鄭 平，吳幼茹，楊繼偉，鄒 毅，王在謙，李 楠,*（.廣西大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 50004；.廣西大學(xué)糖業(yè)工程技術(shù)研究中心，廣西 南寧 50004；.廣西海銘威釀酒股份有限公司，廣西 來賓 546500）

甘蔗醋發(fā)酵產(chǎn)物在體外及模擬人體腸胃環(huán)境中的抗氧化活性

鄭 平1，吳幼茹1，楊繼偉1，鄒 毅2，王在謙3，李 楠1,*
（1.廣西大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530004；2.廣西大學(xué)糖業(yè)工程技術(shù)研究中心，廣西 南寧 530004；3.廣西海銘威釀酒股份有限公司，廣西 來賓 546500）

甘蔗中含有豐富的多酚和黃酮類物質(zhì)，本研究以總酚含量、黃酮含量、清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基能力、清除羥自由基（·OH）能力、總還原能力為指標(biāo)，探討由甘蔗汁發(fā)酵而成的甘蔗酒、甘蔗醋在體外及模擬人體消化環(huán)境整個過程中抗氧化活性的變化。結(jié)果表明，在酒精發(fā)酵階段酒精對多酚和黃酮具有一定的提取作用；在醋酸發(fā)酵階段多酚和黃酮含量呈現(xiàn)波動狀態(tài)，這可能和發(fā)酵過程中的氧化、水解作用有關(guān)。甘蔗醋發(fā)酵產(chǎn)物在體外具有極強(qiáng)的清除DPPH自由基能力，同時甘蔗酒還具有較強(qiáng)清除·OH的能力。多酚和黃酮經(jīng)過模擬人體腸胃消化環(huán)境后發(fā)生了一系列反應(yīng)：多酚和黃酮在胃液環(huán)境中的含量極顯著下降（P＜0.01），而在腸液環(huán)境中含量略有上升。通過對不同發(fā)酵產(chǎn)物在體外及模擬人體腸胃消化環(huán)境下清除DPPH自由基能力、清除·OH能力、總還原能力的比較，表明人體腸胃環(huán)境中的抗氧化活性不僅受食物中抗氧化物質(zhì)的影響，而且受消化液中pH值、蛋白酶、磷酸鹽等多種生理因素的影響。

甘蔗汁；甘蔗酒；甘蔗醋；多酚；黃酮；模擬腸胃環(huán)境；抗氧化活性

甘蔗是一種重要的糧食作物，在熱帶和亞熱帶國家主要用于制糖工業(yè)[1]。甘蔗中含有豐富的蔗糖、氨基酸、維生素、尼克酸、核黃素、鉀、鈣、磷、鐵以及蔗蠟等多種營養(yǎng)成分，其中鐵含量在各種水果中，雄踞“冠軍”寶座，素有“補(bǔ)血果”的美稱[2]。據(jù)報(bào)道，甘蔗中還含有豐富的多酚和黃酮類物質(zhì)，已被鑒定的低相對分子質(zhì)量的多酚和黃酮類有20 多種，還有一些高相對分子質(zhì)量的聚合物（如單寧和鞣酸）[3]。醫(yī)學(xué)研究表明，甘蔗汁中豐富的多酚和黃酮類物質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗氧化能力、抗突變能力、抗發(fā)炎能力以及酪氨酸酶抑制能力[4-5]。因此將營養(yǎng)豐富的甘蔗汁通過微生物發(fā)酵制作成風(fēng)味獨(dú)特的甘蔗果酒和甘蔗醋飲品，對人體健康具有重要意義。

多酚類物質(zhì)是植物代謝過程中的天然次生副產(chǎn)物，存在于各種水果蔬菜中，是一類具有實(shí)用前景的天然抗氧化劑以及自由基清除劑[6]。流行病學(xué)研究證實(shí)，自由基導(dǎo)致的氧化損傷與人類的衰老和疾病密切相關(guān)，一些慢性病和冠心病的發(fā)病率與攝入富含酚類物質(zhì)的食物的多少有關(guān)。而黃酮類物質(zhì)是具有多種生物活性的多酚類化合物，它是一種很強(qiáng)的抗氧劑，可有效清除人體內(nèi)的氧自由基，如花青素可以抑制油脂性過氧化物的全階段溢出，這種阻止氧化的能力是VE的10 倍以上，這種抗氧化作用可以阻止細(xì)胞的退化、衰老，也可阻止癌癥的發(fā)生[7]。

