黄浆水发酵产γ-氨基丁酸条件优化及其抗氧化活性

周 权1,袁雯颖1,李国兴2,王小权2,蒋立文1,范贤康1,罗 洁1,周 辉1,*

(1.湖南农业大学食品科学技术学院,湖南 长沙 410128;2.湖南爱和康食品有限公司,湖南 郴州 423022)

摘 要:以黄浆水为基础制备发酵培养基,采用单因素试验及响应面试验对植物乳植杆菌JY7产γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)发酵条件进行优化。结果表明,最佳发酵条件为接种量5%、初始pH 7、发酵时间4 d。在此条件下GABA产量为556.60 mg/L,是优化前的2.78倍。在发酵过程中,糖苷型大豆异黄酮含量显著下降(P<0.05),而GABA、总多酚、总黄酮、苷元型大豆异黄酮含量均显著提升(P<0.05),1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基、2,2′-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基、羟自由基清除率均显著提高(P<0.05)。Pearson相关性分析表明,发酵黄浆水中总多酚、总黄酮、苷元型大豆异黄酮与其抗氧化活性呈现显著正相关,而糖苷型大豆异黄酮与其呈现显著负相关(P<0.01、P<0.001)。综上,植物乳植杆菌JY7发酵在富集GABA的同时实现了多种功能活性成分的协同提升。

关键词:黄浆水;γ-氨基丁酸;发酵条件优化;抗氧化

DOI: 10.11882/j.issn.0254-5071.2026.06.031

中图分类号:TS209;TQ922

文献标志码:A

文章编号:0254-5071(2026)06-0245-07

收稿日期:2025-12-16

基金项目: 郴州市国家可持续发展议程创新示范区项目(2023sfq27)

第一作者简介: 周权(1999—)(ORCID: 0009-0004-9305-5509),男,硕士研究生,研究方向为食品微生物资源开发与利用。E-mail: 1474004232@qq.com

*通信作者简介 周辉(1980—)(ORCID: 0000-0001-7157-0527),男,教授,博士,研究方向为食品微生物资源开发与利用。E-mail: paradise917@163.com

Optimization of Fermentation Conditions for γ-Aminobutyric Acid Production from Huangjiangshui and Its Antioxidant Activity

ZHOU Quan1, YUAN Wenying1, LI Guoxing2, WANG Xiaoquan2, JIANG Liwen1, FAN Xiankang1, LUO Jie1, ZHOU Hui1,*

(1. School of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;2. Hunan Aihekang Food Co. Ltd., Chenzhou 423022, China)

Abstract: Fermentation medium was prepared based on Huangjiangshui, and fermentation conditions for γ-aminobutyric acid (GABA) production by Lactiplantibacillus plantarum JY7 were optimized using a single-factor test and response surface methodology. The results showed that the optimal fermentation conditions were inoculum dosage 5%, initial pH 7 and fermentation duration 4 days. Under these conditions, the GABA yield reached 556.60 mg/L, which was 2.78 times that before optimization. During the fermentation, the content of glycosidic soybean isoflavones decreased significantly(P < 0.05). By contrast, the contents of GABA, total polyphenols, total flavonoids and aglycone soybean isoflavones increased remarkably (P < 0.05). The scavenging capacities against 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radicals,2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) cation radicals and hydroxyl radicals were also obviously enhanced(P < 0.05). Pearson correlation analysis revealed that total polyphenols, total flavonoids and aglycone soybean isoflavones were significantly positively correlated with antioxidant activity, while glycosidic soybean isoflavones showed a significant negative correlation (P < 0.01, P < 0.001). In conclusion, fermentation by L. plantarum JY7 effectively accumulates GABA and synergistically elevates multiple functionally active ingredients.

Keywords: Huangjiangshui; γ-aminobutyric acid; fermentation optimization; antioxidant

引文格式:
周权, 袁雯颖, 李国兴, 等. 黄浆水发酵产γ-氨基丁酸条件优化及其抗氧化活性[J]. 中国酿造, 2026, 45(6): 245-251.DOI: 10.11882/j.issn.0254-5071.2026.06.031. http://www.chinabrewing.net.cn

ZHOU Quan, YUAN Wenying, LI Guoxing, et al. Optimization of fermentation conditions for γ-aminobutyric acid production from Huangjiangshui and its antioxidant activity[J]. China Brewing, 2026, 45(6): 245-251. (in Chinese with English abstract) DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.06.031. http://www.chinabrewing.net.cn

