苹果含有糖类、蛋白质、有机酸、维生素及苹果多酚等营养成分,是日常生活中最常见、消费量最大的水果之一,也是日常饮食中外源性抗氧化物质的主要来源。因此来自华东理工大学生物工程学院的杨小幸、周家春和陈启明等人选择苹果为原料,探究苹果酵素天然发酵过程中pH值、总酸、有机酸、糖类、总酚含量、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除率的变化,以期为天然酵素产品发酵工艺的优化及其综合性开发提供一定的理论依据。
1. 发酵过程中pH值、总酸含量变化
pH值在14 d内由初始值5.02±0.05迅速下降至3.69±0.02。总酸含量呈逐渐上升趋势,且在14 d内上升速率较快,后期趋于平缓,质量浓度由初值(0.06±0.008)g/100 mL上升至(0.51±0.02)g/100 mL。
2. 发酵过程中乳酸、乙酸、苹果酸含量 变化
2. 发酵过程中乳酸、乙酸、苹果酸含量变化
随着发酵时间的延长,乳酸质量分数由最初值0.004%上升至0.023%,乙酸含量则呈显着上升趋势,质量分数由初值0.018%上升至0.23%,而且从发酵14 d后上升速度较快。
3. 发酵过程中乙醇含量变化
3. 发酵过程中糖类含量变化
糖类作为天然发酵过程主要碳源,其含量是研究苹果酵素过程微生物代谢变化的核心指标之一。在发酵21 d内,随着发酵时间的延长,发酵液中果糖与葡萄糖含量逐渐增高,而后逐渐下降,且质量浓度在发酵第21天达到最高值(177.2±0.6)、(130.6±12.9)g/L;蔗糖质量浓度随着发酵时间的延长不断下降,且在发酵第28天从初始值(443.2±9.1)g/L降低趋于0 g/L。
4. 发酵过程中乙醇含量变化
发酵第14天、21天,蔗糖质量浓度分别为197、3.7 g/L,因此可以推测在发酵14~21 d过程中,当蔗糖质量浓度降低至110 g/L以下时,酵母菌等微生物代谢糖生成乙醇。
5. 发酵过程中总酚含量变化
随着发酵时间的延长,总酚含量呈先上升后下降趋势,发酵第21天达到最大值(259.4±3.6)mg/L,且具有显着性差异(P<0.05)。因此,发酵过程可以显着提高苹果酵素中的总酚含量。
6. 发酵过程中DPPH自由基清除率变化
苹果酵素DPPH自由基清除率在前8 d从(42.7±3.9)%上升到(85.3±0.3)%,之后略有上升,且在发酵第21天达到最高,清除率为(90.9±2.2)%,且具有显着性差异(P<0.05)。
结 论
发酵过程中pH值从5.05降至3.88,总酸、乳酸含量呈不断上升趋势,乙酸质量分数由0.018%升至0.23%,苹果酸质量浓度在发酵前14 d由初值0.67 g/L上升至2.45 g/L后略微下降;葡萄糖、果糖质量浓度呈先升后降趋势,且二者均在发酵第21天达到最大值130.6、177.2 g/L,蔗糖质量浓度不断下降趋于0 g/L;乙醇在发酵14~21 d过程中产生,发酵4 周后乙醇体积分数可达6.6%;总酚质量浓度与DPPH自由基清除率呈先升后降趋势,均在发酵第21天达到最大值为259.4 mg/L、90.9%。