食品或藥品服用后先經(jīng)過胃腸道消化、吸收后才能為機(jī)體所利用。食品或藥品在胃腸道的消化受 pH值、消化酶、無機(jī)鹽等多種生理因素的影響[8]。研究表明，多酚和黃酮在植物中能以蛋白絡(luò)合物、苷原、聚合物等多種形式存在，腸胃消化作用對它們的釋放和吸收具有較大影響[9]。目前，關(guān)于食品在人體體內(nèi)環(huán)境的抗氧化活性研究報(bào)道較少。因此，本研究以總酚含量、黃酮含量、清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基能力、清除羥自由基（·OH）能力、總還原能力為指標(biāo)，探討甘蔗醋發(fā)酵階段產(chǎn)物在體外環(huán)境、模擬人體胃環(huán)境以及十二指腸環(huán)境下的抗氧化活性，為甘蔗資源的研究開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

甘蔗汁 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所成熟甘蔗（糖度16～18 °Bx）；釀酒酵母（Hanseniaspora uvarum）、醋酸菌（Acetobacter pasteurianus） 廣西大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院朗姆酒研發(fā)實(shí)驗(yàn)室。

DPPH 美國Sigma 公司；磷酸（食用級） 廣田生化試劑經(jīng)營部；抗壞血酸、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氯化鈉 西隴化工股份有限公司；Folin-酚試劑、沒食子酸、蘆丁、硝酸鋁、碳酸鈉、亞硝酸鈉、水楊酸鈉、鐵氰化鉀、磷酸二氫鉀 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；硫酸亞鐵、三氯化鐵、三氯乙酸、鹽酸 廣州市金華大化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PAL-1迷你數(shù)顯折射計(jì) 廣州市愛宕科學(xué)儀器有限公司；PL-303 電子分析天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；N510C手提式高壓滅菌鍋、TW-12恒溫水浴鍋 重慶雅馬拓科技有限公司；ZHWY-211B 新型大容量全溫度恒溫培養(yǎng)振蕩器 上海智城分析儀器制造有限公司；UV mini-1240型紫外-可見分光光度計(jì) 日本島津公司；HC-2517高速離心機(jī) 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；QJH-L100A 水果榨汁機(jī) 浙江千家匯電器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 甘蔗醋發(fā)酵工藝操作要點(diǎn)

對甘蔗進(jìn)行表面清洗，榨汁機(jī)榨取，將甘蔗汁加熱至沸騰維持5 min，靜置3 h以上，取上清液，用蒸餾水調(diào)整糖度為18 °Bx，得到甘蔗汁。用磷酸（食用級）調(diào)整pH值至4.5，按體積分?jǐn)?shù)10%接入釀酒酵母（Hanseniaspora uvarum）種子液，28 ℃乙醇發(fā)酵7 d，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為8%時，對果酒進(jìn)行過濾，得到甘蔗酒，再以甘蔗果酒為原料按體積分?jǐn)?shù)12%接入醋酸菌（Acetobacter pasteurianus）種子液，于32 ℃、160 r/min條件下醋酸發(fā)酵6 d，當(dāng)酸度達(dá)到6.0 g/100 mL，對醋液進(jìn)行過濾，得到甘蔗醋。所得甘蔗汁、甘蔗酒和甘蔗醋作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)樣品，抗壞血酸（100 mg/L）作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)對照組。

1.3.2 抗氧化活性的測定

1.3.2.1 總酚含量的測定

采用Folin-酚法，以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品[10-11]。分別取0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL 0.02 mg/mL的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，依次加入Folin-酚試劑1.0 mL和7.5 g/100 mL的碳酸鈉溶液3.0 mL，用蒸餾水定容至10 mL，搖勻，顯色2 h，在765 nm波長處測定吸光度。得線性回歸方程：y＝108.196x＋0.019（R2＝0.999 8）。

1.3.2.2 總黃酮含量的測定

采用亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉比色法，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品。參考文獻(xiàn)[12-13]，略有改動：分別取0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL 0.1 mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液，用70%的乙醇溶液補(bǔ)到10mL，加入5 g/100 mLNaNO2溶液0.8 mL混合均勻，放置6 min，然后加入10 g/100 mL的Al(NO3)3溶液0.8 mL混合均勻，放置6 min，最后加入4 g/100 mL的NaOH溶液10 mL，以蒸餾水定容至25 mL，放置15 min，在510 nm波長處測定吸光度。得線性回歸方程：y＝14.093x＋0.004（R2＝0.999 7）。