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)又叫氨酪酸、哌啶酸[1],属于天然氨基酸衍生物,是人体中重要的抑制性神经递质,外源补充GABA在临床中可发挥抗抑郁[2]、调节血糖[3]、控制血压[4]等生理作用,同时该物质已被国家卫生健康委员会批准列为新资源食品[5]。研究表明,目前已筛选出的产GABA菌株主要有短乳杆菌[6]、植物乳植杆菌[7]、酵母菌[8]等,在实际运用上,多从传统发酵食品中筛选高产GABA菌株,再将其应用于生产富含GABA的发酵功能性食品。杨胜远等[9]从八渡酸笋中成功分离筛选到1株高产GABA植物乳植杆菌SS5,该菌株可利用L-谷氨酸转化合成GABA,具备较好的GABA合成能力、胃肠耐受性和生长修复能力。Wu Zhen等[10]对植物乳植杆菌Lp3的发酵培养基和发酵条件进行优化,得到高产GABA的植物乳植杆菌Lp3发酵豆奶,其GABA产量为0.552 0 g/L。Su Xiaochun等[11]从广西传统发酵食品中筛选出1株高产GABA的植物乳植杆菌L-13,其在发酵香蕉汁中表现出良好的发酵性能,可显著提高发酵香蕉汁中GABA产量,具有良好的保健功效。

黄浆水又称大豆乳清,主要是制作豆腐时产生的副产品,含蛋白质、低聚糖及大豆异黄酮等营养物质[12]。微生物发酵是目前实现黄浆水高值化利用的有效方式,通过发酵能够改善黄浆水风味品质,提升其生物活性成分含量[13-14]。陶祥婕等[15]通过酵母与乳酸菌复合发酵黄浆水,不仅有效减少豆腐黄浆水中豆腥味物质,还能增加酯类、醇类等香味物质含量,有效改善豆腐黄浆水风味品质。Xu Dandan等[16]以加盐大豆乳清为液体基质生产大豆乳清酱油,并与传统酱油的感官特性、理化特性、微生物群落和挥发性物质进行比较,结果显示2种酱油的各项理化指标无显著差异,为豆腐乳清的利用提供了一种新方法。魏涛涛[17]从自然发酵的豆腐黄浆水中分离筛选出1株乳酸菌HJS-1和1株酵母菌HJS-2,两菌混菌发酵能显著增加豆腐黄浆水游离氨基酸、大豆异黄酮和有机酸含量,提高其抗氧化活性。综上,诸多研究证实利用微生物发酵技术处理黄浆水,既能改善风味、富集活性物质,还可开发多元化发酵制品,为黄浆水资源高值化利用提供了切实可行的技术路径。

本研究以植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)JY7为发酵菌株,以基于黄浆水的发酵培养基为底物,优化其产GABA的发酵条件,与已有同类研究多仅聚焦GABA产量提升不同,本研究系统测定发酵过程中pH值、酸度、活菌数及GABA、总多酚、总黄酮、大豆异黄酮含量与抗氧化活性的动态变化,在实现GABA富集的同时揭示多类功能成分协同变化规律,为黄浆水功能性饮品开发提供更全面的理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黄浆水(豆腐加工压榨工序废水,pH 4.3、总糖0.9%、总蛋白1.0%、氨基酸态氮0.1%、盐分0.1%、干物质1.9%) 湖南胜辉食品有限公司;植物乳植杆菌JY7湖南农业大学功能乳品实验室分离保存,现保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(编号为CGMCC No.35055)。

乙腈、甲醇(均为色谱纯) 安徽天地生命科技有限公司;GABA、没食子酸、芦丁、大豆苷、大豆苷元、黄豆黄苷、黄豆黄素、染料木苷、染料木素(均为分析纯) 上海源叶生物科技有限公司;福林酚、2,4-二硝基氟苯(均为分析纯) 上海麦克林生化科技股份有限公司;氢氧化钠、酚酞、碳酸氢钠、乙酸钠、碳酸钠、乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、过硫酸钾、过氧化氢、硫酸亚铁、水杨酸(均为分析纯) 国药集团化学试剂有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、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) 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

MRS肉汤干粉培养基 广东环凯微生物科技有限公司;发酵培养基(果糖1 g、酵母浸膏20 g、L-谷氨酸1 g、磷酸吡哆醛0.1 g,黄浆水1 L,121 ℃高压蒸汽灭菌15 min) 自制。

