王璐瑤，張篤芹 ，牛 猛，譚 斌

（1.華中農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，湖北武漢 430070；2.國家糧食與物資儲備局科學研究院，北京 100037）

藜麥（Chenopodium quinoaWilld.）是莧科藜屬雙子葉假谷物，籽粒結構由種皮、胚乳、胚組成，含量分別為8.2%、30.1%、58.8%（以全谷物的質(zhì)量比計）[1]。藜麥除富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、礦物質(zhì)、維生素等基本營養(yǎng)元素，還含有多種生物活性物質(zhì)，如酚類物質(zhì)、甜菜紅素、皂苷、植物甾醇、植物蛻化類固醇、甘氨酸甜菜堿等。藜麥的高營養(yǎng)價值、富含生物活性物質(zhì)、不含谷醇溶蛋白等特性，使得藜麥適合兒童、老人、乳糖不耐癥人群、易患骨質(zhì)疏松的女性，貧血、糖尿病、血脂異常、肥胖、乳糜腹瀉等高風險人群食用，被聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）評價為“唯一一種單體植物即可滿足人體基本營養(yǎng)需求的食物”。

藜麥全谷物中不溶性膳食纖維含量較高，對其食用品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。因此，為進一步提高藜麥的營養(yǎng)價值和加工品質(zhì)，國內(nèi)外常采用物理（包括碾磨、蒸煮、超微粉碎、焙烤、擠壓膨化等）和生物（發(fā)芽等）方式對藜麥進行加工。然而，由于藜麥的酚類物質(zhì)主要位于外層，部分處理方式使其外層結構損失明顯，導致酚類物質(zhì)含量及抗氧化活性下降。例如，當藜麥碾磨拋光度為30%時，其游離酚和結合酚含量分別下降了21.5%和32.5%[2]。擠壓膨化藜麥粉與未處理的相比，總酚和總黃酮含量分別下降了37.82%和60.35%，DPPH和ABTS+自由基清除能力也明顯下降[3]。相比于物理加工方式，藜麥發(fā)芽可使酚類物質(zhì)及其抗氧化活性增強，例如，藜麥發(fā)芽48 h后，總酚、總黃酮含量分別增加了63.2%和23.6%[4]。

固態(tài)發(fā)酵是目前用于提升谷物綜合品質(zhì)的關鍵生物加工技術之一[5-6]。國內(nèi)外已有利用酵母菌、米根霉、少孢根霉等菌種對小麥、糙米、青稞和蕎麥等進行固態(tài)發(fā)酵處理的研究，結果發(fā)現(xiàn)固態(tài)發(fā)酵可顯著提高這些谷物中酚類物質(zhì)含量及其抗氧化活性[6-9]。藜麥在使用少孢根霉固態(tài)發(fā)酵后，植酸含量降低了43%；使用雙胞蘑菇AS2796菌株對藜麥發(fā)酵時，蛋白質(zhì)的含量變?yōu)樵瓉淼?.34倍；使用動物型雙歧桿菌固態(tài)發(fā)酵時，酚酸類物質(zhì)的含量上升超過100%，抗高血壓和抗氧化活性顯著增強[10-12]。總體而言，使用不同菌種固態(tài)發(fā)酵對藜麥營養(yǎng)成分、酚類物質(zhì)含量及抗氧化活性影響的研究還較為缺乏。

