陳來鳳，倪琳鈺，鄧成林，羅亞楠，李海燕，豐貴江，林秋葉

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南昆明 650201）

天麻（Gastrodia elata）是被子植物綱天麻屬蘭科草本植物干燥塊莖[1]，是我國傳統(tǒng)名貴中藥材，其性辛、溫、無毒，富含天麻素、香莢蘭素、多糖、氨基酸及微量元素[2]。天麻也是云貴川高原特有的藥食同源中藥材，擁有悠久的應(yīng)用歷史。《神農(nóng)本草經(jīng)》云天麻為上品，“久服益氣力，長陰，肥健，輕身，增年”[3]；《藥性本草》言天麻能“治語多恍惚，善驚失志”[4]；《珍珠囊》記載天麻“治風(fēng)虛眩暈頭痛”，故名定風(fēng)草；清代名醫(yī)張志聰稱贊天麻“功同五芝，力倍五參，為仙家服食上品”。研究發(fā)現(xiàn)，天麻中主要含有酚類、苷類、有機(jī)酸、甾醇類和多糖類等化合物，主要活性化學(xué)成分為天麻素（對羥基苯甲醇1β-D 葡萄吡喃糖苷），也是含量最高的有效單體成分[2,5]?，F(xiàn)代藥理研究和臨床應(yīng)用表明，天麻具有提高免疫力、鎮(zhèn)靜止痛、提高耐缺氧力、改善記憶、降血壓、抗炎等多種藥理作用，對血管性神經(jīng)性頭痛[6]、腦震蕩后遺癥等有顯著療效[7]。天麻活性化合物天麻素具有多種生理功能，包括鎮(zhèn)靜催眠[8]、抗驚厥[9]、抗焦慮抑郁[10]、抗炎鎮(zhèn)痛[11]、抗氧化[12]、增強(qiáng)記憶和抗衰老[13]、抗病毒和抗腫瘤作用[14]，還具有保護(hù)神經(jīng)、調(diào)節(jié)循環(huán)系統(tǒng)[15?16]等功效。

2018 年國家衛(wèi)健委批準(zhǔn)天麻作為食藥物質(zhì)試生產(chǎn)，其保健作用及特有的藥理特性成為食品領(lǐng)域藥食同源研究的熱點(diǎn)[17]。目前，有關(guān)天麻的研究主要集中在貯藏工藝研究[18]、化學(xué)成分分析[19]和藥理藥效探索[20]等基礎(chǔ)研究方面，新型天麻食品飲料研究鮮見報道。乳酸菌是一類能利用可發(fā)酵碳水化合物生成乳酸的一類無芽孢、革蘭染色陽性細(xì)菌的總稱，廣泛存在于人體內(nèi)，具有促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收、調(diào)節(jié)腸道菌群、提高機(jī)體免疫力等多種益生功能[21?22]。近年來研究表明，乳酸菌發(fā)酵劑可以改善藥食同源中藥材的口感，又能夠提升中藥材的生物學(xué)功效，正日益受到關(guān)注[23]。應(yīng)用乳酸菌發(fā)酵天麻，不僅保留天麻原有功能性成分和活性乳酸菌，發(fā)酵過程中還可能產(chǎn)生具有生物學(xué)活性的功能性代謝產(chǎn)物，從而增加天麻的保健功能[24]。

植物乳植桿菌屬于同型乳酸菌，普遍存在于泡菜、醬油和發(fā)酵肉制品等傳統(tǒng)發(fā)酵食品中[25]，植物乳植桿菌位于我國《可用于食品的菌種名單》[26]之列，可以作為安全菌株添加于食品中。本研究以天麻為研究對象，采用復(fù)合酶法處理天麻，利用課題組自主篩選、在天麻酶解液中生長良好的植物乳植桿菌STDA6 作為發(fā)酵菌劑，在單因素實驗基礎(chǔ)上，通過正交試驗設(shè)計，研發(fā)乳酸菌發(fā)酵天麻口服液。研究結(jié)果可為深入開發(fā)天麻及藥食同源藥材提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

