桑椹(Fructus Mori.)是桑科、桑属多年生落叶木本植物桑的果穗,又名桑果、桑葚、桑枣等,是药食同源的浆果[1]。桑椹不仅含有丰富的营养成分,如维生素、微量元素等,还因富含花青素、黄酮等多酚类活性成分[2],而具备抗氧化[3]、降血糖血脂[4]及抗炎[5]等多种功能活性。桑椹鲜果在采摘和运输过程中易破损,且含糖及含水量较高,使其极易腐败变质,不耐贮存,因此进行桑椹酒、桑椹醋、桑椹果干等深加工产品研究有助于延长蚕桑产业链,减少桑椹资源浪费[6],而桑椹发酵酒不仅可以很好地保留桑椹原料中的营养成分和功能活性物质,还具有货架期长、附加值高的优势。
与知名度高、消费量大的葡萄酒相比,桑椹酒市场的规模小、产量低[7]。目前关于桑椹发酵酒工艺优化方面的研究较多,针对其功能活性的研究也主要聚焦在抗氧化活性上,对桑椹发酵酒可能具备的其他功能活性(如降血糖、降血脂等)研究相对较少。探索桑椹发酵酒的功能特性,不仅契合了近年来人们追求健康的消费理念,也有助于桑椹发酵酒品质提升与品类创新。近年来,随着我国果桑产业的发展,已选育出一批优良的果桑品种,但针对这些果桑品种在酿制桑椹发酵酒的理化指标和功能活性之间的差异性尚缺乏相关资料。本研究以大10、中桑5801、嘉陵30和紫金6号4个品种桑椹为原料酿制发酵酒,对比分析了其中主要生物活性物质总酚、花色苷含量,并通过多种方法研究了其体外抗氧化、降血糖及降血脂活性,以期探索桑椹发酵酒不同的功能特性,为充分利用桑椹资源、开发桑椹功能性保健酒提供数据支撑。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
桑椹原料:大10、中桑5801、嘉陵30、紫金6号品种,采摘于重庆市蚕业科学技术研究院,采后剔除霉烂桑椹,于-18 ℃冷冻贮藏备用。
氢氧化钠、无水碳酸钠、苯酚、无水葡萄糖、无水乙醇,成都市科隆化学品有限公司;硫酸、盐酸,重庆川东化工(集团)有限公司;α-淀粉酶(50 U/mg)、胰蛋白酶1∶250、胃蛋白酶1∶3 000、DPPH、ABTS、对硝基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷(p-nitrobenzene-α-D-glucopyranoside,PNPG)、甘氨胆酸钠、牛磺胆酸钠、阿卡波糖水合物、抗坏血酸(维生素C)、没食子酸、可溶性淀粉、氯化钾、过硫酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、乙酸钠,上海麦克林生化科技有限公司;α-葡萄糖苷酶(27.3 U/mg)、福林酚试剂,上海源叶生物科技有限公司;DNS试剂,北京索莱宝科技有限公司;以上试剂均为分析纯。羟自由基清除能力测试盒、总抗氧化能力测试盒,苏州梦犀生物医药科技有限公司;食品级碳酸氢钠、果酒专用酵母RW,安琪酵母股份有限公司。
1.2 仪器与设备
UV-1800型紫外可见分光光度计,翱艺仪器(上海)有限公司;TG16-WS台式高速离心机,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;FE28 pH计,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;PAL-1手持式数显糖度计,日本ATAGO公司;THZ-92B气浴恒温振荡器,上海博迅医疗生物仪器股份有限公司;HPX-Ⅱ-400生化培养箱、HGZF-Ⅱ/H-101-3电热恒温鼓风干燥箱,上海跃进医疗器械有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 桑椹发酵酒的制备
将冷冻桑椹解冻后榨汁,添加白砂糖及食品级无水柠檬酸/食品级碳酸氢钠调整发酵液初始糖度和pH值分别为22°Bx和4.0,向发酵液中添加食品级焦亚硫酸钾使其中SO2含量为100 mg/kg。称取发酵液质量0.2‰ 的果酒专用酵母加入5%白砂糖溶液中充分溶解,于38 ℃条件下活化30 min,随后接种入发酵液中,于23 ℃条件下发酵8 d,待酒精度及总糖含量基本稳定时,发酵结束。用300目尼龙滤布进行过滤,于15～20 ℃陈酿1～2月,即得不同品种桑椹发酵酒成品。
