红树莓果汁降酸发酵过程中活性成分的变化

红树莓属蔷薇科（Rosaceae）悬钩子属（Rubus L.）植物，果实中含有丰富的类黄酮、酚酸、丹宁等酚类化合物，具有抗氧化、抗炎、降血脂、降血糖等多种功效。树莓酮是红树莓的特征性香气成分，能够提供甜果香并具有一定预防肥胖和降血脂作用。这些成分是影响红树莓功能和营养特性的重要因素。红树莓适合进行多类型的食品开发利用，然而高柠檬酸含量影响了其口感风味，限制了相关产品的开发。

东北林业大学林学院的陈思睿、唐 莹、王金玲*等人探讨利用陆生伊萨酵母（Issatchenkia terricola）WJL-G4菌株降酸过程对红树莓果汁中活性成分的影响，测定发酵过程中活性成分的变化，采用相关性分析和主成分分析（PCA）法分析发酵过程与活性成分之间的关系，以期为阐明该降酸菌的发酵特征及其在高酸果汁降酸的应用提供理论支持。

1、降酸菌对红树莓果汁活性成分的影响

由图1A可知，处理组和对照组总酚含量在发酵0～2 d显著降低（P＜0.05），在第3天时二者相差不大；4～7 d处理组含量略高于对照组。发酵8 d，处理组总酚质量浓度为0.95 mg/mL，对照组为1.04 mg/mL，分别为初始质量浓度的71.87%和78.38%。由图1B可知，处理组总黄酮含量先减少后上升，第7天与第0天相比总黄酮含量显著升高（P＜0.05），对照组发酵过程没有显著变化（P＞0.05）。发酵8 d，处理组总黄酮质量浓度为0.77 mg/mL，对照组为0.67 mg/mL，分别为初始质量浓度的111.32%和97.04%，处理组与对照组相比含量升高。由图1C可知，处理组和对照组花色苷含量均呈逐渐下降趋势，5 d后含量均无显著变化（P＞0.05）。发酵8 d，处理组质量浓度为21.92 mg/L，对照组为22.54 mg/L，分别为初始质量浓度的72.51%和74.59%。处理组与对照组对比可知，含量下降程度相似，因此认为降酸发酵对花色苷影响小，主要是环境因素导致花色苷损失。

2、HPLC分析

标准品和0 d红树莓果汁的HPLC如图2所示。在45 min内，各种活性成分能得到较好分离，从红树莓果汁中共检测出18 种活性成分，通过色谱峰与标准品保留时间的对照，确定图2中的1～18峰分别为熊果苷、没食子酸、隐绿原酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、新绿原酸、咖啡酸、表儿茶素、丁香酸、对香豆酸、树莓酮、芥子酸、金丝桃苷、芦丁、鞣花酸、槲皮素、木犀草素和黄芩素。可以分类为10 种酚酸（峰2、3、4、5、6、7、9、10、12、15）、7 种类黄酮（峰1、8、13、14、16、17、18）和芳香类化合物树莓酮（峰11）。

结果可知，在红树莓果汁降酸发酵过程中，活性成分呈现几种不同的变化趋势，且与总酚和总黄酮含量变化相似。其中熊果苷、没食子酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、新绿原酸、咖啡酸、表儿茶素、丁香酸和鞣花酸含量显著降低（P＜0.05）；隐绿原酸、对香豆酸、树莓酮、芦丁和槲皮素含量显著升高（P＜0.05）；芥子酸含量先升高后降低；金丝桃苷、木犀草素、黄芩素无显著性变化（P＞0.05）。作为对照的果汁在静置过程中，熊果苷、没食子酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、新绿原酸、咖啡酸、丁香酸和鞣花酸的含量显著降低（P＜0.05）；对香豆酸、芦丁和槲皮素含量显著升高（P＜0.05）；芥子酸含量先降低再升高后稳定，树莓酮含量略微下降后保持在相对稳定水平；隐绿原酸、表儿茶素和金丝桃苷含量变化无显著性（P＞0.05）；木犀草素和黄芩素含量呈波动变化且无显著性差异（P＞0.05），未检出槲皮素。

第8天处理组和对照组中，显著下降（P＜0.05）的成分含量保留率分别为：熊果苷为95.12%和90.00%、没食子酸为87.63%和84.83%、对羟基苯甲酸为67.15%和76.57%、绿原酸为86.60%和89.44%、新绿原酸为88.56%和69.81%、咖啡酸为80.61%和67.34%、丁香酸为83.16%和89.12%、鞣花酸为94.08%和97.20%，说明环境因素是导致这些成分下降的主要原因。对羟基苯甲酸、绿原酸、丁香酸和鞣花酸保留率比对照略低，说明这些成分也受到降酸发酵的影响。原因可能是总酸含量的下降会对酚类化合物的稳定性造成影响，导致部分酚类化合物含量降低，其次可能是因酵母生长代谢被消耗或转化为其他化合物。

3、降酸发酵中红树莓果汁活性成分的PCA

适用性分析

除金丝桃苷外，其他酚酸物质、类黄酮物质和树莓酮的含量之间存在普遍显著正相关或负相关关系，多数成分之间的相关系数绝对值大于0.5，表明活性成分含量之间有较强相关性，可以通过PCA方法研究红树莓果汁中活性成分与降酸发酵的关系。

PCA

提取出的3 个PC的累计方差贡献率为93.098%＞80%，即可解释原变量93.098%的信息且基本反映了所有原变量的信息。以这3 个PC作为数据分析的有效成分，生成的PC载荷矩阵，其绝对值越大，对该PC影响越主要。PC1的特征值为13.749，贡献率为76.382%，代表了全部信息的76.382%，主要反映了熊果苷、没食子酸、隐绿原酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、新绿原酸、咖啡酸、表儿茶素、丁香酸、对香豆酸、树莓酮、芥子酸、芦丁、鞣花酸、槲皮素的含量，PC1与熊果苷、没食子酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、新绿原酸、咖啡酸、表儿茶素、丁香酸、芥子酸和鞣花酸高度正相关，与隐绿原酸、对香豆酸、树莓酮、芦丁和槲皮素高度负相关，对PC1贡献最大的为对羟基苯甲酸和表儿茶素，载荷量分别为0.988和0.980，对PC1贡献最小的是树莓酮，载荷量为-0.973；PC2的特征值为1.715，贡献率为9.528%，主要代表金丝桃苷和木犀草素的含量；PC3特征值为1.294，贡献率为7.188%。

结 论

对红树莓果汁中18 种活性成分进行PCA，提取的3 个PC反映原变量93.098%的信息，通过PC1和PC2的载荷分布图和得分图得出，随着发酵进行，PC1（76.382%）得分逐渐下降，总体得分也呈逐渐下降趋势，降酸发酵1～4 d分布于PC1的正向区间，得分较高。说明随着菌株发酵时间越长，红树莓果汁活性成分的变化也越大，可以选择在1～4 d范围内结束降酸，保证活性成分含量的较高水平。通过PCA能为降酸发酵前后果汁中活性成分含量变化提供一定参考依据，在后续研究中可以加入感官评价和香气物质等指标更全面地描述降酸发酵对果汁品质的影响，上述问题将在后续研究中继续探讨。

本文《红树莓果汁降酸发酵过程中活性成分的变化》来源于《食品科学》2021年42卷10期241-248页，作者：陈思睿，唐莹，董丹，蒋莹，何红英，王金玲。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200304-065。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

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