植物乳植桿菌STDA6 來源于課題組自主分離，已保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCC No.20878；天麻 購買于云南省昆明市新螺螄灣國際商貿(mào)城中藥材市場；MRS 培養(yǎng)基、馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA）、結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂培養(yǎng)基（VRBA）廣東環(huán)凱微生物科技有限公司；胰蛋白胨 北京蘭杰柯科技有限公司；牛肉膏 北京索萊寶科技有限公司；瓊脂 廣州賽國生物科技有限公司；氯化鈉 天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；硫酸錳 大連美侖生物技術(shù)有限公司；液體石蠟 成都市科隆化學(xué)品有限公司；丁二酸鈉 大連美侖生物技術(shù)有限公司；硼酸 西隴化工股份有限公司；苯酚 天津市化學(xué)試劑一廠；磷酸氫二鉀 廣東光華科技股份有限公司，均為分析純；α-淀粉酶（30000 U/g）、果膠酶（40000 U/g）、纖維素酶（100000 U/g）山東隆科特酶制劑有限公司；單寧酶（300 U/g）南寧龐博生物工程有限公司；碳酸氫鈉 南京甘汁園糖業(yè)有限公司；檸檬酸 濰坊英軒實業(yè)有限公司；蔗糖 昆明多悅多工貿(mào)有限公司，均為食品級；試驗用水為純化水。

BSA224S 精密分析天平 賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；EPED-E2-20TH 超純水儀 南京易普易達(dá)科技發(fā)展有限公司；DW-86L388J 醫(yī)用低溫保存箱 青島海爾生物醫(yī)療股份有限公司；Vorte-5 渦旋混合器 江蘇海門市麒麟醫(yī)用儀器廠；UV-5100 紫外分光光度計 上海元析儀器有限公司；Sorvall ST 16R 高速冷凍離心機(jī) 賽默飛世爾科技（中國）有限公司；LDZX-50L 立式壓力蒸汽滅菌器上海申安醫(yī)療器械廠；SW-CJ-1FD 潔凈工作臺 蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司，DHP-9162 電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；FE28 pH 計 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；DHG-9240A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；HH-6高精度數(shù)顯恒溫水浴鍋 上海力辰邦西儀器科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 乳酸菌發(fā)酵天麻口服液生產(chǎn)工藝流程 參考文獻(xiàn)[27]的方法，乳酸菌發(fā)酵天麻口服液生產(chǎn)工藝流程如圖1。

圖1 乳酸菌發(fā)酵天麻口服液生產(chǎn)工藝流程Fig.1 Processing technology of fermented G.elata oral liquid with lactic acid bacteria

1.2.2 天麻發(fā)酵基液的制備

1.2.2.1 酶解單因素實驗 參考文獻(xiàn)[27]的方法，以5.0 g 天麻粉為基準(zhǔn)，料液比1:8（g/mL）、單酶添加量0.3%、pH5.0、酶解溫度50 ℃和酶解時間180 min為基準(zhǔn)條件，以酶解率為指標(biāo)，進(jìn)行單因素實驗，優(yōu)化果膠酶、纖維素酶、單寧酶和ɑ-淀粉酶酶解工藝。

果膠酶酶解天麻單因素實驗：分別考察料液比[1:7、1:8、1:9、1:10、1:11（g/mL）]、果膠酶添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）、pH（4.0、4.5、5.0、5.5、6.0）、酶解溫度（40、45、50、55、60 ℃）和酶解時間（90、120、150、180、210 min）對天麻酶解率的影響。

纖維素酶酶解天麻單因素實驗：分別考察料液比[1:6、1:7、1:8、1:9、1:10（g/mL）]、纖維素酶添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）、pH（4.0、4.5、5.0、5.5、6.0）、酶解溫度（40、45、50、55、60 ℃）和酶解時間（90、120、150、180、210 min）對天麻酶解率的影響。