1.3.2 理化指标测定
测定不同原料品种桑椹汁的初始糖度、pH值、总酚及花色苷含量,测定不同品种桑椹发酵酒的酒精度、总酸、总糖、总酚和花色苷含量并进行感官评价。
糖度:糖度计测定;pH值:pH计测定;酒精度及总酸含量测定:分别参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的酒精计法和电位滴定法;总糖含量测定:采用苯酚-硫酸法[8];感官评价:参考文献[9],由10名评价小组成员从滋味(30分)、色泽(20分)、香气(20分)、典型性(15分)和澄清度(15分)5个方面对桑椹酒进行评分;花色苷含量测定:pH示差法[10],结果以矢车菊素-3-O葡萄糖苷(centaurin-3-O-glucoside,CGE)计;总酚含量测定:福林酚法[11],测定标准曲线方程为Y=0.112 9X-0.161,R2=0.999 1,没食子酸浓度(X)为横坐标,吸光度(Y)为纵坐标,结果以没食子酸(gallic acid epoxy, GAE)计(mg GAE/mL)。
1.3.3 体外抗氧化活性测定
1.3.3.1 DPPH自由基清除能力测定
参考CHEN等[12]的方法并作适当修改。将不同品种桑椹发酵酒稀释10倍作为样品待测液,分别取1.0 mL加入3.0 mL DPPH自由基溶液(0.1 mmoL/L),混匀后室温条件下避光反应30 min,于517 nm处测定样品吸光度,以0.03 mg/mL维生素C溶液作为阳性对照。样品DPPH自由基清除率的计算如公式(1)所示:
DPPH自由基清除率
(1)
式中:Ax,样品吸光度;Ax0,背景对照吸光度;A0,空白对照吸光度。
1.3.3.2 ABTS阳离子自由基清除能力测定
参考黄明浩等[13]的方法并作适当修改。将不同品种桑椹发酵酒稀释2倍作为样品待测液,将等体积的7.4 mmol/L ABTS溶液与2.6 mmol/L过硫酸钾溶液混合,于室温避光条件下放置12～16 h,用磷酸盐缓冲液(10 mmol/L,pH 7.4)将其稀释至在734 nm处吸光度为0.70±0.02,即为ABTS工作液。分别取1.0 mL样品溶液加入2.0 mL ABTS工作液,混匀后室温条件下避光反应6 min,于734 nm处测定样品吸光度,以0.02 mg/mL维生素C溶液作为阳性对照。样品ABTS阳离子自由基清除率的计算如公式(2)所示:
ABTS阳离子自由基清除率
(2)
式中:Ax,样品吸光度;Ax0,背景对照吸光度;A0,空白对照吸光度。
1.3.3.3 羟自由基(·OH)清除能力测定
将不同品种桑椹发酵酒稀释5倍作为样品待测液,采用羟自由基清除能力测试盒进行检测,按说明书进行操作,于510 nm处测定样品吸光度,以0.5 mg/mL维生素C溶液作为阳性对照。样品的·OH清除率的计算如公式(3)所示:
·OH清除率
(3)
式中:A测,样品测定管吸光度;A对,对照管吸光度;A空,空白管吸光度。
1.3.3.4 铁离子还原能力测定
将不同品种桑椹发酵酒稀释5倍作为样品待测液,采用总抗氧化能力测试盒进行检测,按说明书进行操作,于593 nm处测定样品及空白对照吸光度,以0.1 mg/mL维生素C溶液作为阳性对照。
1.3.4 体外降血糖活性测定
1.3.4.1 α-葡萄糖苷酶活性抑制率测定
参考马娟等[14]、李雨鸿等[15]的方法并作适当修改。将不同品种桑椹发酵酒稀释5倍作为样品待测液,取2 mL磷酸缓冲液(pH 6.80,0.05 mol/L)于试管中,加入400 μL用磷酸缓冲液配制的α-葡萄糖苷酶溶液(0.2 U/mL)以及200 μL样品溶液混合均匀,在37 ℃水浴条件下孵育20 min,加入400 μL用磷酸缓冲液配制的PNPG溶液(0.02 mol/L)作为底物,混匀后在37 ℃水浴条件下反应20 min,最后加入1.6 mL的Na2CO3溶液(1 mol/L)终止反应,在405 nm处测定其吸光度,以0.1 mg/mL阿卡波糖溶液作为阳性对照。样品的α-葡萄糖苷酶活性抑制率的计算如公式(4)所示:
α-葡萄糖苷酶活性抑制率
(4)
式中:A样,样品吸光度;A样对,用磷酸缓冲液代替α-葡萄糖苷酶溶液的吸光度;A空,用蒸馏水代替样品溶液的吸光度;A空对,用蒸馏水及磷酸缓冲液分别代替样品溶液及α-葡萄糖苷酶溶液的吸光度。
1.3.4.2 α-淀粉酶活性抑制率测定
参考李雨鸿等[15]的方法并作适当修改。取80 μL不同品种桑椹发酵酒于试管中,加入80 μL用磷酸缓冲液(pH 6.80,0.05 mol/L)配制的α-淀粉酶溶液(5 U/mL)混合均匀,在37 ℃水浴条件下孵育10 min,加入160 μL用磷酸缓冲液配制的1%淀粉溶液作为底物,混匀后在37 ℃水浴条件下反应10 min,加入320 μL DNS试剂终止反应,在沸水浴中加热5 min后取出于冰水浴中迅速冷却,最后加入5 mL水进行稀释,在540 nm处测定其吸光度,以1 mg/mL阿卡波糖溶液作为阳性对照。样品的α-淀粉酶活性抑制率的计算如公式(5)所示:
α-淀粉酶活性抑制率
(5)
式中:A样,样品吸光度;A样对,用磷酸缓冲液代替α-淀粉酶溶液的吸光度;A空,用蒸馏水代替样品溶液的吸光度;A空对,用蒸馏水及磷酸缓冲液分别代替样品溶液及α-淀粉酶溶液的吸光度。
1.3.5 体外降血脂活性测定
参考冯丹丹等[16]的方法并作适当修改,对不同品种桑椹发酵酒结合胆酸盐的能力进行测定。将不同品种桑椹发酵酒稀释2倍作为样品待测液,分别取2份3 mL样品溶液置于锥形瓶中,加入10 g/L的胃蛋白酶溶液3 mL与0.01 mol/L的盐酸溶液1 mL,在37 ℃条件下恒温振荡1 h以模拟胃部消化环境,以浓度为0.1 mol/L的NaOH溶液将pH值调节至6.3,随后加入10 g/L的胰蛋白酶溶液4 mL,在37 ℃条件下恒温振荡1 h模拟肠道消化环境。分别向2份三角瓶中各加入4 mL 0.4 mmol/L的甘氨胆酸钠溶液与0.5 mmol/L的牛磺胆酸钠溶液,于37 ℃下条件下恒温振荡1 h后在4 000 r/min离心10 min,取上清液2 mL,加入6 mL 60% H2SO4于70 ℃条件下水浴20 min,取出冰浴5 min,在387 nm处测定其吸光度。以上测定方法中的胃蛋白酶溶液、胰蛋白酶溶液、甘氨胆酸钠溶液与牛磺胆酸钠溶液均用磷酸缓冲液(pH 6.30,0.1 mol/L)进行配制。样品的甘氨胆酸钠/牛磺胆酸钠结合率的计算如公式(6)所示:
甘氨胆酸钠/牛磺胆酸钠结合率
(6)
式中:Ai,样品吸光度;Aj,对照吸光度,以磷酸缓冲液代替胆酸盐溶液;A0,空白组吸光度,以蒸馏水代替样品溶液。
1.4 数据处理
每项测试至少进行3次重复试验,采用SPSS 20.0软件进行数据处理,数据以平均值±标准差
表示,采用Origin 2021软件进行绘图。
2 结果与分析
2.1 不同品种桑椹及其发酵酒的理化指标分析
不同品种桑椹及其发酵酒的理化指标分别如表1和表2所示。由表1可知,4种桑椹的糖度及pH值存在显著差异(P<0.05)。大10品种的糖度最高(12.77°Bx),随后依次为中桑5801、嘉陵30,紫金6号的糖度最低(6.47°Bx),糖度主要体现为水果中多种可溶性糖类的含量,不仅是体现水果品质的重要指标[17],也是影响发酵酒品质的重要因素,而多数发酵过程补充的糖源主要为蔗糖,较为单一,因此原料自身糖度越高,在发酵过程中更有利于产生丰富的风味成分,在工业化生产中也可以降低原料成本。4个品种桑椹的pH值从高到低依次为嘉陵30>中桑5801>大10>紫金6号,这与赵珮等[18]测定的该4种桑椹中总酸含量趋势基本一致。酚类物质是植物及其果实中功能活性物质的研究热点,其通常以单宁、花青素和苷类的形式存在,研究表明,富含多酚的食品经发酵后具有更高的生物利用度和生物活性,表现出抗氧化、降血糖和血脂、促消化等多种对人体健康有益的功能活性[19]。大10品种的总酚与花色苷含量较其他3个品种也更高,这有利于提高桑椹发酵酒的功能活性和品质。