1.2 仪器与设备

WPX恒温培养箱 上海新苗医疗器械制造有限公司;SW-CJ-2D双人单面垂直送风(经济型)净化工作台 苏州净化设备有限公司;PHS-3C pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司;LS-50HD立式压力蒸汽灭菌器 江阴滨江医疗设备有限公司;Vanquish Core高效液相色谱仪、FC全自动酶标仪 赛默飞世尔科技(中国)有限公司;TG16-WS 医用离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;PL-FS80T超声清洗机 东莞市康士洁超声波科技有限公司;FA2104电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 菌种活化

将本实验室保存的植物乳植杆菌JY7在MRS液体培养基中活化24 h,活化3代后使用无菌生理盐水清洗 3次,调整菌体细胞数为108 CFU/mL,备用。

1.3.2 发酵培养基制备

黄浆水生产工艺流程:大豆浸泡→磨豆浆与过滤→煮豆浆→点浆→静置蹲脑→入模包布压榨脱水→黄浆水。

参考姚子鹏等[18]的方法制备发酵培养基并略作修改。以黄浆水为基础,经前期实验确定果糖、酵母浸膏、L-谷氨酸、磷酸吡哆醛这4类物质及其适宜添加量对植物乳植杆菌JY7产GABA具有积极影响,待其完全溶解后再高压灭菌即可得到发酵培养基。

1.3.3 发酵条件单因素试验

将活化后的植物乳植杆菌JY7接至发酵培养基中,以GABA含量为指标,按顺序分别考察接种量(1%、3%、5%、7%、9%)、初始pH值(4、5、6、7、8)、发酵时间(1、2、3、4、5 d)对发酵黄浆水产GABA的影响。采用控制变量法,其中进行接种量的单因素试验时,初始pH值为发酵培养基原始pH值、发酵时间为1 d,进行初始pH值单因素试验时发酵时间为1 d。

1.3.4 发酵条件优化

在单因素试验的基础上,以接种量(A)、初始pH值(B)、发酵时间(C)为响应因素,以GABA含量(Y)为考察指标,采用Box-Behnken响应面法对关键发酵因素进行优化。Box-Behnken响应面试验因素与水平见表1。

表1 发酵黄浆水产GABABox-Behnken响应面试验因素与水平
Table1 Factors and levels ofBox-Behnken response surface test for GABA production in fermented Huangjiangshui

因素水平-101 A接种量/%357 B初始pH678 C发酵时间/d345

1.3.5 GABA含量测定

参考QB/T 5633.7—2022《氨基酸、氨基酸盐及其类似物 第7部分:γ-氨基丁酸》[19],采用高效液相色谱法测定样品GABA含量。

1.3.6 黄浆水pH值与滴定酸度测定

直接使用pH计测定pH值。

取10 mL样品,加入1 mL酚酞溶液,用0.1 mol/L NaOH溶液滴定至样品变红且0.5 min不褪色,以每1 mL样品消耗NaOH溶液的体积(mL)乘以10,即为样品滴定酸度。

1.3.7 黄浆水活菌数测定

采用平板计数法,涂板后在37 ℃培养48 h后进行细胞计数。

1.3.8 黄浆水总多酚、总黄酮及大豆异黄酮含量测定

参考赵晨雨等[20]的方法,采用福林酚比色法(510 nm)测定样品总多酚含量;参考张杨等[21]的方法,采用硝酸铝显色法(517 nm)测定样品总黄酮含量;参考黄玉军等[22]的方法,采用高效液相色谱法测定样品大豆异黄酮含量。

1.3.9 黄浆水抗氧化活性测定

参考侯佳俊等[23]的方法,采用分光光度比色法(517 nm)测定DPPH自由基清除率;参考王玉梅等[24]的方法,采用分光光度比色法(734 nm)测定ABTS阳离子自由基清除率;参考何帆等[25]的方法,采用分光光度比色法(510 nm)测定羟自由基清除率。

1.4 数据处理

每组实验均测定3次,数据以±s表示。采用SPSS 25.0软件对数据进行方差分析。采用Origin 2024 软件绘图,同时利用Design-Expert 13软件完成响应面模型构建及三维可视化分析。

2 结果与分析

2.1 发酵条件单因素试验结果

2.1.1 接种量的确定

接种量在决定起始发酵速率的同时也影响GABA的产量。由图1可知,随接种量的升高,GABA含量呈先上升后下降的趋势;接种量为5%时,GABA质量浓度达到峰值,为218.27 mg/L。因此,确定将5%作为响应面试验接种量的中心水平。