因此，本研究利用植物乳桿菌、釀酒酵母、米根霉、米曲霉和好食脈胞菌單獨或混合對藜麥進行固態(tài)發(fā)酵處理，分析測定不同菌種固態(tài)發(fā)酵對藜麥基本營養(yǎng)成分、酚類物質(zhì)含量及其抗氧化活性的影響，獲得營養(yǎng)價值及抗氧化能力顯著提高的固態(tài)發(fā)酵加工藜麥，以期為藜麥產(chǎn)品的開發(fā)提供新的思路和方案。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藜麥全谷物籽粒 品種為灰藜麥一號，于2021年11月購自甘肅市場；好食脈孢菌Neurospora sitophila（CICC 40204）、植物乳桿菌Lactobacillus plantarum（CICC 22696）、釀酒酵母Saccharomyces cerevisiae（CICC 1223）、米根霉Rhizopus oryzae（CICC 40282）、米曲霉Aspergillus oryzae（CICC 41737）均來自中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心；馬鈴薯葡萄糖肉湯（PDB）、酵母浸出粉胨葡萄糖肉湯（YPD）培養(yǎng)基、月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯（MRS）培養(yǎng)基

北京奧博星生物技術有限責任公司；察氏肉湯干粉（CDB）培養(yǎng)基 北京酷來搏科技有限公司；硝酸鋁、水溶性維生素E（Trolox）、2,2-聯(lián)苯基-1-苦基肼基自由基（2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl radiacal，DPPH）、蘆丁（Rutin，RU）、沒食子酸（Gallic acid，GA） 上海麥克林生化科技有限公司；福林酚 北京博奧拓達科技有限公司；所有試劑 均為分析純。

DH 420電熱恒溫培養(yǎng)箱 北京科偉永興儀器有限公司；電子分析天平、UV5Bio紫外可見光分光光度計 瑞士梅特勒托利多公司；Synergy H1MF多功能酶標儀 美國博騰儀器有限公司；FOSS 2050脂肪測定儀、FOSS 1023膳食纖維測定儀 丹麥福斯分析儀器公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 固態(tài)發(fā)酵

1.2.1.1 原料預處理 挑選顆粒飽滿的藜麥并清洗烘干，121 ℃高壓滅菌20 min后冷卻至室溫備用。

1.2.1.2 菌種活化 參考鄭子懿等[13]的方法稍作改動，將植物乳桿菌、釀酒酵母、米根霉、米曲霉和好食脈胞菌活性粉分別接種至液態(tài)培養(yǎng)基中30 ℃環(huán)境下進行活化，培養(yǎng)傳代并傳代后在3000×g下離心10 min，沉淀用生理鹽水清洗2次后懸浮于50 mL無菌蒸餾水中備用。

取1 mL菌的懸浮液利用生理鹽水對該混合溶液進行稀釋并計數(shù)，為保證釀酒酵母和植物乳桿菌接種濃度的一致性，植物乳桿菌和釀酒酵母懸浮液最終稀釋至107CFU/mL，米曲霉、米根霉和好食脈孢菌的孢子懸浮液為107孢子/mL。

1.2.1.3 接種與發(fā)酵 對照組和實驗組分別進行如表1處理。

表1 接種比例實驗設計Table 1 Experiment design of inoculation proportion

根據(jù)預實驗結果，發(fā)酵時間小于30 h時，各種營養(yǎng)成分變化不明顯，而當樣品發(fā)酵時間超過48 h時，會產(chǎn)生異味。因此，樣品分別在無菌發(fā)酵袋中30 ℃靜態(tài)培養(yǎng)30和48 h后高壓滅菌。對發(fā)酵后樣品進行真空冷凍干燥，粉碎后過60目篩，得到固態(tài)發(fā)酵藜麥凍干粉備用。

1.2.2 基本營養(yǎng)成分測定 水分參照國家標準GB 5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》。脂肪參照國家標準GB 5009.6-2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》?；曳謪⒄諊覙藴蔊B 5009.4-2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》。蛋白質(zhì)參照國家標準GB 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定》。淀粉參照AOAC標準996.11《AOAC Official Method 996.11 Starch（Total）in Cereal Products》。膳食纖維參照國家標準GB 5009.88-2014《食品安全國家標準食品中膳食纖維的測定》。

