第3期（总第523期）
2021年3月
农产品加工
Farm Products Processing
No.3Mar.
文章编号：1671-9646(2021) 03a-0077-04
张春月，*
*刘珊娜收稿日期：2020-09-04
基金项目：天津农学院国家级大学生创新训练计划项目（201910061022）。作者简介：张春月（1998—），女，在读本科，研究方向为生物工程。
*通讯作者：刘珊娜（1984—），女，博士，副教授，研究方向为食品生物技术。
(天津农学院食品科学与生物工程学院，天津300392)
摘要：近年来，食用酵素因其营养及保健功能获得消费者的认可及研究者的关注。对现阶段食用酵素的种类和功能
进行归纳，总结目前微生物资源多样性的研究结果及研究方法，同时对未来的研究方向进行展望，为开发相关功能 的酵素产品提供参考。
关键词：酵素；微生物资源；研究方法；功能特性
中图分类号：TS201.3 文献标志码：A doi ： 10.16693/jki.1671 -9646(X ).2021.03.022
Research Progress on Food Fermented Enzymes and Microbial Resource
ZHANG Chunyue, *L IU Shanna
(College of Food Science and Bioengineering ， Tianjin Agricultural University ， Tianjin 300392， China)
Abstract ： Recently ， the food fermented enzymes were recognized by the consumers and attracted researchers' attention due to
their nutritional and health care function. This article summarized the classification and function of food fermented enzymes at present stage ， and the research results and methods in microbial resource diversity. At the same time, the prospect in the fu
ture research field was put forward in order to provide reference for the development of relevant functional enzyme products. Key words : fermented enzymes ； microbial resource ； research methods ； functional characteristics
0引言
食用酵素是指以一种或多种新鲜蔬菜、水果、 菌菇、药食同源中草药等为原料，经多种有益菌发 酵而成的功能性产品，含有丰富的酶、维生素、矿 物质等营养成分叫自然发酵的酵素食品中微生物 资源多样，对人体健康有着多种益处。酵素不仅含 有丰富的次生代谢产物，而且保留了水果蔬菜等原 料本身具有的营养成分及发酵带来的功能成分，具 有美白护肤、分解消化、抗癌解毒、调节免疫等多 种保健功能叫 与消费者对食品口感、泽等方面 的要求有所差异，酵素产品更强调功能性。但在发 酵过程中，产品品质难以控制，易受到环境微生 物、发酵体系和杂菌污染等因素的影响叫 对食用 酵素中的微生物资源进行深入研究，有利于获得酵 素食品中蕴含的微生物菌种、阐明酵素品质的形成 机理、进一步改进食用酵素的生产工艺。随着现代 发酵技术的发展，将已知优良菌种和发酵技术应用 于酵素产品的生产中，成为酵素行业未来发展的研 究方向之一。 1食用酵素种类