图1 接种量对GABA质量浓度的影响
Fig.1 Effect ofinoculum dosage on GABA content

2.1.2 初始pH值的确定

初始pH值极大影响菌株活力,从而影响菌株产GABA的能力。由图2可知,随着初始pH值的升高,GABA含量呈先上升后下降的趋势;初始pH值为7时,GABA质量浓度达到峰值,为225.83 mg/L,因此,为优化后续试验条件,确定将初始pH值为7作为响应面试验初始pH值的中心水平。

图2 初始pH值对GABA质量浓度的影响
Fig.2 Effect ofinitial pH on GABA content

2.1.3 发酵时间的确定

发酵时间对GABA的积累具有显著影响,选择合适的发酵时间对提升GABA产量尤为关键。由图3可知,在发酵初期,GABA含量随发酵时间的延长而逐渐上升;但当发酵时间超过一定范围后,GABA产量转而下降。在发酵4 d时,GABA质量浓度达到峰值,为 555.92 mg/L。因此,确定将4 d作为响应面试验发酵时间的中心水平。

图3 发酵时间对GABA质量浓度的影响
Fig.3 Effect of fermentation duration on GABA content

2.2 Box-Behnken响应面试验结果

2.2.1 回归模型及方差分析

在单因素试验结果的基础上,采用Box-Behnken响应面法对发酵条件进行优化。选取接种量(A)、初始pH值 (B)和发酵时间(C)作为自变量,以GABA含量为响应值(Y),设计3因素3水平的响应面试验。响应面试验设计及结果见表2,方差分析见表3。

表2 Box-Behnken响应面试验设计与结果
Table2 Design and results ofBox-Behnken response surface test

浓度/(mg/L)1364426.80±1.792764421.20±4.893384398.74±1.8714574557.80±5.03试验号A接种量/%B初始pHC发酵时间/dY GABA质量4784431.23±1.585373389.48±5.406773408.17±3.137375381.58±1.708775389.42±1.359563401.45±3.7710583391.83±1.0611565397.85±2.1412585388.01±2.6413574553.61±4.6215574550.02±5.2916574552.90±3.0617574559.01±3.00

表3 响应面试验回归模型方差分析
Table3 Variance analysis of the regression model for the response surface test

方差来源平方和自由度均方和FP显著性模型84 992.5299 443.61654.46<0.000 1**B175.691175.6912.170.010 1*B218 495.05118 495.051 280.47<0.000 1**A356.711356.7124.700.001 6**C145.101145.1010.050.015 7*AB362.711362.7125.120.001 5**AC29.43129.432.040.196 3 BC0.012110.01210.000 80.977 7 A219 987.67119 987.671 383.86<0.000 1**C236 893.38136 893.382 554.50<0.000 1**残差101.01714.43失拟项46.50315.501.140.434 9误差项54.51413.63总和85 093.5316

注:*.显著(P<0.05);**.极显著(P<0.01)。

通过软件对表2中的数据进行二次多元回归拟合,得到GABA质量浓度关于各因素的预测模型,回归方程: Y=0.554 7+0.006 7A-0.004 7B-0.004 3C+0.009 5AB-0.002 7AC-0.000 1BC-0.068 9A2-0.066 3B2+ 0.093 6C2

由表3可知,模型P<0.000 1,达到极显著水平;同时,失拟项P>0.05,不显著,表明模型设定恰当。模型的拟合优度指标显示,决定系数(R2)为0.998 8,校正决定系数(为0.997 3,两者数值接近且均接近1,说明模型对数据的拟合效果较好,解释能力较强。此外,变异系数为0.850 2%,低于10%,进一步印证了实验操作具有较高的精密度和可靠性。综上,可判定该模型是可靠且具有统计学意义的。对各影响因素的显著性分析表明,不同项对GABA含量的影响存在差异。一次项A,交互项AB,二次项A2B2C2对结果影响极显著(P<0.01);一次项BC对结果影响显著(P<0.05);其他项对结果影响不显著(P>0.05)。通过比较各因素的F值大小可判断其对GABA生成量影响的主次顺序。影响程度从大到小依次为:接种量(A)> 初始pH值(B)>发酵时间(C)。

