%磷酸HPO3作空白对照,在245nm处测定吸光值,绘制标准曲线。

1.2.4.2 样品含量测定

精确吸取适当浓度的供试果醋样品3份,每份1mL,置于10mL比色管中,按上述实验方法分别测定吸光度值(A245),计算样品中维生素C物质含量。

1.2.5 总抗氧化能力测定

1.2.5.1 实验原理

ABTS法测定总抗氧化能力的原理是:ABTS在适当的氧化剂作用下氧化成绿色的ABTS+,当抗氧化物存在时ABTS+的产生会被抑制,在405nm处测定ABTS+的吸光度即可测定并计算出样品的总抗氧化能力。Trolox是一种维生素E的类似物,具有和维生素E相近的抗氧化能力,用作其他抗氧化物总抗氧化能力的参考。例如,Trolox的总抗氧化能力为1,相同浓度情况下,其他物质的抗氧化能力用其抗氧化能力和Trolox相比的倍数来表示。

1.2.5.2 实验方法

用总抗氧化能力检测试剂盒(ABTS法)测定自制果醋的总抗氧化能力,先用蒸馏水稀释Trolox标准品,把Trolox标准溶液稀释成0.3,0.6,0.9,1.2,1.5mmol/L。在酶标板每个检测孔中加入20μL过氧化物酶工作液,样品孔内加入10μL各梯度稀释液,轻轻混匀。每个孔内加入170μL ABTS工作液,混匀后室温孵育6min,用酶标仪在405nm下测吸光度值,绘制标准曲线。精确吸取适当浓度的供试果醋样品3份,每份10μL,置于酶标板,分别测定405nm处吸光度值(A405),计算样品的总抗氧化能力。

1.2.6 抑菌性测定

将金黄色葡萄球菌StaphylococcusaureusATCC6538和大肠杆菌EscherichiacoliATCC25922按1%接种量接于营养肉汤培养基中,37℃恒温振荡培养16h。将营养琼脂培养基加热融化,冷却到45℃后将培养好的菌液分别倒入融化的营养琼脂培养基中,再倒入灭菌后的培养皿中,培养皿划分为4个区域,分别命名为A,B,C,D区,培养基冷却凝固后每个区域分别放入1个牛津杯,A,B,C,D区域中的牛津杯分别加入200μL无菌水、200μL青霉素溶液(50μg/mL)、200μL果醋原液和200μL 50%果醋,以陶瓦盖代替普通玻璃皿盖盖好培养皿,正置放入37℃的培养箱中培养24h,观察结果。

2 结果与分析

2.1 抗氧化物质含量测定

果醋中多酚的含量由福林酚法测定,以反应体系中没食子酸的浓度(mg/L)为X轴,765nm处的吸光值为 Y轴,绘制标准曲线,见图1,线性方程为:y=0.182x-0.022,R2=0.998。

图1 没食子酸浓度对765nm处吸光值的标准曲线

果醋中黄酮的含量由NaNO2-Al(NO3)3-NaOH比色法测定,以芦丁的浓度为X轴,510nm处的吸光值为Y轴,绘制标准曲线,见图2,线性方程为:y=0.027x-0.010,R2=0.998。

图2 芦丁浓度对510nm处吸光值的标准曲线

果醋中维生素C的含量由紫外分光光度法测定,以抗坏血酸的浓度为X轴,245nm处的吸光值为Y轴,绘制标准曲线,见图3,线性方程为:y=0.007x+0.004,R2=0.998。

图3 抗坏血酸浓度对510nm处吸光值的标准曲线

依据以上3种方法分别测定浸泡型柚子醋、浸泡型柚子皮醋、浸泡型橘子醋、浸泡型哈密瓜醋、发酵型柚子醋、发酵型柚子皮醋、发酵型橘子醋和发酵型哈密瓜醋8种果醋中抗氧化物质多酚、黄酮和维生素C的含量,经计算结果见表1,单位为mg/L果醋。