表1 不同品种桑椹原料的理化指标
Table 1 Physicochemical indexes of different mulberry varieties
桑椹品种糖度/°BxpH值总酚含量/(mg GAE/mL)花色苷含量/(mg CGE/L)大1012.77±0.06a4.13±0.01c2.59±0.18a963.53±11.81a中桑580111.33±0.06b4.42±0.01b2.17±0.10b720.56±10.63c嘉陵3010.50±0.10c4.53±0.01a2.36±0.08ab804.89±14.17b紫金6号6.47±0.06d3.38±0.01d2.27±0.03b749.78±16.53bc
注:表中数据以平均值±标准差表示,同一指标上标小写字母不同表示差异显著(P<0.05)(下同)。
表2 不同品种桑椹发酵酒的理化指标测定结果
Table 2 Determination results of physicochemical indexes of mulberry fermented wine from different varieties
桑椹品种酒精度/%vol总糖(以葡萄糖计)/(g/L)总酸(以酒石酸计)/(g/L)感官评分/分总酚含量/(mg GAE/mL)花色苷含量/(mg CGE/L)大1013.13±0.25b5.52±0.20b9.80±0.15b86.50±4.14a2.44±0.08a410.79±2.36a中桑580114.10±0.30a6.55±0.29a8.55±0.19c82.13±5.06a2.02±0.08b297.24±7.08b嘉陵3013.77±0.46ab6.38±0.32a7.46±0.24d81.63±4.96a1.90±0.05b311.43±1.18b紫金6号12.67±0.12c4.72±0.28c12.41±0.28a75.38±2.20b1.98±0.06b211.24±1.18c
由表2可知,4个品种桑椹发酵酒的酒精度及总糖含量大小顺序均为中桑5801>嘉陵30>大10>紫金6号,总酸含量依次为紫金6号>大10>中桑5801>嘉陵30,这与四种桑椹原料的pH值趋势保持一致。在感官评价方面,大10、中桑5801及嘉陵30桑椹发酵酒的感官评分均无显著性差异,但与紫金6号桑椹发酵酒之间均存在显著性差异(P<0.05),这可能是因为紫金6号桑椹的酸度较高,造成其发酵酒酸甜失调,且其他3种桑椹发酵酒均呈现深紫红色,而紫金6号桑椹发酵酒的颜色暗淡,缺乏光泽。总体而言,大10桑椹发酵酒的感官评分最优,其酒精度适宜,酸甜适口,酒体澄清透亮,果香与酒香协调悦人。此外,大10桑椹发酵酒的总酚及花色苷含量也优于其他3个品种,与其他3个品种的含量具有显著性差异(P<0.05),但4个品种桑椹发酵酒的总酚及花色苷含量大小顺序与其品种原料的顺序不完全一致,这可能是因为发酵过程中微生物的反应较为复杂,且不同品种所含酚类物质的种类也存在差异。综上,大10 品种桑椹制备得到的发酵酒具有更高的品质与活性物质含量,感官评价最好。
2.2 不同品种桑椹发酵酒的体外抗氧化活性分析
2.2.1 不同品种桑椹发酵酒的DPPH自由基清除能力
不同品种桑椹制备的发酵酒对DPPH自由基的清除能力如图1所示。4个品种桑椹发酵酒对DPPH自由基具有较高的清除活性,清除率均在95%以上,且具有显著性差异(P<0.05)。其中清除率最高的为大10品种,达到99.70%,其次分别为嘉陵30(99.10%)、中桑5801(98.12%)和紫金6号(96.99%),均显著高于0.03 mg/mL维生素C溶液对DPPH自由基的清除率(82.91%),这与4种品种桑椹发酵酒的花色苷含量大小对应一致且呈正相关,表明花色苷含量对DPPH自由基的清除率具有重要影响。李巍巍等[20]研究了产自辽宁省葫芦岛市虹螺岘的桑椹制备得到发酵酒对DPPH自由基的清除率为80.61%,与其相比,该研究的4个品种桑椹发酵酒对DPPH自由基的清除率更高,这可能与不同产地桑椹原料的功能活性物质含量及种类差异有关。许立伟等[21]研究了5种浆果(野生蓝莓、北陆蓝莓、野生蓝靛果、蓓蕾蓝靛果和不老莓)发酵果酒的抗氧化活性,结果表明,野生蓝靛果果酒的DPPH自由基清除率最高(92.29%)。因此,与其他浆果原料相比,桑椹制备的发酵酒对DPPH自由基清除活性也具有一定优势。