根据Design-Expert 13软件的综合分析结果,确定植物乳植杆菌JY7发酵产GABA的最佳条件组合:接种量5%、初始pH 7、发酵时间4 d。在此优化条件下,GABA质量浓度的模型预测值为554.95 mg/L。为验证模型可靠性,进行3次重复验证实验,测得GABA的实际平均质量浓度为556.60 mg/L,与预测值高度吻合,相对误差在合理范围内。GABA产量是优化前(200.1 mg/L)的2.78倍, 表明所建立的优化工艺能有效提升植物乳植杆菌JY7的GABA合成能力,该发酵方案具备可行性与重复性,可用于后续相关研究或生产参考。姚子鹏等[18]以黄浆水为基础制备发酵培养基,采用保加利亚乳杆菌进行发酵,GABA产量可达6.22 g/L,高于本研究结果,这可能与发酵的菌株、培养基组成有关[30]。值得注意的是,上述研究中添加的底物谷氨酸钠,其添加量高达30 g/L,而本研究仅添加1 g/L L-谷氨酸,二者相差30倍。

2.2.2 各因素交互作用分析

由图4可知,接种量与初始pH值的响应面曲率变化显著,等高线呈明显椭圆形,表明接种量与初始pH值交互作用较强;而初始pH值与发酵时间、接种量和发酵时间的曲面曲率平缓,等高线近似圆形,说明初始pH值与发酵时间及接种量和发酵时间交互作用较弱。该结果与方差分析的结果一致,验证了模型可靠性。

图4 各因素交互作用对GABA质量浓度影响的响应面图及等高线图
Fig.4 Response surface and contour plots ofinteraction effects of various factors on GABA content

2.3 发酵过程中黄浆水pH值、滴定酸度、活菌数变化情况

由图5可知,pH值和滴定酸度在发酵过程中呈现相反趋势,但均在发酵24 h后趋于稳定。pH值随着发酵进行逐渐降低,在24 h后达到4.08,而滴定酸度随着发酵进行逐渐升高,在24 h后达到58 °T。活菌数呈现先上升后下降的变化趋势,发酵0~12 h时,活菌数逐渐增多,至12 h活菌数达4.02×109 CFU/mL,随后逐渐降低,至72 h后趋于平缓,96 h时活菌数仍有0.16×109 CFU/mL,结合图3可知,GABA含量随着发酵进行逐渐升高,说明植物乳植杆菌JY7在整个发酵过程中均生长良好且已适应酸性环境并不断生产GABA。

图5 发酵过程中黄浆水pH值、滴定酸度及活菌数变化情况
Fig.5 Changes in pH,titratable acidity and viable bacteria count in Huangjiangshui during fermentation

2.4 发酵过程中黄浆水总多酚、总黄酮、大豆异黄酮变化情况

总多酚、总黄酮、大豆异黄酮作为黄浆水中重要的生物活性物质,其在发酵过程中的变化如表4所示,随着发酵不断进行,发酵黄浆水中总多酚、总黄酮含量均不断升高,总多酚质量浓度从31.75 g/L升至36.26 g/L,总黄酮质量浓度从15.77 g/L升至20.07 g/L。乳酸菌转化能力可通过苷元型大豆异黄酮(大豆苷元、大豆黄素和染料木素)总量表征[26]。与发酵前黄浆水相比,经植物乳植杆菌JY7发酵96 h后,苷元型大豆异黄酮各组分均显著增加(P<0.05),其中大豆苷元质量浓度2.10 mg/L、黄豆黄素质量浓度0.70 mg/L、染料木素质量浓度3.00 mg/L, 而糖苷型大豆异黄酮(大豆苷、大豆黄苷、染料木苷)含量显著降低(P<0.05)。发酵黄浆水中苷元型大豆异黄酮总量约为未发酵黄浆水的8.29倍。研究表明,部分植物乳植杆菌含有葡萄糖苷酶,其发酵可有效提升总多酚和总黄酮含量,促进糖苷型大豆异黄酮转化为苷元型大豆异黄酮[27]。张莹等[28]从传统发酵食品中筛选获得的植物乳植杆菌B13具有较高产β-葡萄糖苷酶能力,利用该菌制备发酵豆乳,发现豆乳中苷元型大豆异黄酮总量约为未发酵豆乳的11倍,具有良好的生物转化大豆异黄酮能力。王欣欣[29]利用混菌发酵制备富含苷元型大豆异黄酮黄浆水发酵乳,在最佳发酵工艺条件下苷元型大豆异黄酮质量浓度为31.31 mg/L。与未发酵黄浆水相比,苷元型大豆异黄酮质量浓度增加29.77 mg/L。

