打开文本图片集

摘  要：随着人们健康观念和养生保健意识的增强，创新型功能性食物越来越受到关注，其中发酵食品因其较高的营养价值和保健功能逐渐出现在大众的视野中。沙棘作为一种绿色健康水果，含有丰富的碳水化合物、维生素、矿物质、

多酚类、黄酮类等多种功能成分，是微生物发酵的优秀基质。采用益生菌发酵技术制备沙棘酵素，可以影响和改善沙棘的营养价值、感官品质、功能特性、贮藏特性等，具有极大的发展前景。该文介绍了沙棘酵素微生物发酵菌种及发酵工艺，阐述了酵素含有的营养成分和多种保健功能。

关键词： 沙棘酵素；功能特性；发酵技术；营养价值；微生物。

沙棘（拉丁学名：Hippophae rhamnoides Linn.），是一种胡颓子科、沙棘属落叶性灌木，其特性是耐旱、抗风沙，可以在盐碱化土地上生存，因此被广泛用于水土保持。在中国的北方和东北部，为了防止沙尘暴，沙棘被广泛的栽培。它富含丰富的维他命 C，被誉为维他命 C之王。沙棘是一种常见的植物及其果实。沙棘为胡颓子科的一类落叶乔木。经检测，沙棘果富含多种维生素、脂肪酸和微量元素；亚油素，沙棘黄酮，超氧化物以及多种人体必需的氨基酸。

沙棘果油主要成分为206种，主要成分为46种，主要成分为维生素E、维生素A、黄酮等，主要成分为维生素E、维生素A、黄酮等，对改善胃粘膜、提高肠道双歧杆菌的活性、降低血浆胆固醇、降低血管壁胆固醇的含量、预防高血脂、动脉硬化、血管硬化、创伤修复等功效。美容功效：沙棘油是一种非常好的美容产品，它富含维生素E、维生素A、黄酮和SOD活性物质，可以有效地阻止游离的产生，从而提高产品的纯度和活性。它的高温提取物，即果胶，是祛痘精华剂的重要成份，与常规技术提取的植物提取物相比，具有更加丰富的营养性和护肤品；富含多种维生素，脂肪酸，微量元素；含有VE等多种营养性元素，经高温提取后，其SOD的浓度为5623.0，比人参高6倍，能阻止由于皮肤中的过氧化而导致的游离基，导致皮肤提前衰老；对损伤的细胞进行修复，使其恢复正常。[1]

按照中国《酵素产品分类导则》，由中国微生物工业联合会颁布，将酶定义为以动物、植物、真菌为主要原料的酶。以微生物法为主要原材料，通过微生物发酵法生产出具有一定生物功能的产物[2]。酵母菌是一种发酵剂，它的功能性性质与其自身或所加入的微生物有关。通过微生物的发酵所生成的有效物质（酚类、醇类、有机酸等），具有抗氧化、抗癌、预防心血管疾病的作用；具有抗炎、增强免疫力、促进肠道健康的作用，因此被称为“活性材料”。

随着生活质量的改善和快速的生活节奏，健康饮食和疾病防治意识日益增强，新型的功能性发酵剂正日益受到消费者的欢迎。摘要利用微生物进行沙棘果实的微生物发酵，既可作为一种新型的食品保存方法，又可改善其营养成分及生物功能。而国内的沙棘酶在国内尚属起步，其生产与工业化尚不健全，尚存在许多问题。介绍了国内外人工培养的沙棘酶的选择、生产工艺、营养成份和功能性特点，为进一步的研究和开发利用提供依据。

1 发酵菌种

通过生物法培养，可以分为天然和人工培养两类。天然酵母是一种以天然物质为载体的传统的发酵法。但是由于天然微生物的生长过程比较漫长，且原料上的微生物种类和数量不能控制，导致产品的品质参差不齐，使其无法实现规模化的产业化。人工发酵是指用通过卫生部批准的可用于食品的或用于食品加工的菌种，通过人为的方式加入进行发酵，可以将其分成两种：一种是单菌种，另一种是多菌混合。通常有酵母菌、乳酸菌、乙酸菌等。通过对不同比例不同菌种进行复合培养，使其具有独特风味。