图1 不同品种桑椹发酵酒对DPPH自由基的清除率
Fig.1 Scavenging rate of mulberry fermented wine from different varieties on DPPH radical
注:图中小写字母不同表示差异显著(P<0.05)(下同)。
2.2.2 不同品种桑椹发酵酒的ABTS阳离子自由基清除能力
不同品种桑椹制备的发酵酒对ABTS阳离子自由基的清除能力如图2所示。嘉陵30、中桑5801与大10桑椹发酵酒对ABTS阳离子自由基的清除活性分别为97.71%、97.37%与95.22%,无显著差异,但均低于0.02 mg/mL维生素C溶液对ABTS阳离子自由基的清除率(98.53%)。此外,紫金6号桑椹发酵酒对ABTS阳离子自由基的清除率相对较低(81.29%),与上述3种发酵酒存在显著差异(P<0.05),这可能与其相对较低的花色苷和总糖含量等生物活性物质有关。王婷婷等[22]研究了2种红色小浆果(红树莓和红枸杞)与3种黑色小浆果(黑桑葚、黑莓和黑加仑)制备复合果酒的抗氧化活性,结果表明,与添加红色小浆果的复合果酒相比,仅由3种黑色小浆果制备的复合果酒具备更佳的ABTS阳离子自由基清除能力,在原料配比为黑桑葚∶黑莓∶黑加仑=13∶4∶3时制备的复合果酒具有最高的ABTS阳离子自由基清除率(80%),与其相比,该研究的4种桑椹发酵酒具备更高的ABTS阳离子自由基清除活性,在开发保健型果酒方面有更好的应用前景。
图2 不同品种桑椹发酵酒对ABTS阳离子自由基的清除率
Fig.2 Scavenging rate of mulberry fermented wine from different varieties on ABTS+ radical
2.2.3 不同品种桑椹发酵酒的·OH清除能力
不同品种桑椹制备的发酵酒对·OH的清除能力如图3所示。4种桑椹发酵酒对·OH的清除率之间存在显著性差异(P<0.05),依次为紫金6号(91.61%)>大10(85.28%)>中桑5801(73.53%)>嘉陵30(62.75%),但仍均显著高于0.5 mg/mL维生素C溶液对·OH的清除率(54.76%)。不同品种桑椹发酵酒对·OH的清除率与ABTS阳离子自由基的清除能力顺序相反,这可能是桑椹发酵酒中除酚类以外的其他抗氧化活性物质造成的,如多糖、总酸等。如表1所示,发酵酒中的总酸含量与其·OH清除率呈正相关。·OH会导致细胞中的蛋白质、氨基酸、糖类、核酸等氧化损伤,造成细胞凋亡,进一步引起肿瘤、衰老的发生[23-24]。王东伟等[25]研究了黄心猕猴桃发酵果酒在18 ℃条件陈酿30 d及60 d时对·OH的清除率分别约为50%及45%;王婷婷等[22]研究了不同小浆果原料配比为红树莓∶黑桑葚∶黑莓∶黑加仑∶红枸杞=7∶5∶4∶2∶2制备得到复合果酒对·OH的清除率在65%左右。因此,紫金6号、大10、中桑5801桑椹发酵酒具备更好的·OH清除活性。
图3 不同品种桑椹发酵酒的·OH的清除率
Fig.3 Scavenging rate of mulberry fermented wine from different varieties on ·OH
2.2.4 不同品种桑椹发酵酒的铁离子还原能力