單寧酶酶解天麻單因素實驗：分別考察料液比[1:7、1:8、1:9、1:10、1:11（g/mL）]、單寧酶添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）、pH（4.0、4.5、5.0、5.5、6.0）、酶解溫度（50、55、60、65、70 ℃）和酶解時間（60、90、120、150、180 min）對天麻酶解率的影響。

ɑ-淀粉酶酶解天麻單因素實驗：分別考察料液比[1:7、1:8、1:9、1:10、1:11（g/mL）]、ɑ-淀粉酶添加量（0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%）、pH（3.0、3.5、4.0、4.5、5.0）、酶解溫度（35、40、45、50、55 ℃）和酶解時間（90、120、150、180、210 min）對天麻酶解率的影響。

1.2.2.2 正交試驗確定復(fù)合酶酶解天麻最佳工藝條件 參考文獻(xiàn)[27?29]的方法，復(fù)合酶選用等比例混合酶（果膠酶:纖維素酶:單寧酶:α-淀粉酶=1:1:1:1）對天麻進(jìn)行酶解反應(yīng)，結(jié)合單因素實驗結(jié)果，選取對酶解率影響較大的4 個因素，采用 Design Expert軟件設(shè)計L9（34）正交試驗方案，進(jìn)行正交試驗，優(yōu)化天麻酶解條件，酶解正交因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平設(shè)計Table 1 Factors and levels design of orthogonal test

1.2.2.3 酶解率的確定 參照葉朋飛等[27]方法，稱取天麻粉樣品（5 g）進(jìn)行酶解，酶解液5000 r/min，離心10 min，沉淀80 ℃干燥3 h 后稱重（m2），根據(jù)如下公式計算酶解條件下酶解率：

式中：m1：天麻樣品質(zhì)量，g ；m2：殘渣的質(zhì)量，g ；9.67：未添加酶處理天麻的酶解率。

1.2.3 乳酸菌發(fā)酵天麻口服液的工藝優(yōu)化

1.2.3.1 植物乳植桿菌STDA6 發(fā)酵天麻口服液單因素實驗 確定天麻酶解條件后，以乳酸菌接種量1×105CFU/mL、蔗糖添加量8%、發(fā)酵溫度37 ℃和發(fā)酵時間16 h 為基準(zhǔn)條件，以感官評分為評價指標(biāo)，分別考察乳酸菌接種量（1×103、1×104、1×105、1×106、1×107CFU/mL）、發(fā)酵溫度（33、35、37、39、41 ℃）、發(fā)酵時間（8、12、16、20、24 h）和蔗糖添加量（6%、7%、8%、9%、10%）對發(fā)酵天麻口服液的影響。

1.2.3.2 植物乳植桿菌STDA6 發(fā)酵天麻口服液正交試驗 結(jié)合單因素實驗結(jié)果，選擇乳酸菌接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間和蔗糖添加量四因素，采用Design Expert 軟件設(shè)計L9（34）正交試驗方案，進(jìn)行正交試驗，優(yōu)化乳酸菌發(fā)酵天麻的最優(yōu)條件，正交因素水平見表2。

表2 正交試驗因素水平設(shè)計Table 2 Factors and levels design of orthogonal test

1.2.4 感官評定標(biāo)準(zhǔn) 由10 名經(jīng)過培訓(xùn)的食品專業(yè)研究生組成感官評定小組，從顏色與外觀、香氣、滋味與口感及組織形態(tài)四個方面對乳酸菌發(fā)酵天麻口服液進(jìn)行感官評分，評定標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 乳酸菌發(fā)酵天麻口服液感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory scoring criteria for fermented G.elata oral liquid with lactic acid bacteria

