然而,目前鲜有关于蕨菜发酵工艺的研究,黄山学院生命与环境科学学院的吴永祥、吴丽萍、胡晓倩和安东国立大学食品科学与生物技术学院的金泰完*以药食同源的蕨菜为药用基质,采用木蹄层孔菌、灵芝和裂褶菌进行固体发酵,对发酵前后蕨菜的主要活性物质总酚、总黄酮含量进行测定,对其抗氧化和抗炎症作用进行比较,以探讨真菌固体发酵对蕨菜活性成分及药理作用的影响,以期为蕨菜进一步的开发利用提供科学依据,并作为一个例证,为3 种真菌固体发酵在食品加工中应用提供新思路。
1 固体发酵蕨菜最佳接种量的确定
木蹄层孔菌、灵芝和裂褶菌3 种功能真菌接种量与蕨菜发酵后总黄酮含量的变化有很大关系。3 种真菌接种量在2.5%时,总黄酮含量有所增加,但增加效果不显着,且过低接种量会使菌株生长缓慢,发酵周期延长,也使得染菌机率增大。当接种量在5%时,总黄酮含量显着增加。当接种量在10%时,相对于接种量5%,总黄酮含量增加不显着,且有降低的趋势,这可能与过高接种量造成菌株生长过快,引起培养基温度上升,影响菌株的正常代谢有关。
2 固体发酵前后蕨菜醇提物的总酚、总黄酮含量的变化
木蹄层孔菌、灵芝和裂褶菌固体发酵后蕨菜醇提物的提取率显着高于未发酵蕨菜(P<0.05),其提取率分别为24.14%、22.45%、26.63%,而未发酵蕨菜的提取率为17.56%。木蹄层孔菌、灵芝和裂褶菌固体发酵后蕨菜醇提物的总酚含量明显降低,从未发酵时的(48.50±0.62)mg/g分别减少到(18.61±2.29)、(32.18±0.37)、(38.84±0.58)mg/g,表示在真菌发酵过程中分解利用了蕨菜中的总酚物质,并较少或不合成多酚类化合物。
3 固体发酵前后蕨菜醇提物对DPPH自由基清除作用的影响
固体发酵前后蕨菜醇提物对DPPH自由基清除能力均表现出明显的量效效应,即随样品质量浓度增加,DPPH自由基清除能力随之增加。其中裂褶菌发酵的蕨菜醇提物质量浓度(X)与清除率(Y)间的回归方程为:Y=36.54X+19.65(R2=0.978);未发酵蕨菜醇提物质量浓度(X)与清除率(Y)间的回归方程为:Y=80.64X-6.462(R2=0.995);VC质量浓度( X ) 与清除率( Y ) 间的回归方程为:Y=1 229X-0.257(R2=0.999)。木蹄层孔菌、灵芝和裂褶菌固体发酵后蕨菜醇提物清除DPPH自由基能力较发酵前均有所下降,对DPPH自由基清除作用的IC50值分别为(1.74±0.04)、(0.92±0.03)、(0.83±0.04)mg/mL,而阳性对照VC、未发酵蕨菜醇提物的IC50值分别为(0.04±0.001)、(0.70±0.01)mg/mL。
4 固体发酵前后蕨菜醇提物对ABTS+·清除作用的影响
固体发酵前后蕨菜醇提物对ABTS+·均有显着的清除作用,并呈现明显的量效关系。3 种真菌固体发酵后蕨菜醇提物清除ABTS+·能力较发酵前均有所下降。ABTS+·清除能力排序为阳性对照组VC>未发酵组>裂褶菌发酵组>灵芝发酵组>木蹄层孔菌发酵组,其对ABTS+·清除作用的IC50值分别为(0.05±0.001)、(0.51±0.02)、(0.92±0.01)、(1.20±0.14)、(2.69±0.01)mg/mL。
5 固体发酵前后蕨菜醇提物对LPS诱导RAW264.7细胞释放NO的影响
在0.05~0.2 mg/mL质量浓度条件下,固体发酵前后蕨菜醇提物对RAW264.7细胞活性无显着影响,且无剂量效应。当质量浓度达到0.2 mg/mL时,未发酵组及木蹄层孔菌、灵芝和裂褶菌固体发酵后蕨菜醇提物的细胞存活率分别为103.94%、103.48%、106.84%、102.92%,与对照组相比,无统计学差异(P>0.05)。以上说明,固体发酵前后蕨菜醇提物在0.2 mg/mL质量浓度内,对RAW264.7细胞无明显毒性作用,可用于后续实验的研究。
未诱导对照组的RAW264.7细胞上清液中只含有少量的NO,给予LPS诱导后,细胞上清液中NO含量较未诱导对照组显着提高(P<0.05),表明体外RAW264.7细胞炎症模型建立成功。固体发酵前后蕨菜醇提物对LPS诱导RAW264.7细胞NO的含量均有明显的抑制作用,且随着样品浓度增加,细胞模型中NO的含量逐渐减少,与LPS组比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。
6 发酵前后蕨菜醇提物的总酚、总黄酮含量与体外抗氧化、抗炎症活性的相关性分析
发酵前后蕨菜醇提物的总酚含量与ABTS+·清除能力具有较好的相关性,其次为DPPH自由基清除能力,与体外抗炎症作用无显着相关性,其中总酚含量与ABTS+·、DPPH自由基清除能力的相关系数分别为0.980、0.955。相关性分析显示,发酵前后蕨菜醇提物的总黄酮含量与ABTS+·、DPPH自由基清除能力无显着相关性,但与体外抗炎症作用呈显着正相关,相关性系数为0.954。
结 论
本研究结果表明,经过木蹄层孔菌、灵芝和裂褶菌3 种功能真菌的固体发酵,蕨菜醇提物的总酚含量、总黄酮含量以及体外抗氧化、抗炎症作用均受到显着的影响。发酵后蕨菜醇提物的总酚含量较发酵前明显下降,总黄酮含量显着增加,抗氧化能力降低,抗炎症作用得到有效提高。发酵前后蕨菜醇提物的总酚含量与其抗氧化能力有较好的相关性,总黄酮含量与抗炎症作用呈显着正相关。发酵前后蕨菜的总酚、总黄酮物质种类繁多,需进一步分离纯化,以筛选出更加明确有效的抗氧化和抗炎症活性成分。本研究结果为进一步开发和利用蕨菜资源提供科学理论依据。