不同品种桑椹制备的发酵酒的铁离子还原能力如图4所示。桑椹发酵酒中的抗氧化物质在酸性环境下将Fe3+-三吡啶三吖嗪(tripyridine triazine,TPTZ)还原为Fe2+-TPTZ,在593 nm处光吸收最强,因此测定样品在593 nm处吸光度越大,其铁离子还原能力越强。由图4可知,大10与中桑5801的铁离子还原能力接近,与嘉陵30和紫金6号存在显著性差异(P<0.05),测定4种桑椹发酵酒的铁离子还原能力时在593 nm处吸光度从高到低依次为大10(1.612)>中桑5801(1.605)>嘉陵30(1.503)>紫金6号(1.481),均显著高于0.1 mg/mL维生素C溶液的铁离子还原能力(1.003),以上结果表明,4种桑椹发酵酒均具备一定的铁离子还原能力。
图4 不同品种桑椹发酵酒的铁离子还原能力
Fig.4 Fe3+ reduction capacity of mulberry fermented wine from different varieties
2.3 不同品种桑椹发酵酒的体外降血糖活性分析
2.3.1 不同品种桑椹发酵酒对α-葡萄糖苷酶活性的抑制效果
不同品种桑椹制备的发酵酒对α-葡萄糖苷酶活性抑制效果如图5所示。α-葡萄糖苷酶能促进人体摄入的碳水化合物转化为葡萄糖被小肠吸收,升高血糖水平,桑椹中的酚类、多糖等降血糖物质可以抑制α-葡萄糖苷酶的活性,促进血糖稳定,预防糖尿病的发生[26-27]。4种桑椹发酵酒皆具有较好的α-葡萄糖苷酶活性抑制效果,其抑制率均达到90%以上,其中大10桑椹发酵酒对α-葡萄糖苷酶活性的抑制率最高(96.45%),与中桑5801(95.27%)、紫金6号(95.18%)和嘉陵30(94.30%)存在显著性差异(P<0.05),作为阳性对照的阿卡波糖溶液(0.1 mg/mL)清除率为99.77%。龙晓珊等[26]研究了经发酵处理前后桑椹对α-葡萄糖苷酶活性抑制效果,结果表明,在相同浓度下,先后经肠膜明串珠菌和酵母菌发酵的桑椹发酵液对α-葡萄糖苷酶活性抑制率高于未经发酵的桑椹原粉,测定范围内最高质量浓度5 mg/mL时桑椹发酵液对α-葡萄糖苷酶活性抑制率达到84.44%,而桑椹原粉的抑制率为83.35%,这表明桑椹本身具备一定的降血糖活性,经发酵处理可以进一步提高其活性。目前关于桑椹发酵酒抑制α-葡萄糖苷酶活性的研究相对较少,该研究中4种桑椹发酵酒均具备较高的α-葡萄糖苷酶活性抑制效果,可以为桑椹发酵酒降血糖方面的研究提供一定数据支撑。
图5 不同品种桑椹发酵酒对α-葡萄糖苷酶活性抑制率
Fig.5 Inhibition rate of mulberry fermented wine from different varieties on α-glucosidase activity
2.3.2 不同品种桑椹发酵酒对α-淀粉酶活性的抑制效果
不同品种桑椹制备的发酵酒对α-淀粉酶活性抑制效果如图6所示。4个品种桑椹发酵酒均表现出一定的α-淀粉酶活性抑制效果,其中大10桑椹发酵酒对α-淀粉酶活性的抑制率最高(68.13%),与中桑5801(43.29%)、紫金6号(38.18%)和嘉陵30(37.30%)存在显著性差异(P<0.05),作为阳性对照的1 mg/mL阿卡波糖溶液的清除率为52.71%。DAS等[28]研究了22种水果的水提物对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性的抑制作用,结果表明,其中16种水果对2种酶具有抑制作用,而桑椹水提物对α-淀粉酶活性抑制的IC50值为5.07 mg/mL。CHEN等[29]研究了桑椹花青素提取物对α-淀粉酶活性的抑制效果,其对α-淀粉酶活性抑制效果存在剂量依赖性,在质量浓度为0.5 mg/mL时抑制率达到65%左右,这表明桑椹中的花青素具有潜在的降血糖作用。以上研究也证实了桑椹中降血糖物质的存在,该研究可为桑椹酒中活性成分的研发和品质提升提供理论依据。
图6 不同品种桑椹发酵酒对α-淀粉酶活性抑制率
Fig.6 Inhibition rate of mulberry fermented wine from different varieties on α-amylase activity
2.4 不同品种桑椹发酵酒的体外降血脂活性分析