1.1水果类
水果中富含多种维生素、膳食纤维、有机酸及 其他营养物质，可以补充人体所需的微量元素，具 有调理肠胃的功效。我国水果资源丰富，但由于保 存期有限，即使市场需求量大，仍然会造成资源浪 费。酵素等食用发酵型产品提高了水果的利用率， 而且发酵后还可发挥保健功能。目前，用于食用酵 素发酵的水果种类很多，研究证实了水果酵素中的 酶活力并据此优化生产工艺。例如，郭伟峰等人网以
桑葚为原料，SOD 酶活力为指标，利用单因素试验 及正交试验优化桑葚酵素饮料的发酵工艺。郭乐［5］通 过建立肠道菌失调小鼠模型，证实自制苹果酵素 对肠道菌失调小鼠肠道微生态有恢复重建的作用。 蒋增良等人问研究了葡萄酵素在天然发酵过程中体外 抗氧化能力的变化，为阐明酵素产品的保健功能机 理和综合性开发提供基础和依据。
1.2蔬菜类
蔬菜原料简单易得，也可用于制作食用酵素，
・78・农产品加工2021年第3期如胡萝卜、白萝卜、辣椒等，而更多蔬菜品种也在
进行研究和应用。例如，韦仕静等人［7］以西兰花为原
料考查了酵素发酵过程中生化指标变化并证实其具
有较好的抗氧化活性。冯彦君等人冈以大麦幼苗为原
具有较好的抗氧化功能。张艳明等人囱还研制了牛蒡
山药复合酵素的发酵工艺，拓展了蔬菜类酵素食品
的开发领域。
1.3谷类
作为酵素发酵原料的谷类包括糯米、糙米、燕
麦等。唐思煜等人［10测定了燕麦酵素发酵过程中还原
糖、pH值、酒精含量、可溶性蛋白、多酚等含量，
证实蔗糖添加更有利于营养成分的析岀和活性物质
的富集。吕美等人问开展糙米酵素发酵工艺优化研
究，以糙米、米糠为主要原料，以还原型谷胱甘肽
为指标，配入适量玉米胚油、蜂蜜，得到最优发酵
条件，糙米酵素中谷胱甘肽的含量可达2.62mg/go
1.4其他类
钢丝铠装电缆除上述几类之外，可用于生产食用酵素的菌菇
类品种有香菇、金针菇、茶树菇、蟹味菇、白玉菇、
杏鲍菇等。中草药或药食两用草本类，如石斛花、
人参等，也可作为酵素自然发酵的原材料，不仅具
有药用价值也兼有保健功能。例如，李凡等人问以白
首乌为原料，采用复合发酵制备酵素并对发酵工艺
进行了优化。
食用酵素原料见表1。
表1食用酵素原料
酵素种类原料来源
水果类木瓜、芒果、桂圆、火龙果、红枣、冬枣、金丝小枣、苹果、葡萄、橘子、香蕉、苹果梨、沙果、诺丽果、蓝莓、草莓、柠檬、蜜桃、猕猴桃、桑葚、无花果、海棠果、三叶木通果、余甘子、沙棘果、山楂、黑加仑、蓝靛果、椰子、刺梨
蔬菜类胡萝卜、白萝卜、辣椒、卷心菜、旱芹、黄瓜、菠菜、西红柿、西兰花、白菜、生菜、生姜、山药
谷类糯米、糙米、燕麦
菌菇类香菇、金针菇、茶树菇、蟹味菇、白玉菇、杏鲍菇、大球盖菇
中草药/药食两用
草本类人参、白首乌、枸杞、莲蓬、玫瑰、
叶、陈皮
百合、竹
2功能特性
2.1生物酶活性
食用酵素中含有的蛋白酶能够催化蛋白质水解，促进机体的消化吸收；脂肪酶能够水解油脂中的脂肪酸和甘油相连接的酯键，分解油脂［13］；超氧化物歧化酶（SOD）能够清除对生物体有害的超氧阴离子自由基（O厂），维持生物体内活性氧（ROS）的动态平衡，是细胞抗氧化系统中的关键酶网。
2.2抗氧化性
酵素加工过程中可形成SOD、谷胱甘肽等抗氧化活性成分［15-161，使其抗氧化能力得到进一步的提高。贾丽丽等人呵以冬枣加工副产物枣泥为原料进行发酵，发现酵母菌和乳酸菌均能够产生SOD，提高冬枣酵素的抗氧化活性。
2.3抑菌性
张玉梅等人何研究表明，红茶菌酵素在酸性条件下对金黄葡萄球菌和大肠杆菌的生长有明显的抑制，红茶菌酵素的蛋白提取液同样具有抑制作用。吕爱军等人研究也表明，红茶菌酵素液对金黄葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽抱杆菌的生长具有抑制作用，且抑菌作用与红茶菌菌液用量有关。
2.4提高免疫能力
