青梅蛹虫草发酵酒的品质分析及保健效果研究

郑太极1,沈袁媛1,王保忠1,2*,朱海亮1,2,赵卫民3,张 莹1,王忠长1,2

(1.南京大学 生命科学学院,江苏 南京 210023;2.医药生物技术国家重点实验室,江苏 南京 210023;3.三门峡市黄河天鹅湖湿地保护中心,河南 三门峡 472000)

摘 要:该研究以青梅和蛹虫草为原料制备了一种新型青梅蛹虫草发酵酒,对其理化指标、酒精度、感官评分以及总酚、总黄酮、氨基酸、矿物质、挥发性风味物质等指标进行检测分析,并对其体外抗氧化、降血脂和降血糖的能力以及对人肝癌细胞(HepG2)和结肠癌细胞(HCT116)增殖的抑制效果进行评价。结果表明,青梅蛹虫草发酵酒酒精度为12.65%vol、感官评分为93.02分、理化及微生物指标符合《绿色食品果酒》标准;酒体富含6种矿物质元素(钾、钙、镁、锌、铜、铁),17种氨基酸,共检出37种挥发性风味成分;对ABTS+自由基和DPPH自由基清除率分别为(96.58±1.19)%和(94.15±0.24)%,具有较强的抗氧化效果;青梅蛹虫草发酵酒冻干粉溶液对牛磺胆酸钠的结合率为(65.50±1.24)%,对α-葡萄糖苷酶的抑制率为(83.52±0.23)%,说明其能够有效降低血脂和血糖,对HepG2和HCT116癌细胞的增殖抑制率分别为(83.16±0.54)%和(75.94±2.18)%,表现出良好的抑制效果。总之,青梅蛹虫草发酵酒是一款富含丰富营养成分且具有多重保健效果的功能饮品。

关键词:青梅蛹虫草发酵酒;品质分析;抗氧化;降血糖;抑制癌细胞增殖

青梅(Prunus mume Sieb.et Zucc.)是我国传统的药食同源嘉果,栽培食用历史悠久[1]。我国是世界上适合生产青梅地域最广的国家[2],种植面积和产量均居世界第一[3]。青梅营养价值极高,富含以柠檬酸、苹果酸为主的200多种有机酸[4]、人体必需氨基酸以及丰富的维生素、矿物质和大量的活性物质[5-6],具有降低血糖、抗氧化、杀菌、抗肿瘤等作用[7-9]。青梅属于跃变型果实[10],并且味道极酸,一般加工后食用,目前,青梅广泛应用于果脯蜜饯和果酒饮料的制备。蛹虫草(Cordyceps militaris)又称为北冬虫夏草,具有与冬虫夏草相似的成分,如氨基酸、多糖、腺苷、虫草素、虫草酸等,并且虫草素和腺苷的含量更高[11],液体发酵是获得虫草素的有效方法[12]。相较于野生冬虫夏草,蛹虫草生长更快、更容易人工培养的优势使其越来越多地被当成冬虫夏草的替代品进行开发利用。蛹虫草营养丰富,已被开发成多种类型的食品和保健品,如虫草饼干、虫草泡腾片等[13-14]。虫草素是蛹虫草的主要有效成分,具有抗肿瘤、抗炎症、抗氧化、降血压、抗衰老等功能[15-16]

青梅酸度较高、出汁率低、不适宜酿酒酵母生长从而导致青梅发酵酒口感单一,市场占有率低。蛹虫草富含多种香气成分,可以增加酒体口感的丰富度,提升果酒品质。在果酒发酵过程中青梅和蛹虫草的营养元素会融入酒体中,致使发酵酒具有和原料相同的保健作用。基于青梅和蛹虫草的原料特征、营养成分及酿造特点,将酸度较高的青梅和营养成分丰富的蛹虫草混合发酵酿酒,可缓解青梅酒的酸涩和口感单一的缺点,提高果酒的营养和保健价值。