通过模拟人体胃部和肠道消化环境,选择甘氨胆酸钠和牛磺胆酸钠2种胆酸盐为结合对象来评价4种桑椹发酵酒的降血脂效果,不同品种桑椹制备的发酵酒对2种胆酸盐的结合效果如图7所示。4个品种桑椹发酵酒对2种胆酸盐均具有一定的结合效果,且对甘氨胆酸钠的结合效果优于牛磺胆酸钠,其中大10桑椹发酵酒的效果相对较好,其对甘氨胆酸钠和牛磺胆酸钠的结合率分别为47.25%和37.93%。古丽米热·祖努纳等[30-31]研究了药桑葡萄复合果酒(发酵原料中新疆药桑椹与葡萄质量比为3∶1)结合胆酸盐的能力,其对甘氨胆酸钠和牛磺胆酸钠的结合率分别为69.36%和73.28%,表明药桑葡萄复合果酒具有较好的体外降血脂活性;此外,该团队还证实了药桑葡萄果酒能通过提升高密度脂蛋白胆固醇含量及超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性,降低总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、丙二醛含量来实现改善高脂血症大鼠的血脂水平,表明桑椹发酵酒具有一定的体外和体内降血脂效果。
图7 不同品种桑椹发酵酒对2种胆酸盐的结合率
Fig.7 The binding rate of mulberry fermented wine from different varieties on two cholate salts
2.5 相关性分析
将不同品种桑椹发酵酒的各品质指标(总酚、花色苷、总糖、总酸含量及酒精度)与其功能活性(抗氧化、降血糖和降血脂活性)进行相关性分析,结果如图8所示。总酚含量与α-葡萄糖苷酶活性抑制率、α-淀粉酶活性抑制率均呈极显著正相关(P<0.001);花色苷含量与DPPH自由基清除率、牛磺胆酸钠结合率呈极显著正相关(P<0.001);总酸含量与·OH清除率呈极显著正相关(P<0.001)。此外,不同功能活性之间也存在一定相关性,如α-葡萄糖苷酶活性抑制率与α-淀粉酶活性抑制率、DPPH自由基清除率与牛磺胆酸钠结合率、铁离子还原能力与甘氨胆酸钠结合率之间也存在极显著正相关性(P<0.001)。
图8 桑椹发酵酒各品质指标与其功能活性之间的相关性分析
Fig.8 The correlation analysis between quality index and functional activity of mulberry fermented wine
注:*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。
3 结论
本研究对4个不同品种(大10、中桑5801、嘉陵30和紫金6号)桑椹发酵酒的理化指标、体外抗氧化、降血糖及降血脂活性进行了对比分析。大10品种具有最高的糖度、总酚及花色苷含量,其发酵酒的感官评分、总酚及花色苷含量也高于其他3个品种制备的发酵酒。抗氧化活性方面,大10品种桑椹发酵酒的DPPH自由基清除能力与铁离子还原能力均为最高,嘉陵30、中桑5801与大10桑椹发酵酒对ABTS阳离子自由基的清除率均在95%以上,优于紫金6号,此外,大10和紫金6号桑椹发酵酒的·OH清除能力相对较好。大10桑椹发酵酒对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性抑制率分别为96.45%和68.13%,具有相对更好的降血糖活性;降血脂活性方面,大10桑椹发酵酒也表现出更好的结合甘氨胆酸钠和牛磺胆酸钠能力。相关性分析结果证实桑椹发酵酒中的总酚、花色苷和总酸含量与其抗氧化、降血糖和降血脂活性呈相关性。综上所述,4个桑椹品种制备的发酵酒具有较强的体外抗氧化活性、抑制α-葡萄糖苷酶活性及一定的抑制α-淀粉酶活性和体外降血脂活性,整体上大10品种桑椹发酵酒具有更好的功能活性。本研究结果可为桑椹原料品种筛选及其发酵酒开发利用提供基础数据,有利于推动蚕桑产业高质量发展。
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