段希宇 王蓉蓉 王晶晶 刘成国 罗扬 邓放明 周辉

摘要：乳酸菌是发酵食品中一类常见的细菌，它对发酵果蔬、发酵肉制品的品质形成具有重要的作用。乳酸菌发酵果蔬以后，除了增加果蔬的风味以外，还可显著提高果蔬的抗氧化能力，这对增加产品的益生功效，促进宿主健康具有重要的意义。对乳酸菌发酵提高果蔬抗氧化的作用进行综述，分析目前研究所存在的问题，并对未来发展的方向进行了展望。

关键词：乳酸菌；果蔬；抗氧化；多酚；黄酮

中图分类号：TS201.3 文献标志码：A doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2018.03.042

Abstract：Lactic acid bacteria is a kind of common bacteria in fermented food，and it plays an important role in the quality formation of fermented fruits，vegetables and meat products. Fermentation of fruits and vegetables by lactic acid bacteria，not only improve the flavor of fruits and vegetables，but also can significantly improve the antioxidant capacity of fruits and vegetables，which is of great significance to increase the probiotic effect of products，and promote the health of the host. In this paper，the effects of fermentation by lactic acid bacteria on the antioxidant capacity of fruits and vegetables were reviewed. The existing problems and the future development direction were also discussed.

Key words：lactic acid bacteria；fruits and vegetables；antioxidant capacity；polyphenol；flavone

0 引言

果蔬是膳食的重要組成部分，无论是鲜食还是加工产品在日常生活中都占有重要的地位。我国拥有十分丰富的果蔬资源，是全球最大的果蔬生产输出国，已成为仅次于粮食的第二大农业产业。果蔬作为植物源性食品原料，富含功能活性成分，包括多酚、类胡萝卜素、有机碱、有机硫化物等[1]。有科学试验表明，果蔬的摄入有利于预防慢性疾病如高血压、冠状动脉心脏病等疾病，降低中风的几率[2]。新鲜的果蔬保质期较短，而且在贮藏及货期期间，很容易受到微生物的污染，因此新鲜果蔬除了直接食用以外，大部分都经发酵、干制、糖渍等形成水果罐头、泡菜、果干、果蔬汁、果酱等产品。其中，发酵是果蔬一种最简单和方便的加工方法。传统发酵蔬菜及发酵果酒利用果蔬自身表面附着的乳酸菌、酵母菌等微生物来进行发酵，微生物代谢所产生醇、醛、酮和有机酸等物质共同形成了发酵果蔬所具有的感官品质。乳酸发酵果蔬是指借助于乳酸菌发酵制成的发酵果汁、发酵蔬菜汁等[3]。在发酵的同时，乳酸菌的代谢活动也提高了果蔬的抗氧化性，丰富了发酵果蔬的功能性。对乳酸发酵提高果蔬抗氧化性的作用进行综述，为阐明发酵果蔬品质的形成机理、深入开发发酵果蔬的功能性提供一定的理论依据。

1 发酵果蔬的抗氧化性

1.1 发酵叶菜类

1.1.1 白菜

白菜原产地为中国，现各地广泛栽培，为东北及华北地区冬春季主要蔬菜。长江以南为主要产区，种植面积占秋、冬、春菜播种面积的40%～60%。除鲜食以外，白菜还是腌制发酵蔬菜的常用原料之一，如四川泡菜、东北酸菜等。Sun Y P等人[4]对乳酸发酵白菜的抗氧化性进行研究发现，发酵白菜的甲醇提取物对DPPH自由基清除能力与还原力能力高于发酵白菜的水提取物，乳酸发酵提高了白菜中酚类物质的含量。