1.3.2.3 DPPH自由基清除能力的測定

[14]的測定方法，修改如下：準(zhǔn)確移取0.06 mmol/L的DPPH乙醇溶液5 mL，分別加入0.6 mL含有體積分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%的樣品水溶液，混勻，室溫避光反應(yīng)30 min，4 ℃、3 500 r/min條件下離心10 min取上清液，517 nm波長處測定吸光度（Ai），同時將5 mL DPPH乙醇溶液和0.6 mL無水乙醇混勻按上述方法測定吸光度（Ac），以及5 mL無水乙醇溶液和0.6 mL樣品水溶液混勻按上述方法測定吸光度（Aj），根據(jù)下式計(jì)算DPPH自由基清除率。

1.3.2.4 ·OH清除能力的測定

Fenton反應(yīng)中H2O2與Fe2＋混合可產(chǎn)生·OH，當(dāng)體系中存在水楊酸時能夠有效俘獲·OH并產(chǎn)生紅色產(chǎn)物，此物質(zhì)在510 nm波長處有最大吸光度。根據(jù)文獻(xiàn)[15-16]的測定方法略有改動：依次向試管中加入0.5 mL 0.15 mol/L FeSO4溶液，2 mL的2 mmol/L水楊酸鈉溶液，2.5 mL蒸餾水和1 mL體積分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%的樣品水溶液，最后加入1 mL 6 mmol/L的H2O2溶液啟動反應(yīng)，37 ℃下反應(yīng)1 h，4 ℃、3 500 r/min條件下離心10 min取上清液，510 nm波長處測定吸光度（Ai），加入1 mL蒸餾水作為空白對照，按上述方法測定吸光度（Ac），用蒸餾水替代上述試劑和1 mL不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的樣品，按上述方法測定吸光度（Aj）。

1.3.2.5 總還原能力的測定

參考Oyaizu[17]的方法進(jìn)行測定，修改如下：分別取含有體積分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%、20%、25%、30%的樣品水溶液1 mL，依次加入2.5 mL 0.2 mol/L pH 6.6的磷酸緩沖液，混勻。再加入2.5 mL 1 g/100 mL的鐵氰化鉀溶液。混合物于50 ℃恒溫水浴20 min后取出，流水冷卻，加入1 mL 10 g/100 mL的三氯乙酸終止反應(yīng)。4 ℃、3 500 r/min條件下離心10 min取上清液2.5 mL，加蒸餾水2.5 mL以及0.5 mL 0.1 g/100 mL 的三氯化鐵溶液，搖勻，靜置5 min，于700 nm波長處測定吸光度。

1.3.3 模擬人體腸胃環(huán)境

1.3.3.1 模擬人體胃環(huán)境

根據(jù)文獻(xiàn)[18-20]的測定方法，修改如下：將6.0 g胃蛋白酶溶于540 mL水中，加鹽酸調(diào)節(jié)pH值至1.2，再加入2.0 g NaCl，將溶液稀釋至600 mL，使其質(zhì)量濃度為1 g/100 mL，將甘蔗醋階段產(chǎn)物樣液按體積分?jǐn)?shù)40%加入到模擬胃環(huán)境的胃液中，避光于37 ℃、130 r/min搖床中水浴70 min（此轉(zhuǎn)速模擬體內(nèi)胃蠕動），迅速冷凍，即得被測樣液。分析時將樣液經(jīng)過常溫解凍，進(jìn)行指標(biāo)測定。

1.3.3.2 模擬人體十二指腸環(huán)境

模擬胃環(huán)境中，KH2PO4質(zhì)量濃度為0.68 g/100 mL、NaHCO3質(zhì)量濃度為8.5 g/100mL，然后用4 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)pH值至6.8，最后按照1 g/100 mL的質(zhì)量濃度分別加入胰蛋白酶和脂肪酶，充分溶解。37 ℃、45 r/min避光條件下?lián)u床水浴120 min，迅速冷凍，即得被測樣液。分析時將樣液常溫解凍，以上述相同濃度的胃液和腸液作為空白對照，進(jìn)行指標(biāo)測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Origin 7.5軟件作圖，進(jìn)行線性分析；通過SPSS Statistics 22對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析，P＜0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘蔗醋釀造過程中總酚和黃酮含量的變化

圖1 甘蔗醋發(fā)酵階段總酚和黃酮含量的變化情況Fig. 1 Changes in the contents of total polyphenols and total fl avonoids during the fermentation of sugar cane vinegar