1.2.3 酚類物質(zhì)的提取及測定

1.2.3.1 游離態(tài)酚類物質(zhì)的提取 參考Wang等[14]的方法，準確稱取2.00 g樣品放入到50 mL的塑料離心試管中，加入40 mL甲醇，超聲提取30 min（溫度40 ℃，功率100%），離心（3500×g，離心10 min）取上清液，重復操作1次，合并上清液，40 ℃旋轉蒸干后甲醇定容至2 mL，得到樣品的游離酚粗提液。

1.2.3.2 結合態(tài)酚類物質(zhì)的提取 自由酚提取后的沉淀加入2 mol/L NaOH溶液室溫避光渦旋1 min，在氮氣保護下調(diào)pH至中性終止反應。3500×g離心10 min，重復操作3次，合并上清液。 45 ℃旋轉蒸干后甲醇定容至2 mL，得到樣品的結合酚粗提液[15-16]。

1.2.3.3 多酚含量測定 采用Folin-Ciocalteu法[17]測定試樣的酚含量，250 μL樣品稀釋液與250 μL福林酚試劑混合反應6 min，加入2.5 mL Na2CO3（7 g/100 mL）溶液和2 mL蒸餾水室溫下避光反應90 min，765 nm波長處測定吸光度。以沒食子酸為標樣制定標準曲線y=5.2915x+0.0194，R2=0.9961，根據(jù)式（1）計算樣品多酚含量，樣品多酚含量以100 g干基中所含沒食子酸的毫克數(shù)表示（簡寫為mg GAE/100 g DW）。

式中：A為反應液調(diào)零后在765 nm波長處的吸光度；m為提取時稱取的樣品質(zhì)量；w為樣品水分含量；D為樣品稀釋倍數(shù)；c為樣品中的沒食子酸濃度（mg GAE/100 g DW）。

1.2.3.4 黃酮含量測定 采用NaNO2-Al(NO3)3方法測定試樣的黃酮含量。取適量樣品粗提液加入200 μL NaNO2（5 g/100 mL）溶液混合均勻后避光反應6 min，加入200 μL Al(NO3)3（10 g/100 mL）溶液反應6 min，再加入2 mL的NaOH（4 g/100 mL）溶液和2.5 mL 蒸餾水混勻后室溫下避光反應15 min，510 nm波長處測定吸光度。以蘆丁為標樣制作標準曲線y=0.2308x+0.0016，R2=0.9993，根據(jù)式（2）計算樣品黃酮含量，結果以100 g干基中所含蘆丁當量的毫克數(shù)表示（簡寫為 mg RE/100 g DW）。

式中：A為反應液調(diào)零后在510 nm波長處的吸光度；m為提取時稱取的樣品質(zhì)量；w為樣品水分含量；D為樣品稀釋倍數(shù)；c為樣品中所含的蘆丁當量濃度（mg RE/100 g DW）。

1.2.4 抗氧化活性的測定

1.2.4.1 總抗氧化能力 按照南京建成生物工程研究所提供的總抗氧化能力檢測試劑盒的要求操作，于520 nm波長處測定吸光度，根據(jù)式（3）計算樣品的總抗氧化活性，結果以“單位/g DW”表示（在37 ℃時，每分鐘每單位體積或質(zhì)量樣品使反應體系的吸光度（OD）值每增加0.01時，為一個總抗氧化能力單位）。

式中：A測定為反應液在510 nm波長處的吸光度；A對照為對照液在510 nm波長處的吸光度；m為提取時稱取的樣品質(zhì)量；w為樣品水分含量；D為樣品稀釋倍數(shù)；V1為反應液總量；V2為取樣量。

1.2.4.2 DPPH自由基清除能力 參考Thaipong等[18]的方法稍作改動，將等份的樣品粗提稀釋液與0.1 mmol/L的DPPH甲醇溶液混勻后避光反應20 min，于517 nm波長處測定吸光度，以Trolox（水溶性維生素E）為標樣制作甲醇溶液標準曲線y=0.2308x+0.0016，R2=0.9997，根據(jù)式（4）計算樣品DPPH自由基清除能力，結果以100 g干基中所含Trolox的當量微摩爾數(shù)表示（μmol Trolox/100 g DW）。