酵素具有调节免疫的功能，研究表明酵素能显著增强NK细胞杀伤活性、机体非特异性免疫功能和体液免疫功能㈣。例如，李波清等人㈣研究了红茶菌酵素对小鼠免疫功能的调节作用，发现红茶菌酵素能增强巨噬细胞吞噬功能和NK细胞的杀伤活性。2.5其他功能
在医药领域方面，苹果酵素能够降低:n型糖尿病小鼠的血糖、调节脂代谢、降低胆固醇等，对H 型糖尿病小鼠具有一定的作用［22］；海棠果酵素在降解胆固醇方面具有潜在应用前景㈣。食用酵素还可降低血清中天冬氨酸氨基转移酶、丙氨酸氨基转移酶等活性，提高肝脏中乙醇脱氢酶、乙醛脱氢酶、还原性谷胱甘肽水平，预防和修复酒精对小鼠肝脏的损伤闪25］。此外，酵素具有美白养颜、调节人体肠道菌、促进营养吸收等功效㈣。
3食用酵素中的微生物资源
酵素食品中微生物种类繁多，其优势微生物主要集中在酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等，这些微生物之间此消彼长，对产品风味和活性物质产生起到重要作用［27］。通过研究，明确食用酵素中蕴含的微生物资源、筛选得到具有潜在生产价值的菌种，对后续开发功能性酵素产品及进一步实现工业化生产具有重要意义。
食用酵素中分离获得的微生物见表2。
3.1酵母菌
酵母菌是一种单细胞真菌，属于兼性厌氧菌，可用于酿酒、调味品生产、烘焙等。当氧气充足时，酵母菌可将糖类分解成水和二氧化碳；当环境中缺乏氧气时，酵母菌会利用葡萄糖合成乙醇和二氧化碳。王珍珍等人倒从树莓酵素中分离岀了鲁氏接合酵母并证实其为树莓酵素中的优势酵母，具有耐高糖、耐pH值等特性。魏东东等人㈣通过对自制红树莓发
2021年第3期张春月，等：食用酵素及其微生物资源的研究进展・7・
表2食用酵素中分离获得的微生物食用酵素种类分离获得的微生物树莓酵素閒鲁氏接合酵母
红树莓酵素［29］库德毕赤酵母、盔形毕赤酵母、酿酒酵母和植物
乳杆菌
木瓜酵素网植物乳杆菌、假肠膜明串珠菌、类肠膜魏斯氏菌、
丙酸菌、酿酒酵母、假丝酵母、毕赤酵母、棒抱
酵母
葡萄酵素［31-32］季也蒙毕赤酵母、德巴列汉逊酵母、浅白隐球酵
母、假丝酵母、鲁氏酵母
火龙果酵素［32-33］戴尔有抱圆酵母、鲁氏酵母、酿酒酵母、假丝酵母梨子酵素［33］戴尔有抱圆酵母、醋酸杆菌
红茶菌酵素巴斯德酵母、粟酒裂殖酵母、醋化醋杆菌木质亚
种、甲醇酸单胞菌、乳杆菌属
青梅酵素［32］鲁氏酵母
酵饮料进行稀释涂布和划线分离鉴定到优势菌株库德毕赤酵母、盔形毕赤酵母、酿酒酵母，为红树莓酵素发酵剂的制备提供了参考和理论基础。杜丽平等人［30研究了木瓜酵素在自然发酵过程中主要存
在的酵母有酿酒酵母、假丝酵母、毕赤酵母、棒抱酵母等。凌空等人㈣从6个月果蔬酵素中分离岀2株毛榛毕赤酵母和2株嗜酒假丝酵母，从12个月和18个月果蔬酵素中也分离岀了毛榛毕赤酵母。因此，不同原料和发酵周期的酵素产品中酵母资源有所异同。
3.2醋酸菌
醋酸菌属于醋酸单胞菌属，是一种好氧型微生物，与酵母菌共生在一起培养有促进生长的作用。对红茶菌酵素发酵过程的研究表明，酵母菌和细菌先把蔗糖分解成果糖和葡萄糖，酵母菌再优先利用果糖代谢产生乙醇，同时醋酸菌把葡萄糖转化为葡萄糖酸，将乙醇转化为醋酸的。曹艳花等人何曾在诺尼果原浆中分离获得可可豆醋杆菌CICC10883菌株。卢梦瑶等人倒从多种酵素中分离岀1株高产醋酸的庇侬醋酸杆菌并模拟进行了酵素中的产酸特性研究，证实适合果蔬酵素的酿造。
3.3乳酸菌
乳酸菌(Lactic acid bacteria，LAB)是指能发酵碳水化合物产生乳酸并在自然界中广泛分布的一类革兰氏阳性、无芽抱细菌的通称，作为存在于人体内的益生菌，利用乳酸菌进行食品发酵的历史悠久，包括酸奶、奶酪、泡菜等在内的多种乳酸菌发酵食品被广泛食用［3i］。乳酸发酵使体系的pH值降低，带来特殊风味的同时还能抑制一些不耐酸微生物的生长繁殖跑。酵素中分离获得的乳酸菌包括植物乳杆菌pm，汽干酪乳杆菌㈣、假肠膜明串珠菌㈣、类肠膜魏斯氏菌［30］等。
4酵素中微生物的研究方法
4.1传统培养濮