由圖1可知，總酚和總黃酮含量在甘蔗醋酒精發(fā)酵階段（1～7 d）呈現(xiàn)先升高后降低，再緩慢上升的趨勢。發(fā)酵前總酚和總黃酮含量分別為402、290 mg/L，發(fā)酵第1天結(jié)束時含量分別達(dá)到456、360 mg/L，之后含量開始逐漸降低，原因很可能是發(fā)酵前期酵母活力較強(qiáng)，發(fā)酵產(chǎn)生大量乙醇對總酚和總黃酮起到提取作用所致[21]。酒精發(fā)酵階段前后比較，總酚含量減少，總黃酮含量相對上升，可能原因是在發(fā)酵過程中甘蔗汁中部分酚類物質(zhì)如單寧、原花青素、花色苷等物質(zhì)被部分氧化或被降解，轉(zhuǎn)變?yōu)辄S酮類物質(zhì)或其他物質(zhì)所致[22-23]；總酚和總黃酮含量在醋酸發(fā)酵階段（7～14 d）呈現(xiàn)波動狀態(tài)，這與醋酸發(fā)酵過程中的氧化以及水解作用有關(guān)[24]。

2.2 不同階段產(chǎn)物在體外的抗氧化活性

2.2.1 清除DPPH自由基的能力

DPPH自由基是一種穩(wěn)定的、以氮為中心的自由基，如果受試物能將其清除，則意味著受試物具有降低烷自由基或過氧化自由基的能力，同時具有能打斷脂質(zhì)過氧化鏈反應(yīng)的作用。酚類物質(zhì)（ArOH）清除DPPH自由基存在2種機(jī)制：1）直接提供酚的氫離子給DPPH自由基（即H原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)）；2）從酚（ArOH）或其酚陰離子（ArO·）轉(zhuǎn)移電子到DPPH自由基（即電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)）。一般在非極性溶液中氫原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)機(jī)制占優(yōu)越性，但在極性溶液中，如乙醇、甲醇，DPPH自由基能和酚（ArOH）形成較強(qiáng)的氫鍵，從而電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)機(jī)制占主要，二者也可同時發(fā)生[25]。由圖2可知，3 種物質(zhì)均具有極強(qiáng)清除DPPH自由基的能力，甘蔗汁、甘蔗酒、甘蔗醋對DPPH自由基的清除能力（IC50）分別為：10.70%、11.01%、12.34%?？梢哉J(rèn)為酚類物質(zhì)含量及反應(yīng)機(jī)制的差異影響了三者的清除能力。

圖2 不同甘蔗醋發(fā)酵階段樣品對DPPH自由基的清除作用Fig. 2 DPPH radical scavenging capacity of fermented products at different fermentation stages

2.2.2 清除·OH的能力

圖3 不同甘蔗醋發(fā)酵階段樣品對·OH的清除作用Fig. 3 Hydroxyl radical scavenging capacity of fermented products at different fermentation stages

由圖3可知，甘蔗汁、甘蔗酒、甘蔗醋、100 mg/L抗壞血酸對·OH的清除作用基本成線性增強(qiáng)關(guān)系，但清除能力差異較為明顯。當(dāng)樣品體積分?jǐn)?shù)為50%時，甘蔗汁、甘蔗酒、甘蔗醋對·OH清除率分別為：69.28%、93.21%、84.40%。3 種甘蔗樣品對·OH的清除能力依次為：甘蔗酒＞甘蔗醋＞甘蔗汁。甘蔗酒和甘蔗醋均具有較強(qiáng)·OH清除能力，特別是甘蔗酒在較低體積分?jǐn)?shù)下仍然具有較好的清除能力。酒精和醋酸發(fā)酵階段，酒精和有機(jī)酸的作用有利于多聚體酚類物質(zhì)（如單寧）降解、黃酮類物質(zhì)的浸出，使得整個發(fā)酵過程中黃酮類物質(zhì)含量呈現(xiàn)上升趨勢，可能影響了甘蔗酒和甘蔗醋對·OH的清除能力。

2.2.3 總還原能力

一種物質(zhì)具有較強(qiáng)還原能力時能夠?qū)e3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，從而使還原能力測定體系中普魯士藍(lán)的量增加，導(dǎo)致樣液在700 nm波長處吸光度增大。一般而言，反應(yīng)體系在700 nm處吸光度越大，說明樣液還原能力越強(qiáng)，即抗氧化能力越好。由圖4可知，雖然甘蔗汁、甘蔗酒、甘蔗醋中多酚和黃酮含量存在差異，但三者總還原能力相當(dāng)，且均具有較好的還原能力，說明甘蔗醋階段產(chǎn)物的總還原能力是由多種因素決定，與多酚、黃酮、還原糖以及有機(jī)酸等的協(xié)同作用具有較大關(guān)系[26]。