1.1.2 韭菜

韭菜为百合科葱属多年生草本植物，具有一种特殊而且强烈的韭香气味，是我国特有的蔬菜之一。韭菜的各种营养素含量较高，含有丰富的氨基酸和人体必需微量元素。此外，韭菜还含有硫醚、多硫化物、黄酮、抗菌肽等生理活性物质，使其具有抗突变、抗氧化、促消化等作用[5]。将韭菜汁采用肠膜明串珠菌发酵，随着发酵的进行，韭菜汁的pH值不断降低，多酚和黄酮含量不断增加，提高了对超氧阴离子自由基的清除能力，而且发酵后的韭菜汁还具有较强的抑制病原菌作用[6]。

1.2 发酵根茎类

1.2.1 萝卜

萝卜为十字花科萝卜属，一两年生的根类蔬菜，在2010年的种植面积已达到46×104 hm2以上。《本草纲目》中称萝卜具有消食、顺气、醒酒、化痰、治喘、止渴、利五脏、补虚等作用。萝卜中含有的生理活性物质——萝卜硫素是迄今为止在蔬菜中发现的最强的抗癌成分[7]。

Jing P等人[8]对萝卜泡菜发酵过程中，卤水中酚酸、黄酮含量和抗氧化能力进行了研究，从卤水中检测出4种花色苷和一种山柰酚衍生物，此外还检测出4 -羟基苯甲酸、香草醛、丁香、p -香豆酸、阿魏酸、芥子酸和水杨酸等酚类物质。卤水颜色变深与花色苷和乳酸的生成有关，ORAC和Fe2+的螯合能力下降，而还原力却得到提高。采用黑胡萝卜汁进行乳酸发酵，可得到胡萝卜乳酸饮料，这种发酵饮料富含花青素，具有较强的抗氧化活性，并对Caco-2 细胞增殖具有一定的抑制作用[9]。

1.2.2 洋葱

洋葱为百合科葱属植物，可按其鳞茎形态分为普通洋葱、分蘖洋葱和顶球洋葱。洋葱具有较高的营养价值和药用价值，洋葱具有消炎抑菌、活血化瘀、降脂止泻、防癌抗癌、利尿、降血糖、预防心血管等疾病[10]。采用肠膜明串珠菌发酵洋葱时，随着菌的大量生长繁殖，其分泌的β -葡萄糖苷酶发生酶解反应，导致黄酮苷类化合物含量逐渐减少，黄酮苷元含量增加，提高了洋葱的抗氧化作用，但在氯化钠含量不断增大的情况下，抗氧化作用逐渐降低，这可能与β -葡萄糖苷酶活性被氯化钠抑制有关[11]。而采用真菌川地曲霉发酵洋葱，可提高洋葱对DPPH自由基的清除能力，增强了对谷氨酸诱导的神经毒性HT22细胞的保护能力。这种提高的抗氧化能力与洋葱中2种槲皮素葡萄糖苷（槲皮素- 3，4′- O - β - D -葡萄糖苷、槲皮素- 4′- O - β - D -葡萄糖苷）的酶解生成槲皮素有关[12]。

1.3 发酵果实类

1.3.1 豆角

豆角别名长角豆、带豆、裙带豆，富含植物蛋白、微生素和矿物质，是我国夏秋两季盛产的蔬菜。泡豇豆是将豇豆经过泡制处理并在泡制过程中发生以乳酸发酵为主的发酵性腌制品，是一种风味俱佳、营养丰富，且极具地方特色的传统腌制品。研究发现乳酸发酵可以提高泡豇豆中总酚和黄酮的含量，同时提高了清除DPPH自由基的能力和还原能力，起抗氧化作用的主要是泡制豇豆中的酚类物质，如没食子酸、咖啡色、阿魏酸、水杨酸等[13]。

采用植物乳杆菌ATCC 14917发酵豇豆，可提高豇豆中没食子酸、香草酸、槲皮素、阿魏酸、对羟基苯甲酸等多酚的含量，提高VC和VE的含量，提高发酵豇豆的抗氧化性[14]。豇豆和芸豆进行接种发酵，通过结合态酚的释放，增加了儿茶素等可溶性多酚的含量，同时也提高了抗氧化能力[15]。