1.1 使用酵母菌发酵

酵母菌是一种兼容性的厌氧真菌，它可以在氧气和无氧气中高效地降解糖类物质。在氧气环境下，其细胞的增殖速率加快，其生成的物质是CO2和水分，在非氧状态下，是一种可以生产出乙醇和CO2的微生物。其中的大部分都是蛋白质，富含维生素B1、B2等，具有良好的营养状况，在人体中的大量增殖可以促进人体消化道内环境和微生物的结构，从而达到对病原体的抑制作用。张二豪等人[3]采用了从天然沙棘中提取酵母菌的生长特性、耐受性及发酵特性，并从酵母菌中筛选出优质酵母菌，并对发酵条件进行了优化。在该工艺下，其蛋白酶活性为29.76U/g，酵母菌数为55.93lg108CFU/ml。

1.2 使用乳酸菌发酵

乳酸菌是一类有复杂的营养需求且为严格发酵性、耐氧或严格厌氧、耐酸或嗜酸的不产生芽孢的革兰氏阳性细菌，大多生长在营养丰富且富含糖类的基质中。在健康人体肠道发现的乳酸菌都是益生菌，如嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）、保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）、干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）及鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）等，具有调节胃肠道健康、促进消化吸收、提高免疫力及抗癌抗肿瘤等功效，在食品发酵、工业乳酸发酵和医疗保健领域方面都有着广泛的应用。刘原野[4]等通过实验证实干酪乳杆菌在沙棘汁中的生长能力最强，但是其挥发性化合物含量显著低于（P＜0.05）未发酵沙棘汁，而且在感官评定中的气味指标评分也低于未发酵沙棘汁；植物乳杆菌不仅可以较好地改善沙棘汁的口感及风味，且发酵结束时的活菌数也＞8lgCFU/m L，最终选择植物乳杆菌作为发酵菌种。植物乳杆菌经过响应面试验优化得到的最佳发酵参数为：始发酵时PH值6.0、接种量 0.07%、发酵温度37℃、发酵时间 48小时。在此发酵参数条件下得到的活菌数为 8.71 lg CFU/m L，挥发性化合物含量为 88.529 μg/L。在 4 ℃条件下可以有效减缓乳酸菌的代谢活动，使得可滴定酸含量保持在可接受范围内，有效地保证乳酸菌发酵沙棘汁的品质。

1.3 多种混合菌发酵

多菌混合发酵常用的菌种有酵母菌、乳酸菌和醋杆菌等。醋酸菌属于醋酸单胞菌属，是一种好氧型微生物，与酵母菌共同培养有促进生长的作用。

王巨成[5]以吕梁的沙棘为原材料，以酵母、乳酸菌、根菌等为主要原料，经一次单因子实验，以酵母菌和乳酸菌为主要原料进行了沙棘酶的生产；用0.1%的酵母和0.1%的乳酸细菌进行了培养，在37°C进行了培养，16h后，培养出了3.5×106 CFU/mL的细菌，并对其进行了40 h的培养。葛朋烨等人制作的[6]沙棘汁，用两种菌种，二次发酵，将其发酵的全流程全部进行。研究了酵母和奶酪乳酸杆菌的最佳培养工艺。采用单一因子试验法，对酵母进行了初步的发酵剂培养。在此基础上，采用正交解方法对两个菌株进行了优化，得到了在起始 pH3.5、0.15%、30°C和16h的发酵期。按照发酵剂中的酒精母菌和干酪乳杆菌的先后顺序，确定了以发酵剂为主要原料的发酵剂，然后再进行干酪乳杆菌的第二次发酵。将30°C的pH值调整为3.5，添加15%的酵母，16h开始培养，然后将37 C的pH值保持恒定，再添加0.5%的干酪乳杆菌进行第二次培养24h。测定了发酵剂中的蛋白酶活力和干酪乳中的酶活分别为2525.4U/g和8.15 lg CFU/m L。试验证明，以混合发酵法生产的沙棘汁和饮料为最佳选择。

2 发酵工艺

沙棘酵素的生产工艺流程图，见图1.