圖4 不同甘蔗醋發(fā)酵階段樣品的總還原能力Fig. 4 Total reducing power of fermented products at different fermentation stages

2.3 模擬人體腸胃環(huán)境下不同階段產(chǎn)物的抗氧化活性2.3.1 模擬人體腸胃環(huán)境下不同階段產(chǎn)物中總酚和總黃酮含量的變化

表1 在不同環(huán)境下甘蔗醋發(fā)酵階段樣品總酚和總黃酮的含量（x ±s，n＝3）3Table 1 Changes in total polyphenols and total fl avonoids contents of sugarcane juice, wine and vinegar in different environments (x ±ss, , n = 3) = 3) mg/L

由表1可知，經(jīng)過模擬人體腸胃環(huán)境相對于體外水溶液環(huán)境，甘蔗汁、甘蔗酒和甘蔗醋中總酚和黃酮含量均極顯著下降（P＜0.01），說明胃腸道消化對食物活性成分和抗氧化性具有顯著的影響，同時也表明，通過體外化學(xué)法測定的結(jié)果，并不能直接說明食物在人體內(nèi)經(jīng)消化吸收后也能發(fā)揮相同的功效。

3種甘蔗醋發(fā)酵階段樣品經(jīng)過模擬胃液環(huán)境后總酚和總黃酮含量下降較大，再經(jīng)過模擬腸液環(huán)境時總酚和總黃酮含量又有所回升。植物多酚含有多種活性基團(tuán)，容易發(fā)生氧化反應(yīng)、水解反應(yīng)、酚醛縮合和曼尼希等反應(yīng)，多酚在酸性溶液或無機(jī)鹽溶液中不穩(wěn)定，容易水解成多酚苷元或鹽析而形成渾濁物。Argyri等[27]研究了模擬消化以及鐵、抗壞血酸、肉、酪蛋白等對紅酒中總酚及抗氧化能力的影響，發(fā)現(xiàn)模擬消化后紅酒中酚類含量顯著下降。另外，他們還發(fā)現(xiàn)鐵和蛋白質(zhì)與紅酒中的酚類物質(zhì)發(fā)生交互作用，并導(dǎo)致紅酒抗氧化能力下降。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明食物在人體腸胃消化過程中的抗氧化活性不僅受食物基質(zhì)中成分的影響，而且受腸胃環(huán)境中分泌的各種蛋白酶液、磷酸鹽以及環(huán)境pH值等因素的影響。

2.3.2 模擬人體腸胃環(huán)境下不同甘蔗醋發(fā)酵階段樣品清除DPPH自由基、清除·OH以及總還原能力變化情況

圖5 模擬人體腸胃環(huán)境下不同甘蔗醋發(fā)酵階段樣品DPPH自由基清除率（a）、a·OH清除率（b）和總還原能力（c）cFig. 5 DPPH radical scavenging capacity (a), hydroxyl radical scavenging capacity (b) and total reducing power (c) of fermented products at different fermentation stages

由圖5a可知，3種甘蔗醋發(fā)酵階段樣品在模擬人體腸胃環(huán)境下仍然具有較強(qiáng)的清除DPPH自由基能力，其中在模擬胃液環(huán)境下清除DPPH自由基能力最強(qiáng)。雖然多酚和黃酮在胃液中胃蛋白酶和鹽酸的消化作用下含量大幅下降，但同時發(fā)生了某些化學(xué)反應(yīng)（類似如多酚和黃酮水解為苷元、多酚蛋白絡(luò)合物酶解），影響了酚類清除DPPH自由基的能力。由圖5b可知，3種甘蔗醋發(fā)酵階段樣品在不同環(huán)境下清除·OH能力差別較大，其中在水溶液環(huán)境和腸液環(huán)境下三者清除·OH能力較強(qiáng)，在胃液環(huán)境清除能力較差。這一方面與總酚和黃酮含量的大量減少有關(guān)，另一方面可能在胃液低pH值環(huán)境下，高濃度H＋影響了Fenton反應(yīng)體系中Fe2＋和Fe3＋的絡(luò)合平衡體系，影響了產(chǎn)生·OH反應(yīng)的啟動，對測定結(jié)果具有一定影響[28]。在腸液環(huán) 境下5 組（包括空白對照組）都具有較強(qiáng)的清除·OH自由基能力，分析原因可能和腸液中較高濃度的磷酸緩沖鹽對·OH的捕獲有關(guān)[29-30]。由圖5c可知，3種甘蔗醋發(fā)酵階段樣品在不同環(huán)境下總還原能力變化不大，從圖中可知不同環(huán)境下總還原能力依次為：水溶液環(huán)境＞模擬腸液環(huán)境＞模擬胃液環(huán)境。甘蔗汁、甘蔗酒和甘蔗醋的總還原能力是由多種因素決定的，人體腸胃環(huán)境對其具有一定的影響。