1.3.2 大豆

采用鼠李糖乳杆菌发酵豆乳，鼠李糖乳杆菌合成的β -葡萄糖苷酶可水解异黄酮糖苷键，生成异黄酮苷元，使发酵豆乳对DPPH自由基清除能力提高了30%左右，并且发酵后的豆乳可有效抑制DNA的氧化[16]。将豆乳分别采用嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌进行发酵后，显著提高了抗氧化能力，而且这种抗氧化能力与发酵终止时豆乳的pH值有关，发酵终止pH值越低时抗氧化能力最强，不同的乳酸菌菌株体现出不同的β -葡萄糖苷酶和蛋白酶活性，从而导致提高抗氧化水平的差异性[17-18]。

Gan系统评价了植物乳杆菌WCFS1发酵绿豆乳、大豆乳过程中多酚含量变化和抗氧化能力的关系，结果表明发酵豆乳的脂溶性部分抗氧化能力强于水溶性部分，发酵提高了2种豆乳中的酚类物质含量，其中牡荆素和异牡荆素是主要的酚类物质。研究表明，植物乳杆菌WCFS1可作为发酵豆乳的发酵剂应用于功能性豆制品开发，提高豆乳的营养与抗氧化水平[19]。

将豆制品加工的副产物-黄浆水进行乳酸菌接种发酵，也可以提高黄浆水中总酚和异黄酮苷元的含量，提高对ABTS自由基、超氧阴离子、羟自由基的清除能力以及Fe2+还原能力，并且发酵后的黄浆水对DNA的损伤具有一定的保护作用，说明黄浆水可通过乳酸发酵来开发营养保健食品[20]。

与原料的大豆相比，大豆芽具有更多的异黄酮、皂苷、甾醇、生育酚，在利用乳酸菌发酵以后，提高了对超氧阴离子自由基的清除力，但对DPPH自由基的清除力及Fe2+还原能力降低了。抗氧化能力改善的机理主要是乳酸菌对大豆异黄酮与大豆皂苷的酶解作用，提高了异黄酮和皂苷的含量[21]。

1.3.3 橄榄

橄榄为橄榄科橄榄属常绿乔木，橄榄果实呈卵圆形，也称为青果、青橄榄等，是一种药食两用的植物资源，具有抗菌、抗病毒、保肝利胆、免疫调节、抗肿瘤、降血压、降血脂等药理活性[22]。餐用橄榄是一种在欧洲、土耳其、埃及、阿根廷、摩洛哥等国常见的佐餐食品，餐用橄榄的加工工艺主要是采用新鲜橄榄腌制发酵而成。一般认为乳酸菌主导了餐用橄榄的发酵过程，其中植物乳杆菌和戊糖乳杆菌是优势菌种，常被用来作为餐用橄榄的发酵剂[23]。

橄榄苦苷和羟基酪醇是橄榄中主要的酚类物质，赋予橄榄以苦涩的味道。而植物乳杆菌可合成β -葡萄糖苷酶，可除去橄榄中的苦涩味[24-25]。在自然发酵或接种发酵过程中，橄榄中总酚含量会降低32%～ 58%，橄榄苦苷的含量从266 mg/100 g 干质量分别降低到30.7 ，16.1 mg/100 g 干质量，橄榄的抗氧化能力会降低50%～72%，酚类物质的减少与发酵过程中进入发酵卤水中有关[26-27]。

