食用酵素發(fā)酵代謝及功能特性研究進(jìn)展

蔡麗琴，王偉軍 ，李延華，林蒙蒙，方魯平

（1.浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，浙江杭州 310018；2.浙江一鳴食品股份有限公司，浙江溫州 325000）

食用酵素產(chǎn)品起源于日本，始于二十世紀(jì)初，現(xiàn)流行于日本、臺(tái)灣、歐洲等地，一般以乳酸菌（Lactic Acid Bacteria，LAB）、酵母菌、醋酸菌等益生菌協(xié)同作用于果蔬、食用菌、藥食同源植物、動(dòng)物等原料而成，成品含有一定量多糖類(lèi)、多酚類(lèi)、蛋白質(zhì)類(lèi)、氨基酸類(lèi)、維生素類(lèi)等生物活性成分[1]。食用酵素按產(chǎn)品形態(tài)分類(lèi)包括液態(tài)、膏狀和粉末狀產(chǎn)品；按生產(chǎn)工藝分類(lèi)包括純種發(fā)酵酵素、群種發(fā)酵酵素和復(fù)合發(fā)酵酵素；按發(fā)酵原料分類(lèi)包括植物酵素、菌類(lèi)酵素、動(dòng)物酵素和混合酵素[2]。食用酵素與其他發(fā)酵產(chǎn)品的區(qū)別主要有以下幾點(diǎn)：（a）制作前期微生物發(fā)酵需要氧氣，成品幾乎不含酒精；（b）原料前處理簡(jiǎn)單，發(fā)酵流程少；（c）發(fā)酵周期長(zhǎng)，一般為1個(gè)月至兩年[3?7]。中國(guó)早在4000多年前，就已有豆豉、辣椒醬等這一類(lèi)與食用酵素極為相似的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品，但國(guó)內(nèi)有意識(shí)的開(kāi)發(fā)功能性酵素產(chǎn)品較晚。食用酵素發(fā)酵過(guò)程流程少，原料經(jīng)基本的清洗消毒切片加入配料后直接發(fā)酵，區(qū)別于需要制曲、糖化等發(fā)酵前處理的酒、醋；根據(jù)發(fā)酵周期的不同，其與酸奶等產(chǎn)品也有所區(qū)別[3]。

食用酵素是通過(guò)微生物代謝產(chǎn)生一系列酶并作用于原料而成的，日本在發(fā)明此類(lèi)產(chǎn)品初期也將“酶”字命名進(jìn)其名稱(chēng)中——植物的酶（或發(fā)酵）的提取物，后逐漸被簡(jiǎn)化成為“酵素”[1]。在漢語(yǔ)和日語(yǔ)中，“酵素”曾有兩個(gè)意思，即發(fā)酵產(chǎn)物和酶，現(xiàn)在一般指發(fā)酵產(chǎn)物。酶本質(zhì)上是蛋白質(zhì)，口服補(bǔ)充后大部分在人體內(nèi)被分解，通過(guò)攝入外源酶幾乎不能補(bǔ)充人體相應(yīng)的內(nèi)源酶，但也有例外，如超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）在歐美、日本等國(guó)家已經(jīng)被用作預(yù)防衰老相關(guān)疾病和抗衰老的膳食補(bǔ)充要素之一[1]。酵素可以補(bǔ)充酶主要是因?yàn)榻退刂械囊恍┕δ苄猿煞执龠M(jìn)了人體內(nèi)源酶的分泌。

食用酵素中含有豐富的維生素、酶、礦物質(zhì)和次生代謝產(chǎn)物等營(yíng)養(yǎng)成分，是一種具有潛在保健功效的新型食品。近年來(lái)國(guó)內(nèi)也開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)酵素，但酵素行業(yè)是個(gè)新興行業(yè)，業(yè)內(nèi)法規(guī)制度仍有欠缺，食品安全性有待提高。因此，研究酵素產(chǎn)品的發(fā)酵機(jī)理、發(fā)酵過(guò)程中微生物的代謝產(chǎn)物、食用酵素的功能特性，分析酵素行業(yè)存在的具體實(shí)際問(wèn)題具有重要意義。本文著重介紹了食用酵素制作過(guò)程中的發(fā)酵機(jī)理，綜述了食用酵素潛在的功能以及目前食用酵素產(chǎn)品存在的問(wèn)題，為促進(jìn)食用酵素行業(yè)發(fā)展提供一定理論參考。