如图1所示沙棘果是经过水洗沥水后的净果、榨汁出来的为含有果核、果皮的原果浆、添加是指加入菌种。

沙棘酵素的发酵制作属于食品深加工领域，虽然其生产工艺是比较简单的，可直接使用新鲜沙棘果进行发酵，也可使用蓝莓果渣（种子、果皮和果肉残渣等）进行食品工业副产物二次利用，同时还可添加其他有益原材料制备复合酵素，主要经过清洗、榨汁、研磨、过滤、灭菌、接种单一或多种有益生菌进行发酵，采用单因素正交设计或响应面法探究其最佳条件，最终制成沙棘酵素成品。这里复杂的是采用的发酵菌种是各有不同的，所以展现出来的口味也千差万别。另外与发酵时间、发酵温度及其接种量有关，发酵完成后沙棘酵素的品质评价也具有明显差异。通过文献，采用采用多菌种复合发酵、制作特殊口感的酵素制成固态成品已成为未来研究的主要方向。

3 沙棘酵素营养成分

其中含有蛋白质，维生素，糖类，矿物和其他各种营养和有效成份可以用作食物及补品，对损伤的细胞进行修补，提高身体的新陈代谢，对身体的健康有重要的影响。此外，在沙棘酶的培养中加入了鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌等多种益生菌对低pH值的培养有很强的抗性，并且能够保持良好的肠道菌落结构，提高机体的整体免疫力[10]。沙棘酵素是一种具有保健功能的新产品，其所含的营养物质一直是国内外学者关注的焦点。

3.1 生物酶

通过不同的微生物进行混合培养，可以得到丰富的酶，SOD酶、蛋白酶和脂酶是酶的重要作用酶。SOD酶是一类具有一定活性的生物活性的抗氧化酶，能够在一定程度上促进超氧阴离子体的自由基产生歧化作用。

3.2  黄酮类成分

沙棘在发酵后依然有数量相当可观的黄酮类化合物，大多数与糖结合成苷元及其苷类化合物。[7]利用硅胶柱和葡聚糖凝胶柱层析，从沙棘叶子中分离并鉴定出 4'，5，7-三羟基黄酮（芹菜素）和 3，4'，5，7-四羟基黄酮（ 山奈酚 ）。此外，沙棘叶中还含有 4 ，4'- 二羟基 -2- 甲氧基查耳酮，异鼠李素-7-O-鼠李糖-3-O-葡萄糖苷、异鼠李素、3'，4'，3，5，7-五羟基黄酮（槲皮素）。 分离出的山萘素-3-β-D-（6''-对羟基桂皮酰基） 葡萄糖苷为首次从该属植物中得到的化合物[8]。

3.3 有机酸以L-苹果酸为主

沙棘酵素发酵过程中总酸（32.493±0.64mg/mL）、总游离氨基酸（3.059±0.07mg/mL）含量总体均呈上升趋势。沙棘酵素中有机酸以L-苹果酸为主，含量为（11.262±0.23）mg/mL；游离氨基酸以谷氨酸为主，含量为（1.257±0.05）mg/mL。

4 功能特性

在发酵过程中经生物转化提升酚类物质的保有量，更好的促进生物利用度和抗氧化性，延长货架保质期，改善其营养价值和功能特性。研究表明，沙棘酵素中的益生菌和酚类化合物有利于肠道微生物群的代谢和生长，并抑制炎症细胞因子的产生，从而对慢性炎性病症，如肥胖[9]、糖尿病、神经退行性疾病和癌症等发挥保护作用。

4.1 抗氧化作用[10]

一般情况下，当机体在接触外界时都会在身体内产生自由基，如果身体内的自由基过量，就容易引起衰老，沙棘酵素成分可以清除自由基、调节抗氧化酶活性、减少氧化应激和增强免疫系统活性。