1.4 发酵果汁

果蔬通过压榨取汁，所获得的汁液溶液被细菌污染，不利于运输，使用乳酸菌发酵，对果蔬汁进行酸化，不但可以延长保质期，还能获得更好的发酵风味和营养价值。

1.4.1 石榴

石榴是石榴科的一种多年生落叶灌木，又被成为丹若、若榴、安石榴等，具有较高的食用价值、药用价值和观赏价值。除了石榴汁可食用外，石榴皮中含有大量的多酚、鞣质等活性成分，具有抗氧化、抗菌及增强机体免疫力等多种功能[28-29]。刘方方[30]采用植物乳杆菌和酵母菌接种发酵，研究了发酵石榴汁的抗氧化性。结果表明，在发酵过程中，发酵石榴汁、发酵石榴皮石榴汁的抗氧化能力呈先增加后减小的趋势，这与总酚、总黄酮、鞣花酸含量变化趋势一致，说明微生物对这几类抗氧化物质的转化与抗氧化作用直接相關。结果还表明，乳酸菌在石榴汁中生长时，能较好地适应石榴汁的基质条件，生长量可达到107 CFU/mL以上，而采用长双歧杆菌或嗜酸乳杆菌发酵石榴汁表现出较高的DPPH自由基的清除率，这与乳酸菌对石榴汁中表儿茶酸、儿茶酚等多酚的生物转化有关[31-32]。在体外模拟消化时，石榴汁表现出类似的抗氧化能力，而这与低pH值、胃蛋白酶作用下肠道微生物的代谢有关。Zeinab E等人[33]采用植物乳杆菌与嗜酸乳杆菌2株益生菌来发酵石榴汁，结果表明益生菌发酵减少了石榴汁中花青素的含量，提高了石榴汁对DPPH自由基的清除力，其中嗜酸乳杆菌对抗氧化作用的改善能力强于植物乳杆菌。

1.4.2 桑葚

桑葚又名桑棗、桑果，是多年生木本植物桑科桑属的长椭圆形聚合果。我国桑葚资源丰富，在全国各省市具有分布。桑葚已被国家卫生部认定为“既是食品又是药品”的水果之一，富含多糖、酚类和黄酮类等生理活性物质[34]。

将桑葚汁采用乳酸菌发酵，发酵24 h可使乳酸菌细胞数目达到108 CUF/mL以上，花青素的含量从144.70 mg/100 g提高到171.4 mg/100 g，总多酚和黄酮的含量同时得到了提高，对DPPH自由基、超氧阴离子的清除能力也得到增强[35]。采用响应面法将桑葚汁发酵条件优化，可将花青素和黄酮含量分别提高到131.85±1.03 mg/100 mL和440.50±2.00 mg/100 mL，并且乳酸发酵以后的桑葚汁与发酵前相比，具有更好的颜色、风味和口感[36]。但也有研究报道指出，采用某些肠膜明串珠菌、乳杆菌菌株发酵，可使桑葚中的花青素含量下降，抗氧化能力降低[37-38]。

1.4.3 苹果

2013年我国苹果的产量已达到3 800×104 t，约占世界总产量的56.32%。苹果含有丰富的蛋白质、维生素和糖分，以及多酚、三萜类等功能成分，其中多酚主要有黄烷醇、黄酮醇、二氢查耳酮、花青苷等。叶盼等人[39]采用植物乳杆菌发酵苹果汁，发酵第9天时的苹果汁对DPPH·和ABTS自由基清除能力达到最强，较发酵前分别提高了35.3%±3.3%和64.9%±3.5%，总酚含量较发酵前提高了52.1%±9.6%，而发酵苹果汁中黄酮含量则一直呈下降趋势，提高的抗氧化能力与多酚含量的提高有着正相关关系。

1.4.4 荔枝

荔枝属无患子科，是典型的南亚热带常绿果树。我国已有2 000多年的荔枝栽培历史，2012年的栽培面积达到55×104 hm2以上，果实产量达到190×104 t。荔枝所含的生理活性物质主要有糖类、酚、黄酮类，其中果肉中的酚类主要有原儿茶酸、绿原酸、咖啡酸、表儿茶素、丁香酸、阿魏酸等。将荔枝汁分别接种干酪乳杆菌、肠膜状明串珠菌、乳酸链球菌、植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌进行发酵。结果表明，几种乳酸菌均能在荔枝汁中很好的生长，其中肠膜状明串珠菌的生长速率略高于其他 5种菌，同时肠膜状明串珠菌也更能适应发酵后期的酸性环境，对荔枝汁中糖的转化能力最强，而且在多酚和色泽保留率方面，肠膜状明串珠菌也明显优于其他乳酸菌种[40]。