1 食用酵素發(fā)酵機(jī)理

食用酵素是原材料在適宜輔料添加量、一定溫度下通過(guò)微生物發(fā)酵形成的，其制作過(guò)程如圖1。在發(fā)酵過(guò)程中根據(jù)發(fā)酵周期的長(zhǎng)短可將食用酵素分為發(fā)酵液、發(fā)酵提取液、酵素發(fā)酵液這3種具有不同用途的原液（如表1）[8]。發(fā)酵液和發(fā)酵提取液保留原料新鮮口感以及活菌，保質(zhì)期短；酵素發(fā)酵液口感香醇且其生物活性物質(zhì)含量高，保質(zhì)期長(zhǎng)。食用酵素的濃度和品質(zhì)與所使用的發(fā)酵原料種類(lèi)和數(shù)量具有一定的正相關(guān)性[3]，合適的、具有互補(bǔ)功效的多原料發(fā)酵可使產(chǎn)品含更豐富的營(yíng)養(yǎng)元素，酵素原料經(jīng)微生物發(fā)酵后一部分固有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保留，另一部分經(jīng)代謝產(chǎn)生了一系列新的生物活性成分或含量得到累積增加，如多酚、多糖、有機(jī)酸、SOD、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等。酵素發(fā)酵過(guò)程中的代謝反應(yīng)不僅與發(fā)酵原料以及發(fā)酵條件有關(guān)，也與微生物的相互作用有關(guān)，食用酵素發(fā)酵中微生物通過(guò)其自身的物質(zhì)代謝使發(fā)酵原料在分子水平上發(fā)生分解和結(jié)構(gòu)改變，產(chǎn)生很多復(fù)雜的中間代謝或交叉代謝產(chǎn)物。Minnaar[9]等研究發(fā)酵櫻桃汁和花椰菜泥酚類(lèi)物質(zhì)代謝途徑表明，由于所選的細(xì)菌的生物轉(zhuǎn)化作用，這兩類(lèi)發(fā)酵產(chǎn)物富含具有高人體生物利用度的酚類(lèi)衍生物。游離咖啡酸在胃和小腸中的吸收比綠原酸好，然而只有結(jié)腸微生物群能夠水解綠原酸以釋放咖啡酸[10]，食用酵素微生物在體外實(shí)現(xiàn)了這一轉(zhuǎn)化，這可能提高這些水果和蔬菜基質(zhì)的固有功能價(jià)值。先前也有研究表明，乳酸菌降解酚酸是一些化合物解毒的重要機(jī)制[11]。例如，銀杏核中潛在的有毒成分已被鑒定為銀杏酚酸，其經(jīng)LAB發(fā)酵后銀杏酚酸降解率達(dá)70%以上，發(fā)酵48 h后，銀杏仁汁中銀杏酚酸的最終濃度低于1 mg/L[12]。紅茶菌酵素是一種以茶葉作為原料發(fā)酵的酵素，Reiss等[13?14]在研究以蔗糖作為碳源的紅茶菌酵素的發(fā)酵過(guò)程中發(fā)現(xiàn)酵母菌和細(xì)菌會(huì)通過(guò)糖代謝優(yōu)先分解蔗糖為果糖和葡萄糖，酵母菌再利用果糖代謝產(chǎn)生乙醇，醋酸菌將乙醇轉(zhuǎn)化為醋酸，同時(shí)葡萄糖被醋酸菌轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸，證明在紅茶菌酵素的發(fā)酵過(guò)程中酵母菌與醋酸菌是互利共生關(guān)系。

圖1 食用酵素制作流程圖Fig.1 Production process of edible ferment extract

表1 不同發(fā)酵時(shí)間酵素液分類(lèi)及特性Table 1 Classification and characteristics of fermented juice by different fermentation time