1.2.5 乳酸菌發(fā)酵天麻口服液質(zhì)量指標(biāo)測定

1.2.5.1 pH 測定 應(yīng)用pH 計測定天麻口服液pH。

1.2.5.2 微生物指標(biāo)測定 按GB/T 31326-2014 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求檢測[30]；菌落總數(shù)參照GB 4789.2-2016 進(jìn)行測定[31]；大腸菌群參照GB 4789.3-2016 進(jìn)行測定[32]；霉菌和酵母菌參照GB 4789.15-2016 進(jìn)行測定[33]；金黃色葡萄球菌參照GB 4789.10-2016進(jìn)行測定[34]；沙門氏菌參照GB4789.4-2016 進(jìn)行測定[35]；乳酸菌總數(shù)參照GB 4789.35-2016 進(jìn)行測定[36]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實驗進(jìn)行3 次重復(fù)，采用SPSS 19.0 軟件統(tǒng)計處理數(shù)據(jù)，使用GraphPad Prism 8.0 軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與制圖，采用One-way ANOVA 進(jìn)行方差分析和Duncan 多重比較進(jìn)行各數(shù)據(jù)之間的顯著性分析。P<0.05 表示各組數(shù)據(jù)之間的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 天麻酶解工藝的確定

2.1.1 天麻酶解單因素實驗結(jié)果 果膠酶較佳酶解條件如圖2 所示：料液比（g:mL）1:10、加酶量0.2%、pH4.5、50 ℃酶解180 min。

圖2 果膠酶酶解天麻單因素實驗結(jié)果Fig.2 Results of single factor experiment on pectinase enzymatic hydrolysis of G.elata

纖維素酶較佳酶解條件如圖3 所示：料液比（g:mL）1:9、加酶量0.4%、pH5.0、50 ℃酶解180 min。

圖3 纖維素酶酶解天麻單因素實驗結(jié)果Fig.3 Results of single factor experiment on cellulase enzymatic hydrolysis of G.elata

單寧酶較佳酶解條件如圖4 所示：料液比（g:mL）1:8、加酶量0.3%、pH4.5、60 ℃酶解150 min。

圖4 單寧酶酶解天麻單因素實驗結(jié)果Fig.4 Results of single factor experiment on tannase enzymatic hydrolysis of G.elata

α-淀粉酶較佳酶解條件如圖5 所示：料液比（g:mL）1:10、加酶量0.5%、pH4.0、40 ℃酶解150 min。

圖5 α-淀粉酶酶解天麻單因素實驗結(jié)果Fig.5 Results of single factor experiment on α-amylase enzymatic hydrolysis of G.elata

由上述單因素實驗結(jié)果可知，在天麻中分別加入果膠酶、纖維素酶、單寧酶和α-淀粉酶，隨著料液比、加酶量、pH、酶解溫度和酶解時間增加，酶解率總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。隨著料液比的增加，酶解率先增后減，分析結(jié)果可能是溶劑體積小時，溶液濃度過大，流動性差，酶與底物接觸不充分，致使酶解不完全；溶劑體積大時，溶液稀釋，底物濃度降低，影響了反應(yīng)的進(jìn)行[37]。隨著單酶量的增加，酶解效率提高，酶量繼續(xù)增加，酶過剩則會導(dǎo)致溶液體系黏度增加，進(jìn)而限制酶解效率[38]。隨著pH 升高，酶活性逐漸增強(qiáng)，酶解率提高，pH 繼續(xù)升高酶活性可能受到抑制，酶解率降低。隨著酶解溫度升高，酶活性逐漸增強(qiáng)，酶解率提高，溫度繼續(xù)升高，酶的穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致酶活性下降，酶解率也隨之降低[39]。在一定時間范圍內(nèi)，隨著酶解時間延長，酶解率增加，酶解時間繼續(xù)延長，酶解率趨于穩(wěn)定，分析原因可能是酶解后期底物基本被酶解完全[40]。果膠酶、纖維素酶的較佳酶解時間為180 min，單寧酶和α-淀粉酶的較佳酶解時間為150 min，綜合考慮后選擇固定酶解時間為180 min。楊培青[41]藍(lán)莓果渣酵素制備工藝的研究也得出了相似的結(jié)果。根據(jù)單因素實驗結(jié)果，果膠酶、纖維素酶、單寧酶和α-淀粉酶的較佳料液比分別是1:10、1:9、1:8 和1:10，較佳酶添加量是0.2%、0.4%、0.3%和0.5%，較佳pH 分別是4.5、5.0、4.5 和4.0，較佳溫度分別是50、50、60 和40 ℃。綜合考慮，選擇不同考察因素中相同的最優(yōu)條件作為正交試驗的中心點(diǎn)，即確定料液比1:9、1:10、1:11，復(fù)合酶添加量0.3%、0.4%、0.5%，pH4.0、4.5、5.0，酶解溫度40、50、60 ℃作為正交因素考察水平。