本研究以青梅和蛹虫草作为原料发酵酿制青梅蛹虫草发酵酒(greenplum and Cordycepsmilitarisfermented wine,GCW),测定其理化和卫生指标、营养物质及挥发性风味成分含量,探究青梅蛹虫草发酵酒冻干粉溶液(GCW freezedried powder solution,GCW-FPS)体外抗氧化、降低血脂、血糖和抑制癌细胞增殖的能力,以期得到营养丰富、具有多种保健效果的青梅蛹虫草发酵酒,为青梅蛹虫草的产业化发展提供理论依据,同时为青梅蛹虫草的资源化利用开辟一条新的途径。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青梅:采摘于江苏省南京市梅花山;蛹虫草:由实验室提供晾干的优质蛹虫草;白砂糖:南宁糖业股份有限公司;葡萄酒果酒专用酿酒酵母:安琪酵母股份有限公司;氨基酸标准品:美国SIGMA公司;纤维素酶(1万U/g):南宁东恒华道生物科技有限公司;抗坏血酸:南京库仑生物科技有限公司;没食子酸、蒽酮:北京伊塔生物科技有限公司;葡萄糖:南京海泰科学器材有限公司;茚三酮:上海笛柏生物科技有限公司;酒石酸、柠檬酸:南京晚晴化玻仪器有限公司;苹果酸:上海吉至生化科技有限公司;2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS):南京良纬生物科技有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH):翌圣生物科技股份有限公司;牛磺胆酸钠(sodium taurocholate,STC)、5-氟胞嘧啶(5-flucytosine,5-FU)、苦参碱(matrine,Mat):天津希恩思奥普德科技有限公司;甘氨胆酸钠(sodium glycocholate,SGC):南京金益柏生物科技有限公司;α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase,α-Glu)(50 U/mg):安耐吉化学试剂公司;人肝癌细胞(human hepatocellular carcinomas,HepG2)、人结肠癌细胞(human colorectal carcinoma cells,HCT116):南京聚雄华生物科技有限公司。实验所用试剂均为分析纯或生化试剂。

1.2 仪器与设备

LM-200榨汁机:广东顺德多蒙电器;FA1204-N分析天平:上海天平仪器有限公司;GZX-9023MBE电热恒温鼓风干燥箱:上海博讯实业有限公司;HH-601恒温水浴锅:常州国华仪器有限公司;Discovery-H单道半支消毒移液器:上海力辰科技有限公司;UV2550纯水机:日本Shimadzu公司;Tecan safire 2多功能酶标仪:瑞士Swit Tecan公司;Biochrom 30+氨基酸分析仪:英国Biochrom公司;GC-2014C高效液相色谱仪、GCMS-QP2010气相色谱-质谱分析仪:岛津企业管理有限公司;FreeZoneR冷冻干燥机:美国LABCONCO公司。

1.3 方法

1.3.1 青梅蛹虫草发酵酒的工艺流程及操作要点

青梅(蛹虫草)预处理→青梅(蛹虫草)液→按比例混合→酶解→灭酶→发酵→澄清→过滤→杀菌→成品

操作要点:

挑选清洗:选择八九分成熟、无病虫害、饱满硬实的优质青梅。用清水洗净果皮上的泥土、杂质。选取烘干的蛹虫草,洗净表层杂质。

破碎成浆:手工去除青梅核,得到青梅果肉,将果肉和纯净水按1∶2(g∶mL)的比例用榨汁机破碎得到青梅浆。将蛹虫草和纯净水按1∶10(g∶mL)的比例用榨汁机破碎得到蛹虫草液。

混合:容积1.5 L的玻璃瓶为发酵容器,加入青梅蛹虫草混合液1 L(青梅浆和蛹虫草液体积比为1∶1)。

酶解:称取适量纤维素酶加入青梅蛹虫草混合液,纤维素酶用量为0.5 U/kg,30 ℃酶解3 h,酶解结束后100 ℃灭酶1 min,然后迅速冷却至45 ℃以下[17]