式中：A為反應液調(diào)零后在517 nm波長處的吸光度；m為提取時稱取的樣品質(zhì)量；w為樣品水分含量；D為樣品稀釋倍數(shù)。

1.2.4.3 ABTS+自由基清除能力 將20 mL的ABTS（5 mmol/L）溶液中加入1 g MnO2，室溫避光反應30 min后形成ABTS＋·儲備液，測定前用pH7.4的磷酸緩沖溶液稀釋至734 nm波長處吸光度為0.70±0.02的ABTS＋·工作液。200 μL樣品稀釋液與3 mL ABTS＋·工作液混勻室溫下避光反應6 min后在734 nm波長處測定吸光度，根據(jù)式（5）計算樣品ABTS＋·清除能力，以Trolox作為標樣制作標準曲線y=0.7691x+0.0619，R2=0.9999，結果以100 g干基中所含Trolox的當量微摩爾數(shù)表示（μmol Trolox/100 g DW）[19]。

式中：A為反應液調(diào)零后在734 nm波長處的吸光度；m為提取時稱取的樣品質(zhì)量；w為樣品水分含量；D為樣品稀釋倍數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用Excel 2016，數(shù)據(jù)以“平均值±標準偏差”表示，平行n=3，使用SPSS 22.0對數(shù)據(jù)進行分析，采用Ducan's多重檢驗（P＜0.05）進行顯著性分析；使用Origin 2018進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 固體發(fā)酵對藜麥基本營養(yǎng)成分的影響

固態(tài)發(fā)酵處理對藜麥基本營養(yǎng)成分的影響見表2。藜麥中含有多種人體所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)，未發(fā)酵藜麥中水分、脂肪和淀粉含量分別為9.33%、5.04%和54.61%。經(jīng)過固態(tài)發(fā)酵處理后，藜麥樣品的淀粉含量都有所下降，其中米根霉發(fā)酵48 h的藜麥樣品中，淀粉含量為39.32%，下降最為明顯。淀粉含量的下降主要是因為，發(fā)酵前期，基質(zhì)中的營養(yǎng)物質(zhì)用于菌種的生長和繁殖，特別是用于合成細菌和真菌細胞壁[5,20]，此外，各個菌種在生長過程中能夠產(chǎn)生大量的淀粉酶和糖化酶，使得淀粉含量減少[21-22]。例如，酵母內(nèi)酶系豐富，含有蛋白酶、蔗糖酶、β-葡聚糖酶、淀粉酶、脂肪酶等，植物乳桿菌中含有大量與碳水化合物有關酶類，如淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、β-葡萄糖苷酶等。對于絲狀真菌，米根霉可產(chǎn)生大量的葡萄糖淀粉酶、液化酶等；米曲霉主要產(chǎn)出蛋白酶、淀粉酶、β-葡萄糖苷酶、纖維素酶等；好食脈胞菌生長迅速，可以產(chǎn)出纖維素酶和植酸酶，同時也含有蛋白酶、淀粉酶和果膠酶等[23-25]。

表2 不同菌種發(fā)酵對藜麥樣品基本營養(yǎng)組分的影響（%）Table 2 Effects of solid-state fermentation with different strains on the proximate composition of quinoa (%)

米曲霉發(fā)酵30 h和米根霉發(fā)酵48 h的藜麥中，脂肪含量分別為7.47%和6.95%，明顯高于其他樣品；釀酒酵母發(fā)酵48 h的樣品脂肪含量（4.41%）明顯低于其他樣品。藜麥的脂肪主要分布在藜麥胚乳中，外部包裹了外部果皮和種皮[26]，菌種發(fā)酵產(chǎn)生的淀粉酶、纖維酶等將外部包裹的種皮等分解，使內(nèi)部結合的脂肪酸釋放出來，從而使脂肪含量升高[27]。對于酵母而言，其生長和繁殖過程中可利用脂質(zhì)合成幾丁質(zhì)，造成游離脂肪含量的降低。