无石棉刹车片传统培养方法是研究食品体系中微生物最常见的研究方法，包括平板划线分离法和稀释涂布平板法，通过多次分离培养获得纯菌株用于鉴定及后续功能特征研究。利用这种方法，发酵食品中多种优良菌株被分离获得，甚至应用于食品工业中。目前，该方法也是酵素微生物资源研究报道中的常用方法，已应用于多种果蔬酵素中纯种微生物菌株的分离获得及其发酵性能研究。然而这种方法工作量较大，获得的菌种资源及微生物信息十分有限，无法全面反映岀发酵体系的真实情况，不适于发酵机理及代谢特征的分析。
4.2歼生物学方法
聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)是根据DNA在不同浓度的变性剂中解链行为的不同而导致电泳迁移率发生变化，从而将片段大小相同而碱基组成不同的DNA片段分开，是一种研究微生物落结构及动态变化的有效手段。通过利用该技术，能够分析岀木瓜酵素自然发酵过程中多种可培养及不可培养微生物的存在，同时确定不同发酵阶段的优势菌，为该类酵素产品的人工接菌发酵提供了理论基础倒。例如，杨芳阿利用PCR-DGGE技术分析了自制酵素中微生物落的特点，发现经过10个月发酵的不同来源酵素样品细菌落相似性大于60%，落结构稳定；其中，乳杆菌属、醋杆菌属
和拟杆菌属为优势属。该技术能够实时监测样品中微生物菌结构的变化，为改进原料配方、优化发酵工艺提供了高效、可靠的研究手段。
4.3高通量测序技术
随着分子生物学技术的不断发展，高通量测序技术逐渐成为研究微生物多样性及其落结构的一种有效、便捷技术手段〔I。一般采用的是非培养的方法，可获得微生物落中的全部微生物定性及相对定量的遗传信息，在传统发酵食品中的研究日趋广泛阙。例如，邸鹏月等人旳采用宏基因组技术发现桑葚酵素不同发酵时期的样品中细菌生物多样性大于真菌生物多样性，主要的优势菌为乳杆菌属和酵母属。高庆超等人［48采用高通量测序技术分析黑果枸杞酵素微生物的落，发现发酵60d后的主要细菌为乳杆菌属，主要真菌为酵母属。赵菲等人跑采用高通量测序技术分析鱼腥草酵素对昆明雄性小鼠肠道菌的影响，结果表明鱼腥草酵素对小鼠的肠道菌具有调节作用。目前，这种方法在研究酵素发酵过程微生物多样性的报道仍不多。
5结语
作为新型功能性食品，食用酵素产品在保健品市场的发展前景广阔址51］。随着人们对营养、风味等的追求，酵素也从水果、蔬菜类扩展到谷物类酵素、中药保健酵素、食用菌酵素、多种原料复配酵素等。
・80・农产品加工2021年第3期蒸汽泵零件
目前，我国在酵素工艺的研究上虽然有了明显提升，但是酵素中微生物的分布及发酵机理研究仍不深入，酵素用发酵剂资源仍需大力开发。特别是基于酵素生产中微生物菌种及代谢产物安全性的研究还不充分，现代发酵工程技术替代传统发酵工艺将成为发展趋势。
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《农产品加工》稿约
（农产品加工》以从事农产品加工的科研人员、高等院校教师、在读博士生和硕士生为主要读者和作者。现向行业内的有识之士征集以下稿件：
试验研究对农产品精深加工科研项目、试验研究的论述。
工艺探讨探讨各种新型农产品的生产工艺。
分析测试分析农产品在生产、保鲜、贮运过程中各种因素所产生的变化和对其食品安全性的影响。
专题综述对我国农产品（包括粮食、油料、果蔬、肉蛋奶、水产等）加工业及生产设备的现状、展望、发展趋势和发展战略的论述。
加工装备农产品深加工和综合利用新技术、新装备及包装设备的研究和应用技术。
推广应用适用的农产品加工新技术在推广普及中的探索与经验介绍。
加工教研研究新的教学体制，优化专业课程的教学，采用多种形式、多种方案，培养现代化实用型人才的理论和经验。
欢迎从事农产品加工、食品加工及相关学科的科研、教学和推广应用人员踊跃投稿。
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