2.1.2 正交試驗確定復(fù)合酶酶解天麻最佳工藝條件

根據(jù)單因素實驗結(jié)果，確定料液比（A）、復(fù)合酶添加量（B）、酶解pH（C）和酶解溫度（D）4 個因素，進(jìn)行4 因素3 水平的正交試驗，正交試驗結(jié)果見表4。

表4 正交試驗結(jié)果（酶解率）Table 4 Results of orthogonal experiments (enzymolysis rate)

根據(jù)各因素顯著水平，結(jié)合R 值大小可以判斷影響天麻酶解率的主次因素關(guān)系為C>A>B>D，即酶解pH>料液比>復(fù)合酶添加量>酶解溫度。根據(jù)K 值，得出理論最佳酶解工藝組合為A3B1C1D2，即料液比1:11、復(fù)合酶添加量0.3%、pH4.0、酶解溫度50 ℃。在正交試驗表中組合A3B2C1D2酶解率最高。將正交試驗中由直觀分析所得的酶解工藝?yán)碚撟顑?yōu)和實際最優(yōu)進(jìn)行驗證實驗，結(jié)果顯示A3B2C1D2（70.93）酶解率高于A3B1C1D2（70.53）。結(jié)果與別蒙等[42]和孟然等[43]研究一致，分析可能是因為因素的水平間具有交互作用導(dǎo)致[44]。故選擇最佳酶解工藝為料液比1:11、復(fù)合酶添加量0.4%、pH4.0、酶解溫度50 ℃。由表5 中方差分析結(jié)果可知，料液比（A）和pH（C）對酶解率影響顯著，因素影響大小順序與表4 極差分析結(jié)果一致，表明正交試驗數(shù)據(jù)可靠。

表5 正交試驗方差分析（酶解率）Table 5 Anova of orthogonal experiments (enzymolysis rate)

2.2 乳酸菌發(fā)酵天麻口服液工藝優(yōu)化

2.2.1 乳酸菌發(fā)酵天麻口服液單因素實驗結(jié)果 通過單因素實驗確定了植物乳植桿菌STDA6 發(fā)酵天麻口服液的工藝條件，結(jié)果如圖6 所示。隨著乳酸菌接種量的增加，天麻口服液的感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，分析原因是在一定濃度范圍內(nèi)，增加乳酸菌接種量，對天麻口服液的口感香味方面產(chǎn)生了積極的影響，導(dǎo)致感官評分上升，當(dāng)接種量達(dá)到1×106CFU/mL 時，感官評分達(dá)到最大值。隨著接種量繼續(xù)增加，感官評分降低，分析原因可能是接種量過多導(dǎo)致天麻口服液口感偏酸、接受度低[45]，這與鄭聰?shù)萚46]研究余甘子圣女果復(fù)合飲料發(fā)酵工藝的乳酸菌添加量結(jié)果相似，因此確定接種量1×105、1×106、1×107CFU/mL 作為正交因素考察水平。發(fā)酵溫度對天麻口服液感官評分影響結(jié)果顯示，隨發(fā)酵溫度升高，感官評分先升高后降低，當(dāng)發(fā)酵溫度為35 ℃時感官評分達(dá)到最高，分析原因可能是溫度會影響乳酸菌的生長的速率和產(chǎn)物形成，當(dāng)發(fā)酵溫度為35 ℃時，乳酸菌活性最高，發(fā)酵效果最好，天麻口服液口感和滋味最好；溫度高于35 ℃時，乳酸菌活性也會隨溫度升高而下降，發(fā)酵效果也隨之降低[47]。郗恩光[48]對香蕉金針菇發(fā)酵飲料工藝優(yōu)化研究也得出了相似的結(jié)果，因此確定發(fā)酵溫度33、35、37 ℃作為正交因素考察水平。發(fā)酵時間對天麻口服液感官評分影響結(jié)果顯示，隨發(fā)酵時間延長，感官評分先升高后降低，分析原因可能是發(fā)酵時間太短，發(fā)酵風(fēng)味不明顯，發(fā)酵時間太長時，乳酸菌增長迅速，使飲料酸澀，口感較差[49]，與汪云陽等[50]研究一致。因此確定發(fā)酵時間12、16、20 h 作為正交因素考察水平。蔗糖添加量對天麻口服液感官評分影響結(jié)果顯示，隨蔗糖添加量增加，感官評分先升高后降低，蔗糖添加量過少或過多時，口感偏酸或偏甜；當(dāng)蔗糖添加量為9%時，天麻口服液口感適中，感官評分達(dá)到最高，因此確定蔗糖添加量8%、9%、10%作為正交因素考察水平。