发酵:青梅蛹虫草混合液接入1 g/L酿酒酵母,添加25%白砂糖,搅拌均匀,于28 ℃下发酵30 d[18]

澄清、过滤:发酵结束后,采用四层200目纱布重复过滤青梅蛹虫草发酵酒3次,滤去发酵残渣得到澄清酒体。

杀菌贮藏:空瓶高温消毒,酒体过滤后,装罐,密封,置于70 ℃热水中杀菌30 min,冷却取出,即得成品,置于10 ℃左右低温条件下保存。

1.3.2 青梅蛹虫草发酵酒冻干粉的制备

取15 mL青梅蛹虫草发酵酒于45 ℃条件下真空旋转蒸发后装入50 mL离心管中,加入适量纯水溶解,置于-80 ℃冰箱冷冻2 h,然后使用冷冻干燥机干燥24 h得到青梅蛹虫草发酵酒冻干粉备用。指标测定前用超纯水溶解冻干粉至所需浓度。

1.3.3 分析检测

(1)感官评价

参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[19]对青梅蛹虫草发酵酒进行感官评价,选择10名具有酿酒专业技术或经验的人员根据色泽、香气、口味、风格四个感官特性进行评分,满分100分,青梅蛹虫草发酵酒的感官评分标准见表1。

表1 青梅蛹虫草发酵酒感官评分标准
Table 1 Sensory scoring criteria for green plum and Cordyceps militaris fermented wine

感官指标 评分标准 分数/分色泽(20分)香气(30分)口味(40分)具有果酒应有的色泽,悦目协调、澄清、透明、有光泽具有果酒应有的色泽,澄清透明,无明显悬浮物与果酒光泽略有不符,澄清,无悬浮物微浑,失光果香、酒香浓郁馥雅、协调悦人果香、酒香良好,尚悦怡果香、酒香较少,但无异香果香、酒香不足,或不悦人,或有异香香气不良,使人厌感酒体丰满、有新鲜感,醇厚协调、舒服、爽口、回味延绵酒质柔顺、柔和爽口、甜酸适当酒体协调、纯正无杂酒体寡淡、不协调,或有其他明显的缺陷酸、涩、苦、平淡、有异味典型完美、风格独特,幽雅无缺20 18~19 15~17 15分以下28~30 25~27 22~24 18~21 18分以下38~40 35~37 30~34 25~29 25以下10风格(10分)典型明确、风格良好有典型性,但不够怡雅典型性不够明显9 8 8分以下

(2)理化指标及微生物

酒精度和总酸的测定参考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[19];总糖的测定参考马琴国等[20]的方法,葡萄糖标准曲线回归方程为y=0.006 5x+1.104 5,相关系数R2=0.990 5;微生物菌落总数检测参考GB 4789.2—2022《食品微生物学检验菌落总数测定》[21],大肠菌群的测定参考GB 4789.3—2016《食品微生物学检验大肠菌群计数》[22]、沙门氏菌的测定参考GB 4789.4—2016《食品微生物学检验沙门氏菌检验》[23]、金黄色葡萄球菌的测定参考GB4789.10—2016《食品微生物学检验金黄色葡萄球菌检验》[24],检验和判定依据参考GB 2758—2012《发酵酒及其配制酒》[25];志贺氏菌的检测参考GB 4789.5—2012《食品微生物学检验志贺氏菌检验》[26]

