酵素果汁饮料工艺优化及其解酒护肝功效研究

邵云晓*

(仁和全域(上海)大健康研究院有限公司,上海,200062)

摘 要 随着饮酒人群规模的扩大,具有解酒护肝功效的植物饮料市场应用前景广泛。该研究采用单因素分析和响应面优化酵素果汁饮料的工艺条件,并通过人体酒精呼气实验及构建斑马鱼醉酒模型,研究其解酒护肝作用,为酵素果汁饮料应用提供理论依据。结果表明,酵素果汁饮料的最优工艺条件为酵素料液比1∶30(g∶mL)、藤茶粉添加量0.09%(质量分数,下同)、姜黄添加量0.03%、三氯蔗糖添加量0.01%,所得感官评分为(88.75±0.31)分。与对照组相比,饮用酵素果汁饮料30 min内,人体呼气酒精含量下降速率加快,醒酒时间缩短2 h。此外,在最大耐受浓度内,酵素果汁饮料对乙醇诱导的兴奋期醉酒模型斑马鱼均有显著的醒酒作用,剂量越大作用越明显;同时,酒精性脂肪肝辅助保护功效随酵素果汁饮料浓度增大而增强,表明一定浓度条件下的酵素果汁饮料具有解酒护肝作用。

关键词 酵素果汁饮料;响应面;斑马鱼;酒精代谢;解酒护肝

据统计,中国酒民已超6亿人,随着饮酒频繁化、饮酒人群年轻化、工作应酬经常化,饮酒人群规模增速加快,酒精引起的酒精性肝损伤也随之而来,严重危害消费者身体健康[1]。酒精性肝损伤是由于乙醇在肝细胞中代谢生成大量羟乙基自由基,造成氧化应激、脂质过氧化和炎症反应的发生,从而损伤肝细胞的疾病[2]。近年来,保肝护肝药物多为化学合成物质,食用不当或过量会增加肝脏负担和肝毒性,天然植物源成分逐渐成为解酒产品新趋势。针对解酒市场的痛点需求,本研究以葛根枳椇子洛神花酵素液[3]为主要原料,并复配藤茶粉[4-5]、姜黄[6]等植物成分研制出一款具有解酒护肝功效的天然植物饮料,用于饮酒醉酒场合,能够达到酒前预防、酒中保护、酒后缓解的作用。斑马鱼是一种体积小,发育快的新型实验动物,与人类基因具有高度同源性,相较于传统小鼠实验,斑马鱼实验具有成本低、速度快、效率高的众多优势[7],因此本文以乙醇喂饲斑马鱼建立醉酒模型,并通过人体酒精呼气实验,研究酵素果汁饮料解酒护肝作用,为其提供理论依据[8]

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

斑马鱼在28 ℃的养鱼用水中饲养(1 L反渗透水溶解速溶海盐200 mg,pH值为6.5~8.5,硬度为50~100 mg/L CaCO3,电导率为450~550 μS/cm),均由杭州环特生物科技股份有限公司提供,实验动物使用许可证号:SYXK(浙)2022-0004,国际AAALAC认证编号:001458,符合饲养管理要求。酵素果汁饮料解酒护肝的最大耐受浓度(maximum talerated concentration,MTC)检测及解酒功效评价选用年龄为受精后5 d的野生型AB品系斑马鱼;酵素果汁饮料对酒精性脂肪肝辅助保护功效评价选用实验对象为受精后5 d的黑色素等位基因突变型Albino品系斑马鱼。

酵素果汁饮料,实验室自制;RU21安体普复合片,美国精神科学有限公司;PBS,北京兰杰柯科技有限公司;甲基纤维素,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;油红O,Sigma公司;1,2-丙二醇、无水乙醇,国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

SZX7解剖显微镜,日本奥林巴斯公司;CP214精密电子天平,美国奥豪斯公司;VertA1 CCD相机,上海土森视觉科技有限公司;V3.11行为分析仪,法国ViewPoint Life Sciences公司。

1.3 实验方法

1.3.1 酵素果汁饮料制备

实验室自制,具体步骤如下。

1)称量配料:按照配方称量原料,将原料分为A、B、C、D、E、F,原料A包括部分赤藓糖醇、果胶、银耳多糖;原料B包括剩余部分赤藓糖醇、菊粉;原料C包括玉米低聚肽粉、藤茶粉、姜黄;原料D包括葛根枳椇子洛神花酵素液、浓缩苹果清汁、百香果浓缩汁;原料E包括菠萝香精、百香果香精;原料F包括柠檬酸、柠檬酸钠、三氯蔗糖。2)配料预处理:用适量温水分别将原料C、F进行溶解均匀。3)升温调配:调配罐中加入3/4的纯水,加热至85 ℃左右保温,依次加入原料A、待原料A中果胶溶解完全;再添加原料B、原料C水溶液,搅拌使配料充分溶解、混合均匀。4)降温调配:降温至70 ℃左右,依次加入原料D、原料E、原料F水溶液,定容,搅拌使配料充分混合均匀。5)均质。6)灌装、封口。7)杀菌冷却。8)检验、包装。