未發(fā)酵藜麥中不可溶和可溶性膳食纖維含量分別為2.32%和2.58%?？傮w而言，固態(tài)發(fā)酵使藜麥中不可溶性膳食纖維含量降低，可溶性膳食纖維含量升高。其中，好食脈孢菌發(fā)酵30 h（0.26%）和48 h（0.39%）的藜麥樣品中，不可溶性膳食纖維含量下降明顯；植物乳桿菌（4.30%）、米根霉（4.38%）、好食脈孢菌（4.00%）發(fā)酵30 h的藜麥樣品中，可溶性膳食纖維含量顯著高于其他組別（P＜0.05）。

微生物發(fā)酵產(chǎn)生大量的纖維素水解酶，可以切斷膳食纖維的糖苷鍵，分解不溶性膳食纖維而釋放出可溶性膳食纖維[28-29]。由研究結果可見，單菌發(fā)酵與混菌發(fā)酵相比，植物乳桿菌、米根霉和好食脈孢菌單菌發(fā)酵30 h后可溶性膳食纖維含量的增加更為明顯，這可能是因為單菌發(fā)酵過程中，不存在其他菌種的干擾作用，生長速度較快而產(chǎn)生的纖維素酶和木聚糖酶更多，更加利于可溶性膳食纖維的形成[28,30]；對于混菌發(fā)酵而言，發(fā)酵過程中不同作物菌株產(chǎn)生相互作用，一方面菌種間的競爭生長使酶類的分泌產(chǎn)量減少，另一方面，菌種代謝的關鍵酶（包括膳食纖維水解酶，如纖維素酶、半纖維素酶等），在酶活力上也存在著一定的相互作用（促進或抑制），從而導致膳食纖維含量變化各異[9,31]。

2.2 固體發(fā)酵對藜麥酚類物質(zhì)含量的影響

2.2.1 固態(tài)發(fā)酵對藜麥多酚含量的影響 固態(tài)發(fā)酵對多酚含量的影響見表3。未發(fā)酵藜麥中游離酚和結合酚粗提液中多酚含量分別為53.46 和21.33 mg GAE/100 g DW。游離酚粗提液中的多酚和黃酮分別簡稱為游離態(tài)多酚和游離態(tài)黃酮；結合酚粗提液中多酚和黃酮分別簡稱為結合態(tài)多酚和結合態(tài)黃酮。經(jīng)固態(tài)發(fā)酵處理以后，米根霉、植物乳桿菌/釀酒酵母/好食脈孢菌發(fā)酵48 h的藜麥中游離態(tài)多酚含量上升最為顯著，分別為92.06、85.08 mg GAE/100 g DW。雖然部分組別固態(tài)發(fā)酵藜麥中游離態(tài)多酚含量有所下降，但隨發(fā)酵時間由30 h延長至48 h，這些組別游離態(tài)多酚含量均顯著增加，該趨勢與Dordevic等的研究結果一致[32]。

表3 固態(tài)發(fā)酵對藜麥多酚含量的影響Table 3 Effects of solid-state fermentation on polyphenol content of quinoa

固態(tài)發(fā)酵處理后藜麥中結合態(tài)多酚含量明顯上升，其中，植物乳桿菌/釀酒酵母（61.97 mg GAE/100 g DW）、植物乳桿菌/釀酒酵母/米根霉（63.81 mg GAE/100 g DW）發(fā)酵30 h，以及好食脈孢菌（61.42 mg GAE/100 g DW）發(fā)酵48 h的藜麥樣品中結合態(tài)多酚含量較高。