(3)营养成分

蛋白质的测定采用考马斯亮蓝比色法[27];总酚的测定参考吴澎等[28]的方法;总黄酮含量的测定参照王定美等[29]的方法;维生素C(vitamin C,VC)含量的测定参考刘绍俊等[30]的方法;有机酸(柠檬酸、苹果酸)含量测定采用高效液相色谱法[31];虫草素含量的测定参考李泳等[32]的方法,绘制虫草素标准品的标准曲线,计算虫草素含量;矿物质元素含量的测定采用原子吸收光谱法;氨基酸种类与含量的测定采用氨基酸分析仪,参考英国百康氨基酸分析仪使用说明;挥发性风味物质测定采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(headspace solid phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry,HSSPME-GC-MS)。

(4)自由基清除能力及保健效果

亚硝基清除率的测定参考郭嘉凤等[33]的方法;超氧阴离子自由基清除率的测定采用邻苯三酚自氧化法[34];羟自由基清除率的测定参考帅良等[35]的方法;ABTS+自由基清除率和DPPH自由基清除率的测定参考兰文忠等[36]的方法;总还原能力的测定参考程宏桢等[37]的方法;降血脂效果的测定参考古丽米热·祖努纳[38]的方法;降血糖效果的测定参考饶炎炎等[39]的方法;癌细胞增殖抑制实验参考刘阿文[40]的实验方法。

1.3.4 数据处理与分析

试验做3次平行测定,结果以“均值±标准误差”的形式表示,采用Microsoft Office LTSC专业增强版2021进行数据处理,采用SPSS 23.0进行正交设计和极差分析,IBM SPSS Statistics 26统计软件进行数据分析,Origin 2021等软件绘图。

2 结果与分析

2.1 青梅蛹虫草发酵酒的质量指标

青梅蛹虫草发酵酒(GCW)由10名具有酿酒经验的专业人员进行感官评价,综合得分为(93.02±0.35)分,酒体澄清透亮、色泽金黄,香气馥郁、具有典型青梅果香。理化指标测定结果见表2,微生物指标检测结果见表3。

表2 青梅蛹虫草发酵酒理化指标测定结果
Table 2 Determination results of physicochemical indexes of green plum and Cordyceps militaris fermented wine

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表3 青梅蛹虫草发酵酒微生物指标测定结果
Table 3 Determination results of microbial indexes of green plum and Cordyceps militaris fermented wine

项目 标准值 检测结果 单项判定菌落总数/(CFU·mL-1)大肠菌群/(MPN·100 mL-1)金黄色葡萄球菌沙门氏菌志贺氏菌≤50≤3不得检出不得检出不得检出<1<1未检出未检出未检出合格合格合格合格合格

由表2可知,青梅蛹虫草发酵酒的酒精度和总酸含量符合NY/T 1508—2007《绿色食品果酒》[41]标准,说明青梅蛹虫草发酵酒酒精度在合理范围内,酒体口感平衡,酸度适中。NY/T 1508—2007《绿色食品果酒》规定果酒中总糖含量≤4.0 g/L为干型果酒,青梅蛹虫草发酵酒的总糖含量在干型果酒的要求范围内。青梅蛹虫草发酵酒菌落总数、大肠菌群均<1 CFU/mL,未检出致病菌,符合国家微生物检测标准。综上所述,青梅蛹虫草发酵酒在品质上达到了相关标准,是一款优质的绿色食品果酒。

2.2 青梅蛹虫草发酵酒的营养指标

氨基酸对于人体的生长发育、健康维持和各种生理功能都起着至关重要的作用,对青梅蛹虫草发酵酒中氨基酸的种类及含量进行测定,结果见表4。由表4可知,青梅蛹虫草发酵酒富含7种人体必需氨基酸和10种非必需氨基酸,总量达4.13 mg/mL,能够有效地补充人体需要的营养,满足机体对氨基酸的需求,富含人体必须从食物中直接获得的赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸。谷氨酸含量最高为0.40 mg/mL,其次是天冬氨酸,含量为0.38 mg/mL。钱敏等[42]制备的青梅发酵酒中检测出7种氨基酸,蛹虫草子实体中富含17种氨基酸[43],并且氨基酸组成仅有甘氨酸和蛋氨酸存在差别,说明青梅蛹虫草发酵酒酒体中的氨基酸大部分由蛹虫草子实体发酵流入酒体中。