表1 果醋抗氧化成分含量表mg/L

由表1可知,发酵型果醋中的抗氧化物质含量普遍高于浸泡型果醋,只有浸泡型柚子皮醋中的抗氧化物质含量高于发酵型柚子皮醋;含糖量最高的哈密瓜醋,发酵型果醋与浸泡型果醋比较,抗氧化物质含量的差异较大,发酵型含量高出数倍乃至十数倍,橘子与柚子含糖量相当,发酵型果醋比浸泡型果醋中抗氧化物质含量高出一至数倍;综合比较,发酵型哈密瓜醋中各种抗氧化物质含量最高,浸泡型柚子皮醋次之。

2.2 果醋总抗氧化能力评价

用总抗氧化能力检测试剂盒(ABTS法)测定自制果醋的总抗氧化能力,以反应中加入Trolox溶液的浓度为X轴,405nm处的吸光值为Y轴,绘制标准曲线,见图4,线性方程为:y=-0.676x+0.891,R2=0.984。

图4 Trolox溶液浓度对405nm处吸光值的标准曲线

依据此方法分别测定8种果醋的总抗氧化能力,经计算结果见表2。

表2 果醋总抗氧化能力比较 mmol/L

由表2可知,发酵型果醋的总抗氧化能力普遍高于浸泡型果醋,只有浸泡型柚子皮醋的总抗氧化能力高于发酵型柚子皮醋;总抗氧化能力由高到低的排列顺序为:发酵型哈密瓜醋、浸泡型柚子皮醋、发酵型橘子醋、发酵型柚子皮醋、浸泡型橘子醋、发酵型柚子醋、浸泡型柚子醋和浸泡型哈密瓜醋,这个顺序与多酚物质含量由多到少的顺序基本一致;总抗氧化能力最强的两种果醋是发酵型哈密瓜醋和浸泡型柚子皮醋,含有3种抗氧化物质最多的果醋也是这两种。

2.3 果醋抑菌性检测结果

果醋抑制革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌StaphylococcusaureusATCC6538的实验结果见表3。

表3 果醋对金黄色葡萄球菌的抑制作用

由表3可知杯碟法测定的抑菌圈直径数据(mm):无菌水对革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌没有抑制效果,果醋原液和50%浓度果醋均具有抑菌效果,果醋原液的抑菌效果强于或等于50μg/mL青霉素,50%浓度果醋抑菌效果弱于50μg/mL青霉素;发酵型果醋对革兰氏阳性细菌的抑菌性强于浸泡型果醋。

果醋抑制革兰氏阴性细菌大肠杆菌Escherichia coliATCC25922的实验结果见表4。

表4 果醋对大肠杆菌的抑制作用

由表4可知杯碟法测定的抑菌圈直径数据(mm):无菌水对革兰氏阴性细菌金黄色葡萄球菌没有抑制效果,由于青霉素的抑菌原理,50μg/mL青霉素对革兰氏阴性细菌的抑菌性较低,果醋原液和50%浓度果醋对革兰氏阴性细菌大肠杆菌均具有抑菌效果,且均强于50μg/mL青霉素;果醋原液对大肠杆菌的抑菌性强于50%浓度果醋;发酵型果醋对革兰氏阴性细菌的抑菌性强于浸泡型果醋。

3 讨论

本文制备了浸泡型果醋和发酵型果醋两种类型的果醋,浸泡型果醋的制备方法参考了民间广为流传的保健果醋自制方法,采用米醋对水果原材料进行浸泡制备,所使用的米醋不是水果酿造而属于粮食酿造,因此浸泡型果醋在严格意义上属于勾兑型果醋的一种。随着发酵型苹果醋饮料国家标准的出台,目前国家已禁止勾兑型苹果醋的生产销售,可其他类型的果醋仍然没有明文规定。为了解浸泡型果醋和发酵型果醋在保健成分、保健功能方面的差异,本文测定了果醋中抗氧化物质多酚、黄酮和维生素C的含量,对果醋的总抗氧化能力进行评价,初步分析了两类果醋对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性。

实验结果表明:发酵型果醋中抗氧化物质多酚、黄酮和维生素C的含量均普遍高于浸泡型果醋,这种差异在含糖量丰富的水果中最为显著,例如发酵型哈蜜瓜醋的抗氧化物质含量远高于浸泡型哈蜜瓜醋(高出数倍至数十倍),在含糖量稍低的橘子和柚子果醋中,发酵型果醋的抗氧化物质含量是浸泡型果醋的数倍,而在含糖量最少的柚子皮醋中,发酵型柚子皮醋的抗氧化物质含量反而低于浸泡型柚子皮醋,这说明在糖分不充足的情况下,采用一步法发酵果醋时,无法充分发酵,应补足葡萄糖等碳源。