食用酵素發(fā)酵過(guò)程一個(gè)通氧周期內(nèi)微生物變化大致為：起初典型的兼性厭氧酵母菌需氧發(fā)酵并大量增殖，將大分子的糖發(fā)酵成葡萄糖、果糖、乙醇等，當(dāng)氧氣逐漸被耗盡時(shí)，醋酸菌將酵母菌產(chǎn)生的酒精轉(zhuǎn)化成乙酸，同時(shí)乳酸菌在無(wú)氧條件下將葡萄糖或乳糖轉(zhuǎn)化成乳酸等有機(jī)酸。兩種產(chǎn)酸菌開(kāi)始生長(zhǎng)，酵母菌數(shù)量開(kāi)始減少，一個(gè)通氧周期快結(jié)束時(shí)，乳酸菌、醋酸菌為優(yōu)勢(shì)菌，一般乳酸菌發(fā)酵飲料比酵母菌發(fā)酵飲料有更低pH和乙醇體積分?jǐn)?shù)[15]。在蘋(píng)果酵素自然發(fā)酵過(guò)程中，蘋(píng)果酸會(huì)被體系中少量的乳酸菌通過(guò)蘋(píng)果酸發(fā)酵途徑代謝生成乳酸和CO2，并影響總酚含量的變化[16]。

食用酵素產(chǎn)品加工后期也像許多發(fā)酵食品如酸奶、酒、食醋等一樣存在后熟過(guò)程。液態(tài)發(fā)酵食醋后熟原理是利用水解酶類(lèi)在短時(shí)間內(nèi)將醋醪中的蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)水解成氨基酸類(lèi)或蛋白質(zhì)中間產(chǎn)物、單糖或雙糖等，一些合成酶類(lèi)也發(fā)揮著作用，將一些簡(jiǎn)單的有機(jī)物合成大分子的物質(zhì)，酶褐變反應(yīng)與美拉德反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，增加了色澤。在較低溫度條件下進(jìn)行后熟，各種反應(yīng)進(jìn)行的緩慢，風(fēng)味物質(zhì)生成的較多，口感醇厚柔和。食用酵素后熟過(guò)程中也經(jīng)歷著如食醋般的生化變化，但深入的機(jī)理至今仍鮮有報(bào)道，其完成發(fā)酵階段后經(jīng)一段時(shí)間的低溫密封保存使得風(fēng)味改善、色澤增加、澄清度提高、刺激性減少。

2 食用酵素基質(zhì)中的微生物組成分析

食用酵素選用的原材料在LAB、酵母菌、醋酸菌等益生菌的作用下可以改善發(fā)酵基質(zhì)原有的一些不良風(fēng)味并產(chǎn)生一些新的功能成分。在傳統(tǒng)食用酵素的制作過(guò)程中不同的原材料配伍可以變化出不同種類(lèi)的食用酵素，其微生物組成也不盡相同，但整個(gè)食用酵素微生物體系的構(gòu)成又遵循一定規(guī)律?，F(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)將優(yōu)勢(shì)有益菌接種到發(fā)酵體系中來(lái)優(yōu)化發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量，在酵素食品加工體系中添加優(yōu)勢(shì)微生物可快速構(gòu)建出有益的微生物生態(tài)，抑制腐敗菌、致病菌等雜菌的生長(zhǎng)[17]。

2.1 傳統(tǒng)食用酵素中的微生物

傳統(tǒng)食用酵素微生物組成的測(cè)定一直是食品界學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。根據(jù)生鮮蔬菜和水果種類(lèi)的不同，其表面所含的微生物種群在5.0~7.0 logCFU/g之間波動(dòng)，微生物區(qū)系主要為隱球菌屬（Cryptococcus）、假絲酵母屬（Candida）、酵母菌屬（Saccharomyces）、畢赤酵母屬（Pichia）、漢森諾拉屬（Hansenula）、德巴羅米斯屬（Debaromyces）和紅酵母屬（Rhodotorula）。水果的微生物區(qū)系以酵母菌和真菌為主，酵母菌的范圍在2.0~6.0 logCFU/g之間，LAB在2.0~4.0 loogCFU/g之間。蔬菜的微生物群以細(xì)菌群落為主，尤其是假單胞菌（Pseudomonads）、腸桿菌（Enterobacteria）和棒狀芽孢桿菌（Coryneforms）等需氧菌，生蔬菜中也可能存在凝固酶陽(yáng)性葡萄球菌和其他糞便細(xì)菌[18]。因此，相比于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵技術(shù)接種固定菌種，傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品因所含菌種的多樣性有著更豐富的風(fēng)味，同時(shí)也因致病致腐菌的存在而具有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