3 結(jié) 論

甘蔗汁含有豐富的多酚和黃酮類物質(zhì)，在微生物發(fā)酵過程中多酚受環(huán)境和菌體影響，被部分氧化或降解，導(dǎo)致含量下降明顯，而黃酮含量略有上升，可能與發(fā)酵過程中黃酮類物質(zhì)的浸出以及酚類向黃酮類的轉(zhuǎn)化有關(guān)。在體外抗氧化活性研究中，甘蔗汁、甘蔗酒及甘蔗醋均具有較強(qiáng)清除DPPH自由基能力、清除·OH能力以及總還原能力；模擬研究表明，在人體腸胃環(huán)境中低pH值或高鹽環(huán)境影響下，多酚和黃酮類物質(zhì)容易水解成苷元或鹽析而形成渾濁物，導(dǎo)致消化過程中多酚和黃酮含量發(fā)生了較大的差異。本研究發(fā)現(xiàn)，甘蔗汁、甘蔗酒及甘蔗醋在腸胃環(huán)境下清除DPPH自由基和·OH能力與體外水溶液環(huán)境相比差異較大，該差異與總酚和黃酮含量相關(guān)性不明顯。分析原因，一方面與腸胃環(huán)境對抗氧化物質(zhì)的消化作用有關(guān)，另一方面與腸胃環(huán)境本身具有一定的抗氧化能力有關(guān)。結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)表明，食物在消化道中的抗氧化活性不僅受其本身所含抗氧化物質(zhì)的影響，而且受消化液中pH值、蛋白酶、磷酸鹽等多種生理因素的影響，該影響是一個較為復(fù)雜的過程，還有待更深入的研究。

總體來說甘蔗汁、甘蔗酒及甘蔗醋在體外及模擬人體腸胃環(huán)境下均具有較強(qiáng)的抗氧化能力，是較好的天然抗氧化劑。傳統(tǒng)制糖工業(yè)只利用了甘蔗汁中主要的糖分，產(chǎn)品附加值較低，然而考慮到甘蔗汁中豐富的營養(yǎng)成分和較強(qiáng)的抗氧化能力，利用微生物發(fā)酵法將新鮮濃縮后的甘蔗汁釀制成風(fēng)味獨(dú)特的營養(yǎng)型甘蔗酒和甘蔗醋飲品，這對熱帶或亞熱帶國家甘蔗產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] ASIKIN Y, TAKAHASHI M, MISHIMA T, et al. Antioxidant activity of sugarcane molasses against 2,2’-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride-induced peroxyl radicals[J]. Food Chemistry, 2013, 141(1): 466-472. DOI:10.1016/j.foodchem.2013.03.045.

[2] 黃美娥, 高中松, 張羽, 等. 白茅根-甘蔗飲料的研制[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2006, 32(2): 141-143. DOI:10.3321/j.issn:0253-990X.2006.02.038.

[3] DUARTE-ALMEIDA J M, SALATINO A, GENOVESE M I, et al. Phenolic composition and antioxidant activity of culms and sugarcane (Saccharum officinarum L.) products[J]. Food Chemistry, 2011, 125(2): 660-664. DOI:10.1016/j.foodchem.2010.09.059.

[4] TAKARA K, OTSUKA K, WADA K, et al. 1, 1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging activity and tyrosinase inhibitory effects of constituents of sugarcane molasses[J]. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2007, 71(1): 183-191. DOI:10.1271/ bbb.60432.

[5] WANG B S, CHANG L W, KANG Z C, et al. Inhibitory effects of molasses on mutation and nitric oxide production[J]. Food Chemistry, 2011, 126(3): 1102-1107. DOI:10.1016/j.foodchem.2010.11.139.

[6] SCALBERT A, WILLIAMSON G. Dietary intake and bioavailability of polyphenols[J]. The Journal of Nutrition, 2000, 130(Suppl 8): 2073-2085.