本实验中发酵型果醋的总抗氧化能力普遍高于浸泡型果醋,总抗氧化能力由高到低的排列顺序与多酚物质含量由多到少的顺序基本一致,总抗氧化能力最强的两种果醋是发酵型哈密瓜醋和浸泡型柚子醋,含有3种抗氧化物质最多的果醋也正是这两种,以上这些说明果醋总抗氧化能力的高低与其含有抗氧化物质尤其是多酚类含量的多少呈正相关关系。此前曾有较多关于水果抗氧化能力与酚类化合物含量相关性的研究,大多数研究表明水果中酚类化合物含量与其抗氧化能力呈很好的相关关系。如Kalt等对4种莓类水果的研究表明,总抗氧化能力与总酚含量相关,相关系数为0.83,而VC对抗氧化能力的贡献小于10%,同时认为不同品种水果的总抗氧化能力不同。Meyer等得出葡萄的抗氧化活性与总酚含量的相关系数为0.89。Velioglu等对28种果蔬和谷物等植物产品测定后也认为,总抗氧化活性与总酚含量呈显著相关[6-8]。

果醋中含有醋酸、乳酸等有机酸,保证了果醋的低pH值,使细菌处于不利的生长环境,酸性物质改变蛋白质构型,扰乱多肽链的折叠方式,造成蛋白质变性,尤其是酶的变性导致细菌代谢活动终止,从而起到杀菌作用[9]。实验结果表明:果醋对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有一定的抑制作用,其抑菌作用随着浓度的增加而增强,发酵型果醋对革兰氏阳性细菌及革兰氏阴性细菌的抑菌性均强于浸泡型果醋。

4 结论与展望

发酵型果醋中的抗氧化物质含量、总抗氧化能力及对革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌的抑菌性普遍高于浸泡型果醋,且果醋总抗氧化能力的高低与抗氧化物质尤其是多酚类化合物含量呈正相关。不同种类水果酿制的果醋抗氧化物质含量及总抗氧化能力也有一定差异,本文中发酵型哈蜜瓜醋中多酚及黄酮类物质含量最高,总抗氧化能力也最强。综上所述,经过酵母菌与醋酸菌发酵酿制的发酵型果醋的抗氧化性能与抑菌性均强于家庭自制的浸泡型果醋。而利用柚皮为原料生产的果醋在抗氧化物质含量、总抗氧化能力和抑菌性方面的排名均较为靠前,为进一步利用水果原料非可食用部位,节约成本,开发新型保健果醋提供了研究依据。

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Comparison of Antioxidant Capacity and Antibacterial Activity of Soaked Fruit Vinegar and Fermented Fruit Vinegar

WANG Xue-han,ZHENG Yi-fan
(Department of Bio-Medicine,Beijing City University,Beijing 100094,China)

Prepare pomelo vinegar,pomelo peel vinegar,orange vinegar and Hami melon vinegar with soaking method and fermentation process.Using Folin-ciocalteu method,NaNO2-Al(NO3)3-NaOH colorimetry and ultraviolet spectrophotometry to detect the content of polyphenolic,flavonoids and vitamin C in fruit vinegar.The total antioxidant capacity of fruit vinegar is measured by detection reagent kit(ABTS method).Cylinder plate method is used to test the antiblastic effect of fruit vinegar onEscherichiacoliandStaphylococcusaureusin vitro.The results show that the antioxidants content,total antioxidant capacity and antibacterial activity of fermented vinegar are generally higher than those of soaked vinegar.Both soaked and fermented fruit vinegar have inhibition effect on the gram negative and gram positive bacteria.

soaked fruit vinegar;fermented fruit vinegar;total antioxidant capacity;antibacterial activity;antioxidant substances

TS264.22

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.03.014

1000-9973(2017)03-0059-05

2016-09-30

2015年北京市民办教育发展促进项目——北京城市学院市级校外基地与实验教学示范中心建设项目

王雪涵(1984-),女,辽宁大连人,讲师,博士,主要从事食品微生物方面的研究。

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