楊芳[19]對(duì)6種自制酵素進(jìn)行了優(yōu)勢(shì)細(xì)菌菌群分布研究，結(jié)果表明優(yōu)勢(shì)細(xì)菌群屬于3個(gè)屬5個(gè)種，包括乳酸菌屬的一株新型LAB、耐酸乳桿菌和開(kāi)菲爾乳桿菌；醋桿菌屬的巴氏醋桿菌；擬桿菌屬的多形擬桿菌。齊天翊[20]對(duì)自制的兩種酵素進(jìn)行高通量測(cè)序，結(jié)果顯示酵素樣品均中以乳酸桿菌（Lactobacillus）、魏斯氏菌屬（Weisseria）、片球菌屬（Pediococcus）、明串珠菌屬（Leuconostoc）為優(yōu)勢(shì)菌群。晏殊[21]對(duì)自然發(fā)酵六個(gè)月的水果酵素中微生物進(jìn)行分離鑒定，發(fā)現(xiàn)自然發(fā)酵酵素以非釀酒酵母和醋酸菌為主要優(yōu)勢(shì)菌，且具有耐高滲透壓的特性。陳英[22]等對(duì)植物酵素發(fā)酵過(guò)程中微生物菌群進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)在植物酵素的自然發(fā)酵過(guò)程中廣泛存在LAB、酵母菌及醋酸菌，從藥食同源原料發(fā)酵液中馴化得到的獨(dú)特菌種在發(fā)酵的過(guò)程中此消彼長(zhǎng)，互利共生。土耳其傳統(tǒng)非酒精飲料Shalgam juice的菌群主要由LAB組成，占總菌數(shù)的89.63%，其次是白串珠菌屬（Leuconostoc）和片球菌屬（Pediococcus），分別占9.63%和0.74%，另一種土耳其傳統(tǒng)非酒精飲料Boza的菌群主要是乳酸菌屬和酵母菌屬[23]。因此，食用酵素中的微生物主要以LAB、酵母菌、醋酸菌為主。

2.2 工業(yè)化生產(chǎn)食用酵素發(fā)酵劑

傳統(tǒng)發(fā)酵工藝存在發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)酵產(chǎn)品在發(fā)酵過(guò)程中易腐爛變質(zhì)、產(chǎn)生毒素等問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，近年來(lái)食品界學(xué)者將目光投向篩選新型益生菌，并將益生菌引入到酵素食品加工中，以提高食用酵素品質(zhì)以及發(fā)酵過(guò)程中的可控性，適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)。基于自然發(fā)酵食用酵素中最普遍的菌種為L(zhǎng)AB、酵母菌、醋酸菌，食用酵素發(fā)酵劑仍然主要以這三種菌種為基礎(chǔ)進(jìn)行單配比或多配比，表2為十大品牌酵素所使用發(fā)酵劑的菌種，其中利用微生物發(fā)酵劑的占大多數(shù)。徐婧君[24]等篩選得到一株具有優(yōu)良降血脂能力的植物乳桿菌CGMCC8198，將其用于果蔬汁發(fā)酵。LAB有一種獨(dú)特的酶組合，可以代謝植物基質(zhì)中的各種化合物[25]。張靜雯[26]以米曲霉、酵母菌、嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌為出發(fā)菌株，針對(duì)混合菌種發(fā)酵對(duì)蘋(píng)果酵素感官評(píng)價(jià)的影響確定米曲霉的接種量1.5%、酵母菌的接種量1.0%、嗜熱鏈球菌的接種量1.0%、保加利亞乳桿菌的接種量1.0%時(shí)感官評(píng)價(jià)最高，并且淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶較未添加菌種組分別提高了50%、85.71%、54.19%。Hwang[27]等用從泡菜中分離的腸系膜明串珠菌KCCM 12010P發(fā)酵水培人參的根和芽，與未發(fā)酵樣品（對(duì)照組）相比，腸系膜明串珠菌KCCM 12010P發(fā)酵的水培人參顯示出抗氧化，抗炎和抗脂肪形成作用也增強(qiáng)。Filannino等[28]解釋了在胡蘿卜汁中培養(yǎng)的植物乳桿菌會(huì)激活有益的途徑來(lái)感知環(huán)境，并采取替代性調(diào)節(jié)。