孙淑夷[41]采用乳酸菌与酵母菌对荔枝汁进行发酵，发现发酵过程中总酚含量逐渐增加，发酵液中总酸含量逐渐增加，发酵过程中发酵液中酒石酸的含量逐渐降低，乳酸含量逐渐增加。此外，荔枝汁在发酵过程中的抗氧化活性逐渐增强，发酵液具有较强的ABTS自由基、羟自由基、DPPH自由基和超氧自由基的清除能力，发酵液的DPPH清除能力、ABTS自由基清除能力、超氧自由基清除能力与发酵液中总酚含量具有显著相关性。

1.4.5 红枣

红枣是我国特有的经济果品，除了含有丰富的多糖、有机酸、蛋白质和维生素营养物质，还含有较为丰富的黄酮、多酚等抗氧化物质。靳玉红等人将红枣破碎煮沸后，接种乳酸菌来进行乳酸发酵，并比较了红枣乳酸菌饮料、红枣酒、红枣汁的抗氧化性，结果表明红枣乳酸发酵饮料的抗氧化能力要强于枣酒和原枣汁，而且红枣乳酸发酵饮料具有更高的多酚和黄酮含量，有可能是红枣中的多酚黄酮类物质在乳酸菌代谢作用下，其结构、组成和含量发生了变化，导致了抗氧化活性增强。

1.4.6 龙眼

龙眼又称桂圆，原产于我国南部及西南部，与荔枝、香蕉、菠萝同为华南四大珍果，在历史上有“南方桂圆北人参”之称[42]。龙眼是我国卫生部公布的药食同源食品，龙眼含有丰富的糖类、脂类、多肽类、多酚类等生理活性物质。

相关研究表明，采用植物乳杆菌等7种乳酸菌对桂圆肉进行液态发酵时，可不同程度地增加桂圆肉中游离态总酚和总黄酮含量，降低结合态总酚和总黄酮的含量，提高了桂圆肉铁离子还原能力和氧自由基吸收能力。

1.5 发酵菌类

将平菇与鸡油菌采用3种乳酸菌进行接种发酵，发酵后食用菌中的多酚含量没有显著性的差别，但是植物乳杆菌发酵食用菌的产酸能力最强，生成的没食子酸、尿黑酸和阿魏酸的含量最高。

2 问题及展望

我国果蔬资源丰富，发酵蔬菜等乳酸发酵果蔬有着悠久的历史，但对其营养功能性的研究还不够充分，对微生物生物转化果蔬生理活性物质的机制研究还不够深入。未来可借助转录组、代谢组等组学技术手段，来深入研究乳酸菌生物转化生理活性物质的机制。

目前，对于乳酸菌发酵提高果蔬抗氧化性的研究主要集中在体外的效果评价上，缺乏体内研究结果的支撑。而在发酵果蔬体外提高抗氧化作用的效果上，存在菌株的特异性，因此如何合理选择发酵菌株，提高果蔬的营养及功能性，是产品开发的关键。在国外，益生菌发酵果蔬已成为果蔬深加工的重要组成部分，而我国则处于起步阶段。虽然筛选获得了较多的益生菌株，其中不少来源于果蔬，但是对于益生菌发酵果蔬的研究还比较缺乏，因此未来要加大对益生菌（乳酸菌）发酵果蔬的研究。未来发酵果蔬的产业化，离不开发酵剂的广泛应用，如何开发直投式发酵剂，解决直投式发酵剂制备过程中的关键问题，这也是未来研究的一个重点。

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