4.2 降血脂、降血糖作用

沙棘酵素里面含有了较多的微量元素以及黄酮成分，可以加快人体的新陈代谢，改善血液的循环，有助于降低血压和血脂。沙棘酵素其中具有氨基酸、维C等活性成分，可以抑制体内的胆固醇生成，迅速分解和清除体内的脂肪，达到降低胆固醇的作用。糖尿病是一种因体内胰岛素绝对或相对不足所导致的糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱综合征。研究表明，用益生菌发酵的沙棘酵素有降血脂、降血糖等功效。

4.3 改善肠道微生态环境 [11]

肠道对人体的免疫功能起着至关重要的作用，对人体的健康产生了积极的影响。正常的动物在消化道中含有一定的有益微生物，这些微生物可以保持机体的生态平衡和正常的新陈代谢，但是当它们受到饮食、生活、地理等条件的影响时，就会导致人体的微生态系统发生紊乱，细菌大量繁殖，最终导致疾病的发生。国外已有的实验结果显示，利用益生菌进行沙棘产品可以调节人体的微生物群，提高机体的免疫功能，保持机体的稳定。[13]增加乳杆菌、双歧杆菌、瘤胃球菌；通过提高阿克曼氏菌和产丁酸盐菌等有益菌的数量，提高丙酸、丁酸和乳酸的浓度，从而使肠内的微生物成分发生变化，从而提高肠机能。

5 结语与展望

随着对于沙棘保健功效的深入研究，市场开始大量的关于沙棘的新产品，但市面上普遍出现的是沙棘果汁、沙棘油、沙棘粉的初级产品。现在酵素对中国市场的需求变大，我们应该看到沙棘的深加工，相信随着对沙棘酵素降脂性能、抗氧化、改善人体菌群等功能的深入研究，沙棘酵素产品也将成为一种受市场欢迎的新型功能性饮品。

参 考 文 献

[1] 林茂 ．沙棘的饲料价值与栽培技术．《饲料研究》．1985年01期

[2] 中国生物发酵产业协会．T/CBFIA 08001—2016 酵素产品分类导则[S]．北京：中国标准出版社，2016．

[3] 张二豪， 何萍， 刘盼盼， 等. 西藏沙棘酵母菌的分离鉴定及其产香特性分析[J]. 食品科学， 2022， 43（20）： 207-215.

[4] 刘原野，单春会.沙棘汁乳酸菌发酵工艺优化及品质分许. 石河子大学。

[5] 王巨成. 微生物发酵制备沙棘果浆酵素的研究[S].山西林业科技，1007-726X（ 2020） 02-0009-04

[6] 葛朋烨，马荣山，江晓路等．沙棘酵素加工工艺研究．沈阳农业大学．

[7]金哲宁，方晟，沙如意，等. 沙棘酵素功能成分及其体外抗氧化性能研究[J].食品研究与开发，2020，41（17）：20-28

[8]姚沛琳，刘梦茹，杨澳.基于非靶向代谢组学的蓝莓酵素和沙棘酵素代谢产物特征比较.食品工业科技.2022，043（019）-160～166

[9]商曰玲，王清 ，祝晨，莫钐，余晓红.沙棘食用酵素与环保酵素的降脂性能分析.盐城工学院海洋与生物工程学院

[10]张浩然，范昊安等.沙棘酵素发酵过程中代谢产物及抗氧化活性研究.食品工业.2022，11

[11]牛广财， 张琪， 朱丹，等. 沙棘酵素自然发酵过程中真菌多样性及群落结构[J]. 中国食品学报， 2022， 22（7）：11.

[12]汤灿辉， 王梦禅， 刘少雄， 徐云， 邱沙英， & 姚如梦. （2021）. 沙棘酵素自然发酵过程中品质特征和细菌群落动态变化. 食品工业科技， 42（23）， 8.

[13]李航棋， 胡秋阳， 王文秀，等. 浆果酵素食品发酵工艺及功能特性研究进展[J]. 食品安全质量检测学报， 2022（013-012）.