表2 十大品牌酵素的發(fā)酵劑微生物菌種[1]Table 2 Microorganism strains of the top ten edible ferment extract[1]

3 食用酵素的功能特性

食用酵素的主要原料果蔬、食用菌、谷物等是水溶性維生素B、水溶性維生素C、維生素A原、礦物質(zhì)、植物甾醇、食用纖維、植物素的來(lái)源[29]，一些藥食兩用的植物如人參、當(dāng)歸、黃芪、山藥、枸杞含豐富的類(lèi)黃酮、皂苷、三萜、多糖、肽類(lèi)、熊果酸、多酚等功能性成分，多食用果蔬可以預(yù)防慢性疾病如高血壓、冠心病，降低中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)[18]。另有小部分食用酵素添加動(dòng)物原料如阿膠、魚(yú)蛋白等作為輔料，該類(lèi)原料含豐富的骨膠原、氨基酸、膳食蛋白，綜合各類(lèi)酵素原材料自帶的營(yíng)養(yǎng)成分以及發(fā)酵過(guò)程中所產(chǎn)生的功能性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以提高原材料的保健功效。食用酵素中所含的有益微生物能起到調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)的作用，某些食用酵素在發(fā)酵過(guò)程中添加的益生元如低聚果糖、大豆低聚糖、菊粉等，也能提高腸道益生菌活性起到調(diào)節(jié)腸道健康的作用。

3.1 抗氧化

食用酵素含SOD、多酚、維生素等多種可消除活性氧和自由基的物質(zhì)。自由基在生物體內(nèi)普遍存在，對(duì)人體有害的氧化物質(zhì)主要有超氧化物自由基、羥基自由基、過(guò)氧化氫等[30]。過(guò)量自由基易引起氧化應(yīng)激，氧化應(yīng)激的阻止也許是潛在治療老化以及老化相關(guān)疾病的一種治療策略[31]，這些自由基可以通過(guò)外界攝取的抗氧化物質(zhì)來(lái)清除。Bae等[32]研究大英菊發(fā)酵提取物的的抗氧化作用后表明，發(fā)酵后的大英菊提取物1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除能力、2,2'-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）自由基清除能力和超氧陰離子清除能力分 別 提 高 到92.65%、694.25 μmolTrolox/mL和86.38%。蔣增良等[33]研究表明樹(shù)莓酵素、藍(lán)莓酵素和葡萄酵素超氧陰離子清除能力發(fā)酵前后分別升高15.9%、5.7%和12.8%，對(duì)羥基自由基的清除能力分別提高12.4%、2.4%和7.0%，對(duì)自由基清除能力分別提高17.8%、16.2%和17.2%，并得出3種酵素的抗氧化性與酵素內(nèi)的多酚含量有濃度相關(guān)性的結(jié)論。抗氧化活性在一種大米發(fā)酵的傳印度飲料Haria中同樣可見(jiàn)，Ghosh等[34]研究發(fā)現(xiàn)Haria對(duì)DPPH自由基表現(xiàn)出較高的清除活性，在發(fā)酵第4 d時(shí)DPPH自由基清除率達(dá)82.54%。Li等[35]研究米糠、海藻、獼猴桃等制作而成的微生物酵素EM-YU發(fā)現(xiàn)其具有很高的抗氧化、抗菌性、酪氨酸酶抑制活性和病原菌生物膜抑制活性，1.8%EMYU的抗氧化活性與0.01 mg/mL維生素C溶液相當(dāng)。王輝等[36]也發(fā)現(xiàn)在青梅酵素體積濃度為0.25%時(shí)，總抗氧化性與100 μg/mL維生素C溶液相當(dāng)。