2.2.2 固態(tài)發(fā)酵對藜麥黃酮含量的影響 固態(tài)發(fā)酵對藜麥黃酮含量的影響如表4。未發(fā)酵藜麥中，游離態(tài)和結合態(tài)黃酮的含量分別為362.71和336.42 mg RE/100 g DW。部分發(fā)酵30 h的黃酮含量下降，其中，植酸乳桿菌/釀酒酵母發(fā)酵30 h后游離態(tài)黃酮含量最低（337.00 mg RE /100 g DW），米根霉發(fā)酵30 h后結合態(tài)黃酮含量最低（322.46 mg RE/100 g DW）。隨發(fā)酵時間由30 h延長至48 h，游離態(tài)和結合態(tài)黃酮含量均顯著升高（P＜0.05），好食脈孢菌發(fā)酵48 h后游離態(tài)黃酮升高至624.65 mg RE/100 g DW，植酸乳桿菌/釀酒酵母發(fā)酵48 h后結合態(tài)黃酮升高至617.83 mg RE/100 g DW，分別變?yōu)槲窗l(fā)酵藜麥樣品的1.72和1.84倍。

表4 固態(tài)發(fā)酵對藜麥黃酮含量的影響Table 4 Effects of solid-state fermentation on flavonoids content in quinoa

谷物中的酚類物質(zhì)（多酚和黃酮）主要有兩種存在形態(tài)，一部分游離存在，另一部分與細胞壁成分（主要和阿拉伯木聚糖和木質(zhì)素的阿拉伯糖側鏈上的酯結合）連接而以結合態(tài)存在。有研究表明，游離態(tài)酚類物質(zhì)在攝入人體后，主要在人體上消化道（口腔至十二指腸）產(chǎn)生有益活性（如抗氧化活性等），而結合態(tài)酚類物質(zhì)因牢固的共價連接，在人體下消化道（十二指腸以下）分解產(chǎn)生效果，抑或無分解作用[33-34]。固態(tài)發(fā)酵48 h后藜麥中酚類物質(zhì)含量的升高，主要是因為微生物在發(fā)酵時產(chǎn)生多種酶類，使藜麥細胞壁發(fā)生降解，釋放出酚類物質(zhì)并使其含量增加。此外，固態(tài)發(fā)酵處理過程中，微生物的生長代謝可以切斷結合態(tài)時連接的酯鍵或醚鍵，使游離態(tài)酚含量增加[35-37]。

2.3 固體發(fā)酵對藜麥抗氧化性的影響

2.3.1 固態(tài)發(fā)酵對藜麥總抗氧化能力的影響 固態(tài)發(fā)酵對藜麥中酚類物質(zhì)總抗氧化能力的影響如圖1。對于未發(fā)酵的藜麥樣品，游離酚和結合酚粗提液的抗氧化能力分別為211.61和55.53單位/g DW，總抗氧化能力為267.14單位/g DW。固態(tài)發(fā)酵后，藜麥中游離酚粗提液的抗氧化能力下降，而結合酚類粗提液的總抗氧化能力明顯提高。其中植物乳桿菌/釀酒酵母/好食脈孢菌發(fā)酵48 h的藜麥樣品中游離酚粗提液的總抗氧化能力僅為103.71單位/g DW，下降最為明顯；植物乳桿菌/釀酒酵母發(fā)酵30 h和釀酒酵母、植物乳桿菌/釀酒酵母/好食脈孢菌發(fā)酵48 h的藜麥樣品中，結合酚粗提液的總抗氧化能力上升最為明顯，均超過了180單位/g DW。

圖1 固態(tài)發(fā)酵對藜麥酚類物質(zhì)粗提液的總抗氧化能力的影響Fig.1 Effects of solid-state fermentation on the total antioxidant capacity of the crude extract of quinoa phenolics