表4 青梅蛹虫草发酵酒氨基酸种类与含量测定结果
Table 4 Determination results of types and contents of amino acids in green plum and Cordyceps militaris fermented wine

注:“*”表示必需氨基酸。

名称 含量/(mg·mL-1) 名称 含量/(mg·mL-1)天冬氨酸*苏氨酸丝氨酸谷氨酸甘氨酸丙氨酸*赖氨酸脯氨酸胱氨酸0.38±0.11 0.25±0.08 0.31±0.20 0.40±0.13 0.13±0.21 0.28±0.07 0.36±0.18 0.27±0.21 0.15±0.04*缬氨酸*甲硫氨酸*异亮氨酸*亮氨酸酪氨酸*苯丙氨酸精氨酸组氨酸总计0.21±0.08 0.06±0.03 0.20±0.15 0.28±0.11 0.32±0.09 0.29±0.07 0.12±0.05 0.14±0.23 4.13±0.14

青梅蛹虫草发酵酒营养丰富,富含青梅蛹虫草的多种有效成分,其营养成分和矿物质元素含量测定结果见表5。由表5可知,总酚含量相对较多为(9.07±0.21)mg/mL,其中柠檬酸[(3.98±0.15)mg/mL]和总黄酮含量[(0.23±0.04)mg/mL]远高于钱敏等[42]的研究结果。适量矿物质的摄入有助于维持身体各个系统的正常功能,预防疾病和保持身体健康。实验检测了酒体中钾、钙、镁、锌、铜、铁六种矿物质的含量,其中钾元素含量最高为(368.62±7.24)mg/L,能够维持细胞内外的电解质平衡,支持心脏、肌肉和神经系统的正常功能,促进肌肉收缩和神经传导;镁元素含量次之,具有调节心脏节律,促进能量代谢的作用;青梅蛹虫草发酵酒中钙元素含量为(89.28±1.67)mg/L,具有构建骨骼和牙齿,维持神经传导和肌肉收缩的作用;锌、铜、铁元素含量相对较少,可以促进细胞生长和修复、维持神经系统的正常功能和机体能量代谢。因此,适量饮用青梅蛹虫草发酵酒可以增加人体矿物质元素的摄入,有助于维持机体平衡。

表5 青梅蛹虫草发酵酒的营养物质和矿物质元素含量测定结果
Table 5 Determination results of nutrient and mineral element contents of green plum Cordyceps militaris fermented wine

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2.3 青梅蛹虫草发酵酒的挥发性风味成分分析

挥发性风味成分对果酒的品质有重要作用,青梅蛹虫草发酵酒的挥发性风味成分测定结果见表6。由表6可知,共检测出37种挥发性风味成分,包括酯类14种、醇类10种、酸类4种以及酮、醛、醚、酚等9种,检测到的大部分挥发性风味成分均具有花果香气。酯类风味物质中主要包括具有苹果香味的乙酸乙酯和具有菠萝香味的丁酸乙酯,相对含量分别为7.53%、8.59%。醇类物质相对含量为47.2%,其中含量最高的是乙醇,相对含量达39.56%,还检测出松油醇、异戊醇、正己醇、辛醇等醇类风味物质,为青梅蛹虫草发酵酒增加多种花果香气。酮、醛、醚、酚等挥发性风味物质相对含量较低,共占1.53%,酮、醛、醚、酚等微量物质提升了青梅蛹虫草发酵酒香气复杂度和层次性,各种香气成分的共同作用使青梅蛹虫草发酵酒拥有更为丰富的香气和口感,进一步提高了果酒的品质。

表6 青梅蛹虫草发酵酒的挥发性风味成分测定结果
Table 6 Determination results of volatile flavor components of green plum and Cordyceps militaris fermented wine