3.2 減輕肥胖癥狀及相關(guān)疾病

食用酵素中富含氨基酸、維生素、低聚糖、有機(jī)酸和植物性膳食纖維等這些能維持腸內(nèi)微生物平衡與潤(rùn)腸通便的物質(zhì)。因此，酵素有助于胃腸對(duì)食物的消化、分解、吸收，繼而降低血液中的脂肪和糖，起到降血脂和降血糖的功效。郭爽[37]通過(guò)建立大鼠減肥模型，發(fā)現(xiàn)敖東酵素可以有效抑制大鼠體重增長(zhǎng)和脂肪的積累，具有減肥的功效。Just等[38]的研究表明，糙米酵素有助于防止與肥胖相關(guān)的血管并發(fā)癥，有開(kāi)發(fā)成營(yíng)養(yǎng)藥物的可能。Candiracci等[39]的研究也表明服用糙米酵素的實(shí)驗(yàn)小鼠腹部和附睪脂肪組織中脂肪細(xì)胞變小，該酵素還具有改善肥胖相關(guān)炎癥反應(yīng)的功效。Nam等[40]研究表明，攝入發(fā)酵大豆提取物可以顯著降低空腹血糖和血紅蛋白A1c水平，同時(shí)保持更高的胰島素水。這與Lim等[41]的研究有相似結(jié)論，表明酵素食品對(duì)非胰島素依賴(lài)型糖尿病小鼠模型具有抗糖尿病作用。Pyo等[42]發(fā)現(xiàn)口服Monascus發(fā)酵大豆提取物顯著降低高血脂老鼠的血清總膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平，說(shuō)明其有降血脂的效果。

3.3 抑菌消炎

食用酵素中含有豐富的有機(jī)酸，其中主要發(fā)揮抑菌作用的是乙酸。Kantachote等[43]檢測(cè)了19種家庭自制發(fā)酵植物飲料的抑菌活性，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵植物飲料對(duì)蠟樣芽胞桿菌（Bacillus cereus）、大腸桿菌（Escherichia coli）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、沙門(mén)氏菌（Salmonella）、志賀氏桿菌（Shigella）、銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）和副溶血霍亂弧菌（Vibrio cholerae parahaemolyticus）的抑制性與飲料使用量成正比。同時(shí)也指出發(fā)酵植物飲料原料中所含的醋酸、乳酸、乙醇、甲醇和乙醛量與該種飲料的抑菌性成正比，得出發(fā)酵植物飲料的抗菌活性主要?dú)w因于他們所含有機(jī)酸的總酸度和一些來(lái)源于植物本身的生物活性物質(zhì)的結(jié)論。Ayed等[44]也將發(fā)酵康普茶對(duì)所有被測(cè)細(xì)菌都顯示出抗菌活性歸因于發(fā)酵過(guò)程中乙酸的產(chǎn)生。Han等[45]給大鼠足底注射脂多糖（LPS）誘導(dǎo)大鼠患內(nèi)毒素性葡萄膜炎，并立即給其口服發(fā)酵苦參根（FSE）和非發(fā)酵苦參根（NFSE），從核因子-kappa B（NF-κB）的活性調(diào)節(jié)和白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）、細(xì)胞間粘附分子（ICAM）-1和環(huán)氧合酶-2（COX-2）的表達(dá)來(lái)研究FSE和NFSE的抗炎作用。結(jié)果顯示FSE可顯著抑制LPS誘導(dǎo)的IL-1β和TNF-α的生成，抑制iNOS、ICAM-1和COX-2的表達(dá)以及抑制LPS誘導(dǎo)的NF-κB激活。