表4 发酵过程中黄浆水总多酚、总黄酮、大豆异黄酮含量变化情况
Table4 Variations of total polyphenols,totalflavonoids and soybean isoflavones contents in Huangjiangshui during fermentation

指标0 h12 h24 h48 h72 h96 h浓度/(g/L)31.75±0.69d33.00±0.70d35.29±0.71b35.76±0.73b36.26±0.72a36.26±0.77a总多酚质量浓度/(g/L)15.77±0.55d17.63±0.61c18.73±0.51b19.87±0.55a19.93±0.45a20.07±0.58a总黄酮质量浓度/(mg/L)1.72±0.04a0.30±0.03b0c0c0c0c大豆苷质量量浓度/(mg/L)0.10±0.03e1.90±0.03d1.99±0.03c2.03±0.03bc2.06±0.03ab2.10±0.03a大豆苷元质浓度/(mg/L)1.14±0.03a1.03±0.04a0.87±0.03a0.55±0.03b0.44±0.03b0.12±0.03c大豆黄苷质量浓度/(mg/L)0.08±0.03e0.07±0.03e0.45±0.03d0.56±0.03c0.65±0.03b0.70±0.03a大豆黄素质量浓度/(mg/L)1.47±0.04a0.16±0.04b0.05±0.03c0.04±0.03d0e0e染料木苷质量浓度/(mg/L)0.52±0.03d1.83±0.03d2.54±0.03c2.64±0.03ab2.74±0.05ab3.00±0.03a染料木素质量

注:同行小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。表5同。

2.5 发酵过程中黄浆水体外抗氧化活性

由表5可知,随着发酵时间的增加,黄浆水对3种自由基的清除率均在发酵96 h时达到最大值,DPPH自由基清除率从53.75%升至78.31%,在发酵72 h后基本稳定(P>0.05)。ABTS阳离子自由基清除率从60.58%升至89.57%,羟自由基清除率从57.04%升至84.62%,两者在发酵48 h后基本稳定(P>0.05),初步推断为多酚、黄酮类物质含量增加导致抗氧化活性的提高。

表5 不同发酵时间黄浆水体外抗氧化活性
Table5 In vitro antioxidant activity ofHuangjiangshui at different fermentation durations

自由基清除率/%0 h12 h24 h48 h72 h96 h自由基53.75±0.97e66.25±0.85d75.65±0.88c76.97±0.80b78.46±0.90a78.31±0.87a DPPHABTS阳离子自由基60.58±0.90d73.65±0.89c82.95±0.82b89.06±0.87a89.17±0.90a89.57±0.88a羟自由基57.04±0.91d69.31±0.86c79.07±0.83b83.82±0.94a84.13±0.92a84.62±0.88a

2.6 主要活性成分与抗氧化活性相关性分析

由图6可知,GABA含量与ABTS阳离子自由基和羟自由基清除率呈显著正相关(P<0.05);总多酚、总黄酮、苷元型大豆异黄酮与3种自由基清除率均呈显著正相关(P<0.01、P<0.001);而糖苷型大豆异黄酮与3种自由基清除率均呈显著负相关(P<0.01、P<0.001)。

图6 黄浆水发酵过程中活性成分与抗氧化活性相关性
Fig.6 Correlation between active components and antioxidant activity ofHuangjiangshui during fermentation

3 结 论

本研究选用高产GABA的植物乳植杆菌JY7发酵黄浆水,对黄浆水产GABA的发酵条件进行优化。最佳发酵条件:接种量5%、初始pH 7、发酵时间4 d。该发酵条件下GABA质量浓度为556.60 mg/L,是优化前的2.78倍。在本研究中,发酵黄浆水使GABA、总多酚、总黄酮、苷元型大豆异黄酮含量均随发酵时间逐渐升高,也使DPPH自由基、ABTS阳离子自由基、羟自由基清除率显著提高,分别由53.75%、60.58%、57.04%提高至78.31%、89.57%、84.62%。Pearson相关性分析结果表明,发酵黄浆水中GABA含量与ABTS阳离子自由基和羟自由基清除率呈显著正相关,总多酚、总黄酮、苷元型大豆异黄酮与3种自由基清除率均呈显著正相关。综上所述,本研究通过植物乳植杆菌JY7发酵黄浆水,系统解析了发酵过程中各功能活性成分与抗氧化活性的动态变化规律,在富集GABA的同时实现了多种功能活性成分的协同提升,为黄浆水功能性饮品开发提供了更为全面的理论依据与技术参考。

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