种类 化合物 CAS号 保留时间/min相对含量/% 香气特征酯类乙酸乙酯丁酸乙酯乙酸异戊酯正己酸乙酯己醇醋酸酯L(-)-乳酸乙酯辛酸乙酯苯甲酸乙酯141-78-6 105-54-4 123-92-2 123-66-0 88230-35-7 687-47-8 106-32-1 93-89-0 1.577 3.544 5.835 9.070 10.213 13.370 14.908 20.664 7.53 8.59 0.87 0.19 0.12 1.27 0.27 0.10苹果香菠萝果香香蕉气味菠萝果香水果香脂肪气味白兰地酒香依兰油香

续表

种类 化合物 CAS号 保留时间/min相对含量/% 香气特征醇类酸类酮、醛、醚、酚等棕榈酸乙酯戊酸乙酯甲酸玫瑰酯十四酸乙酯十八酸乙酯邻苯二甲酸二丁酯乙醇2,4-戊二醇1,5-己二醇苯乙醇异戊醇正己醇2,3-丁二醇辛醇(R)-1,2-丙二醇松油醇醋酸己酸辛酸棕榈酸3-羟基-2-丁酮苯甲醛苯乙醛十四醛三聚物十三醛间苯二甲醚苯酚丁香酚吲哚628-97-7 539-82-2 141-09-3 124-06-1 111-61-5 84-74-2 64-17-5 625-69-4 928-40-5 60-12-8 123-51-3 111-27-3 513-85-9 111-87-5 4254-14-2 8000-41-7 64-19-7 142-62-1 124-07-2 57-10-3 513-86-0 100-52-7 122-78-1 24-25-4 10486-19-8 151-10-0 108-95-2 97-53-0 120-72-9 28.009 23.262 22.691 26.032 29.787 31.628 2.351 4.236 4.571 7.246 9.988 13.612 18.330 18.668 19.636 21.520 15.846 23.908 26.307 33.796 12.125 17.113 20.127 26.870 28.798 22.136 25.550 27.150 29.577奶油香苹果香木香椰子香蜡香芳香气味酒香无味水果味花香苹果白兰地香椰果味甜味柑橘味辛辣味紫丁香刺激性气味椰子油脂气味水果香奶油香牛奶香苦杏仁味玉簪花香桃香葡萄柚香芳香气味药香丁香味花香总计0.10 0.12 1.05 0.01 0.02 0.03 39.56 0.48 0.25 0.86 2.97 0.72 2.22 0.04 0.02 0.08 9.53 0.10 0.16 0.04 0.32 0.73 0.12 0.04 0.01 0.22 0.03 0.03 0.03 78.83

2.4 青梅蛹虫草发酵酒的抗氧化能力

自由基具有强氧化性,有一定细胞毒性,纯天然的抗氧化剂对体内清除自由基,增强免疫力具有积极意义[44]。自由基清除的能力越强,表明抗氧化性能越强。青梅蛹虫草发酵酒的抗氧化能力测定结果见表7。

表7 青梅蛹虫草发酵酒的抗氧化能力
Table 7 Antioxidant capacity of green plum and Cordyceps militaris fermented wine

项目 清除率/%总抗氧化能力羟基自由基超氧阴离子自由基DPPH自由基ABTS+自由基亚硝基1.73±0.05(OD700 nm值)89.04±0.46 79.30±0.39 94.15±0.24 96.58±1.19 83.18±0.53

由表7可知,青梅蛹虫草发酵酒的总抗氧化能力吸光度值(OD700nm值)为1.73±0.05,高于1.0 mg/mL VC标准溶液的吸光度值(0.96±0.02),表明青梅蛹虫草发酵酒总还原能力较强;青梅蛹虫草发酵酒对ABTS+自由基和DPPH自由基清除率分别为(89.04±0.46)%和(94.15±0.24)%,高于高璐等[45]研究的青梅酒对DPPH和ABTS+自由基清除力82.86%和35.92%,青梅蛹虫草发酵酒对亚硝基、羟基自由基的清除能力分别为(83.18±0.53)%和(89.04±0.46)%。苏凡[46]研发的发酵型梅酒对超氧阴离子的清除率为(42.36±0.76)%,比青梅蛹虫草发酵酒低36.94%,由此可见,青梅蛹虫草发酵酒具有较强的抗氧化效果。