[7] ROMAGNOLO D F, SELMIN O I. Flavonoids and cancer prevention: a review of the evidence[J]. Journal of Nutrition in Gerontology and Geriatrics, 2012, 31(3): 206-238. DOI:10.1080/21551197.2012.702534.

[8] BOUAYED J, HOFFMANN L, BOHN T. Total phenolics, fl avonoids, anthocyanins and antioxidant activity following simulated gastrointestinal digestion and dialysis of apple varieties: bioaccessibility and potential uptake[J]. Food Chemistry, 2011, 128(1): 14-21. DOI:10.1016/j.foodchem.2011.02.052.

[9] 趙旭. 體外模擬消化對小麥和大米抗氧化活性和抗細(xì)胞增殖作用影響的研究[D]. 廣州: 華南理工大學(xué), 2013: 31-32.

[10] VELIOGLU Y S, MAZZA G, GAO L, et al. Antioxidant activity and total phenolics in selected fruits, vegetables, and grain products[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1998, 46(10): 4113-4117. DOI:10.1021/jf9801973.

[11] 孫瑩瑩, 劉建書, 李志西, 等. 葡萄醋抗氧化活性比較研究[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(5):120-123.

[12] ZHISHEN J, MENGCHENG T, JIANMING W. The determination of flavonoid contents in mulberry and their scavenging effects on superoxide radicals[J]. Food Chemistry, 1999, 64(4): 555-559. DOI:10.1016/S0308-8146(98)00102-2.

[13] 化志秀, 蘆艷, 魯周民, 等. 紅棗醋發(fā)酵階段主要成分及抗氧化性的變化[J]. 中國食品學(xué)報(bào), 2013(8): 248-253.

[14] SUM S, CHIEN P J. Antioxidant activity, anthocyanins, and phenolics of rabbiteye blueberry (Vaccinium ashei) fl uid products as affected by fermentation[J]. Food Chemistry, 2007, 104(1): 182-187. DOI:10.1016/j.foodchem.2005.05.023.

[15] LIN S H, LO C C. Fenton process for treatment of desizing waste water[J]. Water Research, 1997, 31(8): 2050-2056. DOI:10.1016/ S0043-1354(97)00024-9.

[16] 謝思蕓, 鐘瑞敏, 肖仔君, 等. 楊梅果醋體外抗氧化活性的研究[J]. 食品與機(jī)械, 2012, 28(6): 125-128. DOI:10.3969/ j.issn.1003-5788.2012.06.031.

[17] OYAIZU M. Studies on products of browning reaction-antioxidative activities of products of browning reaction prepared from glucosamine[J]. The Japanese Society of Nutrition and Dietetics, 1986, 44(6): 307-315. DOI:10.5264/eiyogakuzashi.44.307.

[18] 鄭影, 何玉龍, 鄭洪亮, 等. 藍(lán)莓花色苷體外及模擬人體胃腸環(huán)境的抗氧化活性研究[J]. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào), 2014, 33(7): 736-742.

[19] MCDOUGALL G J, FYFFE S, DOBSON P, et al. Anthocyanins from red cabbage–stability to simulated gastrointestinal digestion[J]. Phytochemistry, 2007, 68(9): 1285-1294. DOI:10.1016/ j.phytochem.2007.02.004.

[20] MCDOUGALL G J, DOBSON P, SMITH P, et al. Assessing potential bioavailability of raspberry anthocyanins using an in vitro digestion system[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53(15): 5896-5904. DOI:10.1021/jf050131p.

[21] BALíK J. Dynamics of changes in total anthocyanins during the fermentative maceration of grapes[J]. Horticultural Science (Prague), 2006, 33(3): 103-107.

[22] MORATA A, GóMEZ-CORDOVéS M C, COLOMO B, et al. Cell wall anthocyanin adsorption by different Saccharomyces strains during the fermentation of Vitis vinifera L. cv Graciano grapes[J]. European Food Research and Technology, 2005, 220(3/4): 341-346. DOI:10.1007/s00217-004-1053-8.

[23] ROMERO-CASCALES I, FERNáNDEZ-FERNáNDEZ J I, LóPEZROCA J M, et al. The maceration process during winemaking extraction of anthocyanins from grape skins into wine[J]. European Food Research and Technology, 2005, 221(1/2): 163-167. DOI:10.1007/s00217-005-1144-1.