圖6 植物乳植桿菌發(fā)酵天麻口服液工藝單因素實驗結(jié)果Fig.6 Single factor experiment results of processing of G.elata oral liquid fermented with L.plantarum

2.2.2 乳酸菌發(fā)酵天麻口服液正交試驗結(jié)果 根據(jù)單因素的實驗結(jié)果，確定植物乳植桿菌接種量（A）、發(fā)酵時間（B）、發(fā)酵溫度（C）和蔗糖添加量（D）4 個因素，進(jìn)行4 因素3 水平的正交試驗，正交試驗結(jié)果見表6。根據(jù)各因素顯著水平，結(jié)合R 值大小可以判斷影響乳酸菌發(fā)酵天麻口服液感官評價的主次因素關(guān)系為A>B>D>C，即接種量>發(fā)酵時間>蔗糖添加量>發(fā)酵溫度。根據(jù)K 值，得出最佳工藝組合為A1B1C3D3，即接種量1×105CFU/mL，發(fā)酵時間12 h，發(fā)酵溫度37 ℃，蔗糖添加量10%。在正交試驗表中感官評價得分最高的組合為A3B1C2D3，即接種量為1×107CFU/mL，發(fā)酵時間12 h，發(fā)酵溫度為35 ℃，蔗糖添加量為10%。將正交試驗中由直觀分析所得的發(fā)酵工藝?yán)碚撟顑?yōu)和實際最優(yōu)進(jìn)行驗證實驗，結(jié)果顯示理論最優(yōu)A1B1C3D3感官評分88.33，高于實際最優(yōu)A3B1C2D3感官評分85.60。故確定最佳發(fā)酵工藝為接種量1×105CFU/mL，發(fā)酵時間12 h，發(fā)酵溫度37 ℃，蔗糖添加量10%。由表7 中方差分析可知，接種量（A）、發(fā)酵時間（B）和蔗糖添加量（D）3 個因素對感官評分影響顯著，因素影響大小順序與表6極差分析結(jié)果一致，表明正交試驗數(shù)據(jù)可靠。

表6 正交試驗結(jié)果（感官評分）Table 6 Results of orthogonal experiments (sensory score)

表7 正交試驗方差分析（感官評分）Table 7 Anova of orthogonal experiments (sensory score)

2.3 乳酸菌發(fā)酵天麻口服液質(zhì)量指標(biāo)檢測結(jié)果

實驗測得乳酸菌發(fā)酵天麻口服液pH 為3.5，乳酸菌活菌數(shù)2×108CFU/mL，微生物指標(biāo)：菌落總數(shù)<10 CFU/mL，大腸菌群、霉菌和酵母菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌均未檢出，符合GB/T 31326-2014《植物飲料》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3 討論