3.4 解酒護(hù)肝

食用酵素天然的多酶、多因子體系可起到解酒、預(yù)防醉酒等作用。醉酒和酒精中毒是我國(guó)的公共健康問(wèn)題之一，因此解酒藥物和食物的研發(fā)有迫切的社會(huì)需求及良好的經(jīng)濟(jì)預(yù)期。高仕偲等[46]針對(duì)中國(guó)普遍的醉酒和酒精中毒現(xiàn)象研發(fā)了一種解酒酵素。轉(zhuǎn)氨酶作為人體代謝過(guò)程中必不可少的酶，其生化指標(biāo)的變化也是肝臟損傷程度的一個(gè)主要指示標(biāo)準(zhǔn)。Bae等[32]研究大英菊發(fā)酵提取物的保肝作用發(fā)現(xiàn)該發(fā)酵提取物可使乙醇損傷HepG2細(xì)胞的丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）活性從117.2 U/mL降低到61.7 U/mL。李凡[47]制備了一種濱海白首烏酵素，其上清液和胞內(nèi)提取物對(duì)乙醇脫氫酶（ADH）和乙醛脫氫酶有較強(qiáng)的激活作用，進(jìn)行小鼠體內(nèi)解酒實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明濱海白首烏酵素可以明顯延長(zhǎng)小鼠的醉酒潛伏時(shí)間，縮短醉酒持續(xù)時(shí)間，并可通過(guò)提高ADH活力降低血液中的乙醇含量以及抑制飲酒后血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活力的升高，對(duì)酪氨酸酶也具有一定的激活作用。楊志鵬等[48]分離出一株具有高產(chǎn)谷胱甘肽和高效降膽固醇能力的鼠李糖乳桿菌217-8，用其試制護(hù)肝解酒酵素后發(fā)現(xiàn)，該酵素中與加速酒精代謝及保護(hù)肝臟相關(guān)的指標(biāo)較未發(fā)酵前相比均有所上升。Park等[49]將添加乙醇及發(fā)酵枳實(shí)酵素（FHDE）、只添加發(fā)酵枳實(shí)酵素、只添加乙醇的飼料對(duì)照喂養(yǎng)小鼠29 d，發(fā)現(xiàn)FHDE治療組的甘油三酯、低密度脂蛋白、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶和ALT活性均顯著降低（P<0.05），上調(diào)與乙醇脫氫（Adh1和Aldh2）、抗氧化活性（SOD和過(guò)氧化氫酶）和脂肪酸氧化（過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體α和過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子1）相關(guān)酶基因的表達(dá)，指出該酵素提取物通過(guò)增強(qiáng)抗氧化性、脂肪酸氧化能力和減少脂肪生成來(lái)防止乙醇誘導(dǎo)的肝損傷。

3.5 其他作用

食用酵素與癌癥的發(fā)病率也有一定關(guān)聯(lián)，Lee等[50]發(fā)現(xiàn)1 mg/mL短期大豆發(fā)酵提取物顯示出很強(qiáng)的抑制MCF7（零纖維肉瘤，人類(lèi)，KCLB 10121）和HT1080（乳房腺癌，人類(lèi)，KCLB 30022）生長(zhǎng)的作用，抑制率分別為58%和64%。心血管疾病嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康，有研究表明經(jīng)植物乳桿菌發(fā)酵的藍(lán)莓酵素具有抗高血壓的功效，并且可降低患心腦血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[3]。López等[51]研究發(fā)現(xiàn)大鼠服用發(fā)酵柑橘飲料可以增加體內(nèi)谷胱甘肽、尿酸、抗氧化酶活性、膽紅素，降低氧化性低密度脂蛋白，維持體內(nèi)IL-6和C反應(yīng)蛋白水平，以上研究充分表明發(fā)酵柑橘飲料預(yù)防心腦血管疾病功效比柑橘更好。李寧等[52]將20例同種異體原位肝移植臨床病例分為口服微生物酵素組與對(duì)照組，分別進(jìn)行酵素服用和正常飲食，發(fā)現(xiàn)微生物酵素服用組在腸道菌群失調(diào)、消化道功能恢復(fù)等方面均明顯優(yōu)于對(duì)照組。

4 食用酵素行業(yè)存在的問(wèn)題

食用酵素行業(yè)在我國(guó)起步較晚，國(guó)民的酵素保健意識(shí)還較弱，僅處于認(rèn)知階段，使得酵素產(chǎn)品在中國(guó)并沒(méi)有得到很好的市場(chǎng)推廣，市場(chǎng)潛力有待進(jìn)一步挖掘。目前工廠制作食用酵素還存在以下幾方面的問(wèn)題：（a）菌種安全性：自然發(fā)酵過(guò)程中存在菌種是否有害不確定性，最常見(jiàn)的菌種安全性問(wèn)題是混合微生物自然發(fā)酵可能會(huì)產(chǎn)生混合醇，其中甲醇易引起中毒[53]。食用酵素在發(fā)酵通氣時(shí)也易污染雜菌致使產(chǎn)品質(zhì)量較難控制，影響產(chǎn)品利用率和可食用性；（b）生產(chǎn)后加工工藝：產(chǎn)品的后加工存在一定問(wèn)題，主要體現(xiàn)在后加工殺菌工藝不完善，導(dǎo)致市售酵素大多存在益生菌缺乏、生物酶活性弱、風(fēng)味不佳等缺點(diǎn)，殺菌后質(zhì)量不穩(wěn)定；（c）市場(chǎng)監(jiān)管：目前我國(guó)酵素市場(chǎng)缺乏針對(duì)性管控文件，相應(yīng)的工藝技術(shù)、品質(zhì)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和管理法規(guī)還不完善，使得國(guó)內(nèi)酵素市場(chǎng)產(chǎn)品良莠不齊，真正擁有QS認(rèn)證和具備保健批文的產(chǎn)品很少；（d）自主產(chǎn)權(quán)：由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)酵素企業(yè)沒(méi)有掌握自主研發(fā)核心技術(shù)，大多依靠外來(lái)技術(shù)支持，使酵素市售價(jià)格普遍偏高。