2.5 青梅蛹虫草发酵酒冻干粉溶液的降血脂及降血糖效果

2.5.1 降血脂效果

青梅蛹虫草发酵酒中含有丰富的多酚类和黄酮类化合物,这些功能性成分对胆酸盐具有结合作用。本研究模拟的人体胃肠道环境,测定GCW-FPS对STC和SGC的结合率(图1),结合率越高,肝脏中的胆固醇更多的转化为胆酸盐并排出体外,从而降低体内胆固醇含量,达到降血脂的效果[47]。由图1可知,GCW-FPS对STC和SGC的结合率随着GCW-FPS浓度增加逐渐增大,1.0 mg/mL的GCW-FPS对STC和SGC的结合率为分别为(65.50±1.24)%和(66.75±1.26)%。已知18 mg/mL的沙棘果皮渣总黄酮纯化物与SGC和STC的结合率达到(66.36±0.86)%和(71.35±0.36)%,可以有效降低小鼠的血脂浓度[48]。GCW-FPS对两种胆酸盐的结合率高于同浓度的沙棘果皮渣总黄酮纯化物,说明GCW-FPS具有较强的降血脂潜力。

图1 青梅蛹虫草发酵酒冻干粉溶液与胆酸盐的结合率
Fig.1 Binding rate with cholate of green plum and Cordyceps militaris fermented wine freeze-dried powder solution

2.5.2 降血糖效果

α-葡萄糖苷酶(α-Glu)对维持人体糖代谢具有重要作用,α-Glu抑制剂能够有效控制α-Glu活性,抑制α-Glu催化多糖分解为单糖,从而降低II型糖尿病的发生率[39]。研究表明,植物中的黄酮类物质对α-Glu具有较强的抑制作用,能够有效降低血糖浓度[49]。本实验通过探究GCW-FPS中的黄酮类物质对α-Glu的活性的抑制效果判断其降血糖能力,结果见图2。由图2可知,GCW-FPS对α-Glu表现出良好的抑制效果,随着GCW-FPS质量浓度的提高抑制率也逐渐升高,呈现出剂量效应关系。1.0 mg/mL的GCW-FPS对α-Glu的抑制率为(83.52±0.23)%,比对照品阿卡波糖溶液高0.66%,说明GCW-FPS可以有效降低血糖。

图2 青梅蛹虫草发酵酒冻干粉溶液对α-葡萄糖苷酶的抑制率
Fig.2 Inhibition rate of green plum and Cordyceps militaris fermented wine freeze-dried powder solution on acarbose and α-glucosidase

2.6 青梅蛹虫草发酵酒冻干粉溶液的抑制癌细胞增殖效果

不同质量浓度的青梅蛹虫草发酵酒冻干粉溶液对HepG2及HCT116的抑制效果见图3。

图3 青梅蛹虫草发酵酒冻干粉溶液对HepG2(A)和HCT116(B)的抑制效果
Fig.3 Inhibition effect of green plum and Cordyceps militaris fermented wine freeze-dried powder solution on HepG2 (A) and HCT116 (B)

由图3A可知,GCW-FPS对HepG2增殖抑制效果明显,随着GCW-FPS质量浓度的增加抑制效果也逐渐增强,在0.2~8.0 mg/mL范围内表现出剂量依赖性。在质量浓度为8.0 mg/mL时GCW-FPS对HepG2抑制率为(83.16±0.54)%,仅比同浓度的对照品5-氟胞嘧啶(5-FU)低8.68%。由图3B可知,GCW-FPS对HCT116癌细胞同样具有抑制效果,在质量浓度为8.0 mg/mL时抑制率达到(75.94±2.18)%。本实验证实了青梅蛹虫草发酵酒具有较强的抗肿瘤活性,可进一步研究其作用机制。