其中,葛根枳椇子洛神花酵素液制备步骤如下:1)分别将葛根、枳椇子、决明子、玫瑰茄、干姜、麦芽、枸杞子和菊花药食同源原料按6%、5%、5%、8%、0.7%、2%、5%和3%质量分数粉碎混合,经2次热水提取(第1次85 ℃提取4 h,第2次85 ℃提取2 h)后真空浓缩,与质量分数为18%的低聚异麦芽糖混合制成提取液;2)将植物乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、鼠李糖乳杆菌按1∶2∶1(质量比)复配,经优化培养基(无水葡萄糖30 g、酵母浸粉15 g、酵母蛋白胨10 g、L-苹果酸3 g、一水柠檬酸2 g、KH2PO4 2 g、CaCl2 0.5 g、MgSO4 0.06 g、MnSO4 0.05 g,定溶于1 L去离子水中,将pH调至6.60,121 ℃灭菌20 min)活化后,以6%接种量接入提取液,在37 ℃、0.02~0.03 MPa条件下发酵,当pH<3.25且连续2次pH差值<0.1时终止发酵;3)经离心,过滤、灭菌、制得深褐色酵素液。

1.3.2 单因素试验设计

以感官评价为指标,酵素料液比、藤茶粉添加量、姜黄添加量、三氯蔗糖添加量为因素水平,分别考察酵素料液比(1∶100、1∶50、1∶30、1∶25、1∶20,g∶mL)、藤茶粉添加量(0.06%、0.08%、0.1%、0.12%、0.14%,以质量分数计)、姜黄添加量(0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%,以质量分数计)、三氯蔗糖添加量(0.004%、0.006%、0.008%、0.01%、0.012%,以质量分数计)对酵素果汁饮料的感官评价影响。

1.3.3 响应面试验设计

基于单因素试验结果,固定酵素料液比为1∶30(g∶mL),以藤茶粉添加量、姜黄添加量、三氯蔗糖添加量为因素水平,以感官评分为评价Y值,进行三因素三水平试验设计,因素编码水平如表1所示。

表1 因素水平编码表
Table 1 Factor and level coding table

水平A藤茶粉添加量/%B姜黄添加量/%C三氯蔗糖添加量/%-10.060.030.00800.080.040.0110.10.050.012

1.3.4 饮料感官评分标准

根据酵素果汁饮料的特性,并在相关酵素饮料感官评价标准基础上[9],制定酵素果汁饮料的感官评分标准(表2)。邀请15名食品感官评价员,年龄22~50岁,男性8名、女性7名,经过系统培训,根据评价标准对酵素果汁饮料的单因素及优化试验进行感官评定,评分结果以平均值计。

表2 感官评分标准
Table 2 Sensory evaluation criteria

评价项目评价标准评分值/分香气(25分)香气协调浓郁17~25香气稍淡9~16无香气0~8色泽(25分)色泽亮丽均一,呈橙黄色17~25色泽偏淡,不够明亮9~16色泽暗淡且不均一0~8口感(25分)酸甜适中,爽口17~25酸甜比稍淡,不够爽口9~16酸甜比例不当,口感较差0~8组织状态(25分)状态均一,澄清透亮,无杂质17~25状态较均一,无明显杂质9~16有沉淀现象0~8

1.3.5 人体酒精呼气实验测定

根据GB 19522—2024《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》有关要求,制定本实验的血液乙醇浓度标准,每100 mL血液中乙醇含量需≥20 mg[10]。实验方式为同组志愿者自身比较,检测方法主要为人体呼气乙醇含量测定。首先进行空白对照组实验,1 d后同批志愿者完成实验组实验,对比2组数据差异性。空白对照组:健康志愿者12人,男女各半,摄入规定量的酒精,分别每隔30 min于0、30、60、90、120、150、180 min进行人体呼气乙醇含量测定;实验组:健康志愿者12人,男女各半,每人先摄入规定量的酒精后平衡10 min,结合解酒饮料推荐饮用范围及成年人单次饮品摄入常规容量,确定饮用230 mL酵素果汁饮料,随后分别每隔30 min于0、30、60、90、120、150、180 min进行人体呼气乙醇含量测定[11]

1.3.6 酵素果汁饮料MTC测定

随机选取210尾受精后5 d的野生AB品系斑马鱼,在6孔板每孔处理30尾作为实验组。28 ℃条件下,分别给予不同浓度酵素果汁饮料水溶液(12.5、25.0、50.0、100、200 μL/mL)。同时设置正常对照组和模型对照组每孔容量3 mL。18 h后,测定酵素果汁饮料对模型斑马鱼的MTC。