纖維素和果膠是植物細(xì)胞壁的主要成分，前人研究發(fā)現(xiàn)纖維素酶和果膠酶能夠破壞植物細(xì)胞壁的完整性[51]。另有研究表明天麻中含有大量酚類物質(zhì)[2]，食用時會有苦澀味。單寧酶在清除植物果實和皮衣中的苦澀味和改善食品原料的適口性方面具有良好的效果，同時可以提高游離氨基酸的得率[52]。天麻中支鏈淀粉的含量高達(dá)90%[53]，α-淀粉酶對支鏈淀粉的酶解速率高于直鏈淀粉，支鏈淀粉平均鏈長更長的淀粉結(jié)構(gòu)更利于經(jīng)α-淀粉酶酶解[54]。因此，應(yīng)用α-淀粉酶可以將天麻中的支鏈淀粉降解為麥芽糖和少量葡萄糖，水溶性增強(qiáng)[55]。目前酶解技術(shù)主要應(yīng)用于提取天麻多糖，而在乳酸菌發(fā)酵前酶解天麻的研究鮮見報道。因此，基于多種酶復(fù)合使用可有效提升原料利用效率、利于發(fā)酵性物質(zhì)溶出和改善風(fēng)味的優(yōu)勢。趙敏等[56]制備天麻酵素研究中，采用熱水?dāng)嚢韬图永w維素酶的方法處理天麻原料。朱苗等[57]和李剛鳳等[58]制備天麻復(fù)合植物飲料中，均采用85 ℃浸提20 min 制備天麻浸提液。與上述文獻(xiàn)相比，本文采用酶法一步處理，具有工藝簡單和節(jié)省能源的優(yōu)勢。以天麻單獨(dú)為基質(zhì)的發(fā)酵產(chǎn)品主要集中在多菌種復(fù)配酵素中，乳酸菌發(fā)酵天麻產(chǎn)品鮮見報道。已有研究證實植物乳植桿菌在石斛[59]、薏苡仁[60]、葛根[61]等藥食同源藥材中繁殖性能良好，可能是因為植物乳植桿菌能夠耐受和代謝多酚類物質(zhì)，有學(xué)者提出植物乳植桿菌通過對酚類物質(zhì)的代謝也可能具有維護(hù)細(xì)胞能量平衡的作用[62]。此外，在纖維素酶和淀粉酶的作用下，天麻中的纖維素和淀粉分解產(chǎn)生的可發(fā)酵性糖可被植物乳植桿菌利用進(jìn)行生長繁殖[63]，進(jìn)一步提高了植物乳植桿菌的發(fā)酵性能。本研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵時間是影響乳酸菌發(fā)酵天麻感官品質(zhì)的主要因素，與范俊華等[64]結(jié)果一致。推測隨著發(fā)酵時間的變化產(chǎn)生的酯類和醛類物質(zhì)可能對乳酸菌發(fā)酵天麻口服液的風(fēng)味品質(zhì)形成發(fā)揮了重要作用[65]，酶解與乳酸菌協(xié)同發(fā)酵可能有助于酯類等香氣物質(zhì)的產(chǎn)生而促進(jìn)不良風(fēng)味物質(zhì)的轉(zhuǎn)化[66]。在未來研究中，將對乳酸菌發(fā)酵天麻口服液的風(fēng)味物質(zhì)及功能性進(jìn)行深入研究，為其產(chǎn)品應(yīng)用提供理論支持。

4 結(jié)論

本文采用單因素實驗和正交試驗設(shè)計，確定了復(fù)合酶果膠酶、纖維素酶、單寧酶和ɑ-淀粉酶酶解天麻最佳工藝條件。本研究以自主分離的植物乳植桿菌STDA6 為接種菌劑，乳酸菌發(fā)酵天麻口服液的最佳工藝條件為：接種量1×105CFU/mL，發(fā)酵時間12 h，發(fā)酵溫度37 ℃，蔗糖添加量10%，口感具有天麻的特征風(fēng)味，酸甜比例適中，發(fā)酵酸味濃厚且柔和，細(xì)膩滑爽，植物乳植桿菌STDA6 活菌數(shù)平均值為2×108CFU/mL，pH3.5。與發(fā)酵0 h 的活菌數(shù)相比，植物乳植桿菌的數(shù)量增加了3.3 log CFU/mL，表明其在天麻酶解液中具有優(yōu)良的增殖活性。