3 结论

本研究以青梅和蛹虫草为原料制备了一种新型青梅蛹虫草发酵酒,对其理化指标、酒精度、感官评分以及总酚、总黄酮、氨基酸、矿物质、香气成分等指标进行检测分析,并对其体外抗氧化、降血脂和降血糖的能力以及对人肝癌细胞(HepG2)和结肠癌细胞(HCT116)增殖的抑制效果进行评价。结果表明,制备的青梅蛹虫草发酵酒酒体澄清透亮、香气馥郁、营养丰富、品质上乘,具有较强的抗氧化以及降低血脂和血糖的能力,并对癌细胞的增殖具有明显的抑制效果。青梅蛹虫草发酵酒应用前景广阔,本研究仅对其保健功效进行评价,其作用机制仍需进一步研究。

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Quality analysis and health effects of green plum and Cordyceps militaris fermented wine

ZHENG Taiji1,SHEN Yuanyuan1,WANG Baozhong1,2*,ZHU Hailiang1,2,ZHAO Weimin3,ZHANG Ying1,WANG Zhongchang1,2
(1.College of Life Sciences,Nanjing University,Nanjing 210023,China;2.State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology,Nanjing 210023,China;3.Sanmenxia Yellow River Swan Lake Wetland Conservation Center,Sanmenxia 472000,China)

Abstract:A new type of green plum and Cordyceps militaris fermented wine was prepared, its physicochemical indexes, alcohol content, sensory score,total phenols,total flavonoids,amino acids,minerals,and volatile aroma components were detected and analyzed,and its antioxidant,hypolipidemic and hypoglycemic abilities in vitro,as well as its inhibitory effect on the proliferation of human hepatocellular carcinoma cells(HepG2) and colorectal carcinomas cells(HCT116)were evaluated.Results showed that the alcohol content of green plum and C.militaris fermented wine was 12.65%vol,the sensory score was 93.02 points,and the physicochemical and microbial indexes met the"green food fruit wine"standards.The wine was rich in 6 minerals(potassium,calcium,magnesium,zinc,copper,iron)and 17 amino acids,and a total of 37 volatile components were detected.The scavenging rates on ABTS+and DPPH free radicals were(96.58±1.19)%and(94.15±0.24)%,exhibited a strong antioxidant effect.The binding rate of green plum and C.militaris fermented wine freeze-dried powder solution to sodium taurocholate was(65.50±1.24)%and the inhibition rate of α-glucosidase was(83.52±0.23)%, indicating that it could effectively reduce blood lipids and blood glucose.The proliferation inhibition rates on the HepG2 and HCT116 cancer cells were (83.16±0.54)% and (75.94±2.18)%, showing a good inhibitory effect.In summary, the green plum and C. militaris fermented wine was a functional drink with rich nutrients and multiple health effects.

Key words:green plum and Cordyceps militaris fermented wine;quality analysis;antioxidant;hypoglycemic;inhibition of cancer cell proliferation

中图分类号:TS261.2

文章编号:0254-5071(2024)07-0177-07

doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2024.07.026

引文格式:郑太极,沈袁媛,王保忠,等.青梅蛹虫草发酵酒的品质分析及保健效果研究[J].中国酿造,2024,43(7):177-183.

收稿日期:2023-10-17 修回日期:2024-03-07

基金项目:南京大学科技创新项目(0208151335)

作者简介:郑太极(1996-),男,硕士研究生,研究方向为青梅资源产业化。

*通讯作者:王保忠(1970-),男,教授,博士,研究方向为梅花植物、植物化学、发酵工程与天然产物。