1.3.7 酵素果汁饮料对斑马鱼醉酒行为学的影响

随机选取180尾受精后5 d野生AB品系斑马鱼于6孔板中,每孔均处理30尾作为实验组。28 ℃条件下,加入不同浓度酵素果汁饮料(12.5、25.0、50.0 μL/mL),100 μg/mL阳性对照RU21,同时设置正常对照组和模型对照组,每孔定容至3 mL。18 h后,每组随机选取10尾斑马鱼置于96孔板中,每孔1尾,每孔定容至200 μL,除正常对照组外,其余实验组均加入1%(体积分数)无水乙醇建立斑马鱼兴奋期醉酒模型[12],用行为分析仪检测斑马鱼1 h内的总运动距离(S),以该指标的统计学分析结果评价酵素果汁饮料的解酒功效[13]。解酒功效按公式(1)计算:

解酒功效

(1)

1.3.8 酵素果汁饮料对斑马鱼酒精性脂肪肝辅助保护功效

随机选取受精后5 d黑色素等位基因突变型Albino品系斑马鱼于6孔板中,实验组每孔均处理30尾斑马鱼。28 ℃条件下,加入不同浓度酵素果汁饮料(12.5、25.0、50.0 μL/mL),100 μg/mL阳性对照RU21,同时设置正常对照组和模型对照组,每孔定容至3 mL。除正常对照组外,其余各实验组均加入1.5%(体积分数)无水乙醇建立斑马鱼酒精性脂肪肝模型[14]。30 h后,用油红O进行染色,染色后在每个实验组中随机选取10尾斑马鱼,将其置于解剖显微镜下拍照,用高级图像处理软件分析并采集数据,分析肝脏脂肪染色强度,以该指标的统计学分析结果评价酵素果汁饮料对酒精性脂肪肝辅助保护功效。酒精性脂肪肝辅助保护功效按公式(2)计算:

酒精性脂肪肝辅助保护功效

(2)

1.4 数据处理与分析

统计学处理结果采用“平均值±标准差”表示。利用Origin 9.0,SPSS 26.0,Design-Expert 10.0软件分别进行作图、统计学分析和响应面分析。

2 结果与分析

2.1 酵素果汁饮料单因素试验

2.1.1 酵素料液比的确定

以感官评价中的色泽、酸度、沉淀物等为指标,考察酵素原液和水料液比为1∶100、1∶50、1∶30、1∶25、1∶20(g∶mL)对感官评价的影响,以此确定酵素原液的最佳料液比[15]

由表3可知,随着料液比的减小,酵素原液的感官有明显变化,颜色由无色逐渐变为茶褐色,酸度由无明显酸感逐渐变为酸度偏强,沉淀由无沉淀逐渐变为沉淀明显。综合食用价值指标,在料液比为1∶30(g∶mL)时,酵素液的色泽为茶色,酸度适中,无明显沉淀。料液比过高或过低,都不利于酵素果汁饮料的制备,因此,确定酵素料液比为1∶30(g∶mL)。

表3 酵素料液比的确定
Table 3 Determination of the solid-liquid ratio of enzymes

酵素原液∶水(g∶mL)感官评价1∶100无色,无明显酸感,无沉淀1∶50浅茶色,微酸,无沉淀1∶30茶色,酸度适中,无沉淀1∶25深茶色,偏酸,略有沉淀1∶20茶褐色,酸度偏强,沉淀明显

2.1.2 藤茶粉添加量对酵素果汁饮料感官评分的影响

固定酵素料液比为1∶30(g∶mL),姜黄添加量为0.03%,三氯蔗糖添加量为0.008%,考察藤茶粉不同添加量(0.06%、0.08%、0.1%、0.12%、0.14%)对酵素果汁饮料感官品质的影响。如图1所示,酵素果汁饮料的感官评分随着藤茶粉添加量的增加呈现先增加后减少趋势,在藤茶粉添加量为0.1%时,酵素果汁饮料的感官评分最高,此时酵素果汁饮料酸甜适中,无明显苦涩感,色泽为橙黄色。由于藤茶粉自身特有的茶苦味,添加量过多会导致酵素果汁饮料口感苦涩,颜色偏暗。因此,藤茶粉的适宜添加量为0.06%~0.1%。

图1 藤茶粉添加量对酵素果汁饮料感官评价的影响
Fig.1 Effect of Ampelopsis grossedentata powder addition level on sensory evaluation of fermented juice beverage