2.3.2 固態(tài)發(fā)酵對藜麥DPPH自由基清除能力的影響 固態(tài)發(fā)酵對藜麥中酚類物質(zhì)DPPH自由基清除能力的影響見圖2。未發(fā)酵的藜麥樣品中，游離酚和結合酚粗提液的DPPH自由基清除能力分別為23.10和2.10 μmol Trolox/100 g DW，總DPPH自由基清除能力為25.20 μmol Trolox/100 g DW。固態(tài)發(fā)酵后，游離酚粗提液的DPPH自由基清除能力變化不一，其中，米根霉發(fā)酵48 h后，其游離酚粗提液的DPPH自由基清除能力最大，為25.67 μmol Trolox/100 g。固態(tài)發(fā)酵后結合酚粗提液的DPPH自由基清除能力都顯著上升（P＜0.05）：發(fā)酵30 h后，植物乳桿菌/釀酒酵母（15.05 μmol Trolox/100 g DW）、植物乳桿菌/釀酒酵母/米曲霉（15.15 μmol Trolox/100 g DW）、植物乳桿菌/釀酒酵母/好食脈孢菌（13.05 μmol Trolox/100 g DW）接種的藜麥中，結合酚粗提液的DPPH自由基清除能力顯著增大（P＜0.05）；發(fā)酵48 h后，釀酒酵母（13.60 μmol Trolox/100 g DW）、好食脈胞菌（14.81 μmol Trolox/100 g DW）、植物乳桿菌/釀酒酵母/米根霉（13.39 μmol Trolox/100 g DW）、植物乳桿菌/釀酒酵母/好食脈孢菌（13.45 μmol Trolox/100 g DW）接種的藜麥中，結合酚粗提液的DPPH自由基清除能力最高?？傮w而言，植物乳桿菌/釀酒酵母/好食脈孢菌發(fā)酵48 h的藜麥樣品中，其酚類物質(zhì)總體的DPPH自由基清除能力最高，為36.23 μmol Trolox/100 g DW。

圖2 固態(tài)發(fā)酵對藜麥酚類物質(zhì)粗提液的DPPH自由基清除能力的影響Fig.2 Effects of solid-state fermentation on DPPH radical scavenging ability of the crude extract of quinoa phenolics

2.3.3 固態(tài)發(fā)酵對藜麥ABTS+自由基清除能力的影響 固態(tài)發(fā)酵對藜麥中酚類物質(zhì)的ABTS+自由基清除能力的影響見圖3。未發(fā)酵藜麥樣品中，游離酚和結合酚類粗提液的ABTS+自由基清除能力分別為12.34和11.86 μmol Trolox/100 g，總ABTS+自由基清除能力為124.20 μmol Trolox/100 g DW。固態(tài)發(fā)酵后，植物乳桿菌、米根霉發(fā)酵30 h的藜麥中，游離酚粗提液的ABTS+自由基清除能力最強，均超過25 μmol Trolox/100 g DW；植物乳桿菌、釀酒酵母發(fā)酵48 h和植物乳桿菌/釀酒酵母/好食脈胞菌發(fā)酵48 h的藜麥樣品中，結合酚類粗提液的ABTS+自由基清除能力最高，均超過130 μmol Trolox/100 g DW。

圖3 固態(tài)發(fā)酵對藜麥酚類物質(zhì)粗提液的ABTS+自由基清除能力的影響Fig.3 Effects of solid-state fermentation on ABTS+ free radical scavenging ability of the crude extract of quinoa phenolics

谷物的生物活性化合物，特別是酚類和多肽，能夠提供或接收電子來中和自由基，減少人體的患病幾率[38]。固態(tài)發(fā)酵處理后，藜麥酚類物質(zhì)粗提液中多酚和黃酮含量與抗氧化活性（總抗化能力、DPPH自由基清除能力和ABTS+自由基清除能力）的相關性分析結果如表5。游離酚粗提液的多酚和黃酮含量與各種抗氧化能力間相關性不顯著，而結合酚粗提液的多酚和黃酮含量與各種抗氧化能力間的相關性較為顯著，其中，結合酚粗提液的多酚含量與DPPH自由基清除能力的相關系數(shù)r=0.9623（P＜0.0001），相關性最高，多酚含量與總抗氧化能力相關性也較強（P＜0.05）；黃酮含量與總抗氧化能力和DPPH自由基清除能力之間的相關性也較為顯著（P＜0.05）。將游離酚和結合酚粗提液混合后，其中總多酚和總黃酮含量與DPPH自由基清除能力具有顯著的相關性（r=0.7320、0.6145，P＜0.05）。