[24] 黃曉杰, 柴哲, 楊鐘燕, 等. 藍(lán)莓酒發(fā)酵過程中抗氧化物質(zhì)變化規(guī)律研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2013, 34(17): 103-105.

[25] FOTI M C, DAQUINO C, GERACI C. Electron-transfer reaction of cinnamic acids and their methyl esters with the DPPH radical in alcoholic solutions[J]. The Journal of Organic Chemistry, 2004, 69(7): 2309-2314. DOI:10.1021/jo035758q.

[26] 孫璐宏, 魯周民, 包蓉, 等. 柿果醋釀造過程中抗氧化性能的變化[J].食品科學(xué), 2011, 32(19): 37-41.

[27] ARGYRI K, KOMAITIS M, KAPSOKEFALOU M. Iron decreases the antioxidant capacity of red wine under conditions of in vitro digestion[J]. Food Chemistry, 2006, 96(2): 281-289. DOI:10.1016/ j.foodchem.2005.02.035.

[28] CHEN C, XIE B, REN Y, et al. The mechanisms of affecting factors in treating wastewater by Fenton reagent[J]. Chinese Journal of Environmental Science, 2000, 21(3): 93-96.

[29] 陳健, 歐陽玥, 閆靜, 等. 磷酸鹽緩沖溶液對鄰二氮菲-Fe2+氧化法測定羥基自由基的影響[J]. 分子科學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 28(4): 350-352.

[30] 楊德敏, 袁建梅, 夏宏. 羥基自由基抑制劑對臭氧氧化降解苯酚的影響[J]. 化工環(huán)保, 2014, 34(1): 24-27. DOI:10.3969/ j.issn.1006-1878.2014.01.006.

Antioxidant Activity of Sugarcane Vinegar and Intermediate Products in Vitro and under Simulated Human Gastrointestinal Conditions

ZHENG Ping1, WU Youru1, YANG Jiwei1, ZOU Yi2, WANG Zaiqian3, LI Nan1,*
(1. College of Life Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530004, China; 2. Center for Sugar Technology Research, Guangxi University, Nanning 530004, China; 3. Guangxi Haimingwei Brewing Co. Ltd., Laibin 546500, China)

Sugarcane contains abundant polyphenols and flavonoids. In the present study, total polyphenols content, fl avonoids content, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging capacity, hydroxyl radical scavenging capacity and total reducing power were used as the indicators to evaluate the antioxidant activity of sugarcane juice, and the corresponding wine and vinegar in vitro and after simulated human gastrointestinal digestion. Results showed that at the alcohol fermentation alcohol extractable polyphenols and fl avonoids were detected. At the acetic acid fermentation stage, the contents of polyphenols and fl avonoids presented some volatility. This may be related to the occurrence of oxidation and hydrolysis during the fermentation process. The sugar cane vinegar possessed strong DPPH radical scavenging capacity in vitro, and the sugarcane wine had strong hydroxyl radical scavenging capacity. A series of reactions of polyphenols and fl avonoids after simulated gastrointestinal digestion took place, and as a result, the contents of both compounds dropped very signifi cantly (P < 0.01) in simulated gastric environment, but increased slightly in simulated intestinal environment. The antioxidant activity of the beverages in the human gastrointestinal environment is infl uenced not only by their antioxidant substances, but also by pH, protease, phosphate and other physiological factors in the digestive juice.

sugarcane juice; sugarcane wine; sugarcane vinegar; polyphenols; flavonoids; simulated gastrointestinal environment; antioxidant activity

10.7506/spkx1002-6630-201611043

TS262.7

A

1002-6630（2016）11-0242-06

鄭平, 吳幼茹, 楊繼偉, 等. 甘蔗醋發(fā)酵產(chǎn)物在體外及模擬人體腸胃環(huán)境中的抗氧化活性[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(11): 242-247. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201611043. http://www.spkx.net.cn

ZHENG Ping, WU Youru, YANG Jiwei, et al. Antioxidant activity of sugarcane vinegar and intermediate products in vitro and under simulated human gastrointestinal conditions[J]. Food Science, 2016, 37(11): 242-247. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201611043. http://www.spkx.net.cn

2015-08-16

朗姆酒（RUM）生產(chǎn)工藝技術(shù)研究項(xiàng)目（桂工信投資[2013] 258）

鄭平（1989—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)楦收嶂?、糖蜜食品發(fā)酵與利用。E-mail：734439146@qq.com

*通信作者：李楠（1969—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)槭称肺⑸飳W(xué)及發(fā)酵工程。E-mail：linan97690612@163.com