上述實(shí)際問(wèn)題是當(dāng)前國(guó)內(nèi)酵素行業(yè)亟待解決的難題，相應(yīng)的解決方法也在逐步完備。針對(duì)問(wèn)題（a），業(yè)內(nèi)專(zhuān)業(yè)人士研制出代替自然發(fā)酵菌種的益生菌發(fā)酵劑，開(kāi)發(fā)將雜菌污染降到最低的通氣工藝。針對(duì)問(wèn)題（b），研究人員加大對(duì)不同生產(chǎn)后殺菌工藝的研究力度以求達(dá)到最佳產(chǎn)品品質(zhì)。針對(duì)問(wèn)題（c），酵素行業(yè)工藝技術(shù)、法律法規(guī)等逐漸在完善，一系列酵素產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范逐漸出臺(tái)，如中國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)2016年出臺(tái)《食用酵素良好生產(chǎn)規(guī)范》、2017年6月正式實(shí)施《食用植物酵素》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)2018年提出《酵素產(chǎn)品分類(lèi)導(dǎo)則》。針對(duì)問(wèn)題（d），各大公司及個(gè)人申請(qǐng)專(zhuān)利，關(guān)于酵素食品生產(chǎn)工藝和工廠生產(chǎn)工藝流水線的專(zhuān)利逐年增多；各高校、科研院所逐步推進(jìn)食用酵素研究課題，2019年6月“全國(guó)酵素研究中心”于華東理工大學(xué)生物工程學(xué)院成立，旨在為中國(guó)酵素產(chǎn)業(yè)搭建一個(gè)學(xué)術(shù)交流的平臺(tái)、研發(fā)核心技術(shù)。

5 展望

食用酵素是一種富含有益人體健康成分的功能性發(fā)酵食品，具有抗氧化抗衰老、減輕肥胖癥狀及相關(guān)疾病、抑菌消炎、解酒護(hù)肝、預(yù)防癌癥、提高免疫力等功效，符合現(xiàn)代人追求健康和養(yǎng)生長(zhǎng)壽的保健需求。新鮮果蔬、食用菌等資源龐大但保質(zhì)期短，通過(guò)益生菌發(fā)酵制成酵素能延長(zhǎng)食物保質(zhì)期，降低食品資源浪費(fèi)率。同時(shí)，食用酵素中殘余的果肉具有抗菌消炎、抗衰老美白、去角質(zhì)等功效，可被運(yùn)用于化妝品行業(yè)；后處理殘?jiān)捎米鲂竽翗I(yè)飼料、農(nóng)作物酵素肥。然而，酵素發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，盡管酵素產(chǎn)品中微生物的發(fā)酵代謝產(chǎn)物及某些具體功效成分已得到驗(yàn)證，但有關(guān)酵素發(fā)酵代謝的機(jī)理仍然存在一些模糊點(diǎn)和猜測(cè)性結(jié)論。食用酵素發(fā)酵過(guò)程中潛在的微生物菌群及其代謝物的構(gòu)效關(guān)系仍需深入研究。隨著酵素的產(chǎn)業(yè)化工藝技術(shù)、品質(zhì)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和管理法規(guī)的完善，將有利于酵素產(chǎn)品的質(zhì)量控制和品質(zhì)提升，具有廣闊的市場(chǎng)前景。