表5 各抗氧化活性指標與酚類及黃酮類物質(zhì)的相關性分析Table 5 Correlation analysis between antioxidant activity indexes and phenols and flavonoids

不同抗氧化能力與酚類物質(zhì)含量之間的關系不完全表現(xiàn)出線性相關性的原因可能是，藜麥發(fā)酵過程中，除酚類物質(zhì)的變化外，微生物代謝釋放出的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物和其他具有抗氧化活性的非酚類化合物對各種抗氧化活性影響各不相同[36]。除豐富的酚類物質(zhì)外，藜麥中蛋白質(zhì)含量較高，且其富含多種氨基酸，例如，Rizzello等[38]通過研究發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌發(fā)酵24 h的藜麥中的抗氧化活性顯著升高，其主要歸因于發(fā)酵過程中，藜麥蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生多種多樣的短鏈多肽，使其自由基清除能力有不同程度的提高。

綜合三種抗氧化活性測定結果，采用多個菌種混合固態(tài)發(fā)酵時，藜麥的抗氧化活性比單菌發(fā)酵更高，這可能是因為多菌種混合發(fā)酵所產(chǎn)生的酶、有機酸等代謝產(chǎn)物種類更加豐富，使抗氧化活性的提高更加顯著。總體而言，所有固態(tài)發(fā)酵的藜麥樣品中，植酸乳桿菌/酵母菌/好食脈孢菌混合發(fā)酵48 h后，藜麥的抗氧化活性最高。

3 結論

本文利用植物乳桿菌、釀酒酵母、米根霉、米曲霉和好食脈胞菌對藜麥進行了30和48 h的單菌和混菌固態(tài)發(fā)酵，分析測定了不同菌種固態(tài)發(fā)酵對藜麥基本營養(yǎng)成分、酚類物質(zhì)組成及抗氧化活性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，固態(tài)發(fā)酵后，藜麥中淀粉、不可溶性膳食纖維含量明顯下降，而可溶性膳食纖維、游離態(tài)多酚、結合態(tài)多酚、游離態(tài)黃酮和結合態(tài)黃酮含量明顯升高；此外，固態(tài)發(fā)酵還顯著增強了藜麥中酚類物質(zhì)的總抗氧化能力、DPPH和ABTS+自由基清除能力（P＜0.05）。混菌發(fā)酵時，不同菌株相互作用會一定程度抑制酶活，使營養(yǎng)物質(zhì)的改善作用不如單菌發(fā)酵；但混合發(fā)酵所產(chǎn)生酶以及代謝產(chǎn)物的種類更加豐富，所以在改善抗氧化作用方面優(yōu)于單菌發(fā)酵。

盡管本文明確了固態(tài)發(fā)酵對藜麥營養(yǎng)成分、酚類物質(zhì)含量及抗氧化活性具有顯著的提升效果，其對藜麥其他品質(zhì)，包括生物活性、抗營養(yǎng)因子活性、物化特性和功能特性等的影響仍不明確。未來的研究將更加系統(tǒng)而全面地分析固態(tài)發(fā)酵對藜麥品質(zhì)的影響，通過更加科學的數(shù)據(jù)分析手段分析獲得可明顯改良藜麥品質(zhì)的固態(tài)發(fā)酵菌種及工藝條件，拓展生物發(fā)酵技術在藜麥食品加工中的應用范圍，為藜麥新產(chǎn)品的研發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。