2.1.3 姜黄添加量对酵素果汁饮料感官评分的影响

固定酵素料液比为1∶30(g∶mL),藤茶粉添加量为0.1%,三氯蔗糖添加量为0.008%,考察姜黄添加量(0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%)对酵素果汁饮料感官品质的影响。由图2可知,姜黄添加量在0.01%~0.03%时,随着姜黄添加量的增加,酵素果汁饮料的感官评分逐渐上升,在添加量为0.03%时,感官评分最佳,为(85.53±0.70)分。此后随着姜黄添加量的增加,感官评分呈下降的趋势,由于姜黄是一种天然色素,随着添加量的增多,颜色呈现亮黄色,使人产生不愉悦感,添加量过少又难以掩盖藤茶粉的颜色。因此,姜黄适宜添加量为0.03%~0.05%。

图2 姜黄添加量对酵素果汁饮料感官评价的影响
Fig.2 Effect of turmeric addition level on sensory evaluation of fermented juice beverage

2.1.4 三氯蔗糖添加量对酵素果汁饮料感官评分的影响

固定酵素料液比为1∶30(g∶mL),藤茶粉添加量为0.1%,姜黄添加量为0.03%,考察三氯蔗糖添加量(0.004%、0.006%、0.008%、0.01%、0.012%)对酵素果汁饮料感官品质的影响。

由图3可知,随着三氯蔗糖的添加,酵素果汁饮料整体感官评分呈现先增后减趋势。在添加量为0.01%时,酵素果汁饮料的感官评分最好,分析原因可能是由于低含量的三氯蔗糖无法遮盖酵素果汁饮料的苦涩味,而含量过高会导致整体口感偏甜。因此,选择三氯蔗糖添加量为0.008%~0.012%进行后续响应面试验。

图3 三氯蔗糖添加量对酵素果汁饮料感官评价的影响
Fig.3 Effect of sucralose addition level on sensory evaluation of fermented juice beverage

2.2 酵素果汁饮料响应面试验

2.2.1 响应面试验结果及方差分析

利用Design-Expert 10.0中的Box-Benhnken进行响应面试验设计,试验结果如表4所示。对表4的数据进行二次拟合分析,得出感官评分对藤茶粉添加量、姜黄添加量和三氯蔗糖添加量3个因素的多元二次回归方程:Y=86.60+1.88A-4.37B-1.50C+0.25AB+0.50AC-1.00BC-1.18A2-1.68B2-5.42C2

表4 响应面试验结果
Table 4 Response surface test results

序号ABCY感官评分/分预测值10.10.040.01280.88 20.060.050.0177.25 30.10.050.0181.50 40.060.030.0186.50 50.080.030.01283.38 60.10.030.0189.75 70.060.040.00880.13 80.080.040.0186.60 90.080.040.0186.60 100.10.040.00882.88 110.060.040.01276.13 120.080.030.00884.38 130.080.040.0186.60 140.080.050.00877.63 150.080.050.01272.63 160.080.040.0186.60 170.080.040.0186.60

由表5可知,模型的P<0.000 1,表明二次回归模型极显著。失拟项P>0.05,说明模型高度可靠。决定系数R2=0.982 2,表明响应值的变化98.22%来自于所选的因素,说明该模型拟合度良好。响应面变异系数=1.16%,其值较小,说明方差模型有良好的重现性。调整决定系数说明建立的模型能够在95.92%的程度上解释试验结果,与实际情况较为符合[16]。一次项ABC和二次项B2C2对感官评分的影响极显著,二次项A2对感官评分的影响显著。F值表明三因素对酵素果汁饮料感官评分的影响程度关系为B姜黄添加量>A藤茶粉添加量>C三氯蔗糖添加量。

表5 回归模型的显著性检验及方差分析
Table 5 Significance test and variance analysis of regression model

方差来源平方和自由度均方F值P值显著性模型355.08939.4542.82<0.000 1∗∗A28.13128.1330.520.000 9∗∗B153.121153.12166.18<0.000 1∗∗C1811819.530.003 1∗∗AB0.2510.250.270.618 5AC1111.090.332 2BC4144.340.075 7A25.8115.816.310.040 3∗B211.81111.8112.820.009 0 ∗∗C2123.921123.92134.49<0.000 1∗∗残差6.4570.92失拟项3.2531.081.350.376 2不显著误差项3.20 40.80 总和361.5316R2=0.982 2 R2Adj=0.959 2 响应面变异系数=1.16%

注:*表示差异性显著,P<0.05;**表示差异性极显著,P<0.01。

2.2.2 各因素之间的交互作用影响分析

利用Design-Expert 10.0软件对藤茶粉添加量、姜黄添加量和三氯蔗糖添加量进行交互作用响应面分析,如图4所示。响应面陡峭越明显,等高线越密集且呈椭圆形,表明两因素的交互作用对试验结果影响越显著[17]。姜黄添加量和三氯蔗糖添加量交互作用等高线呈椭圆形,且响应面陡峭,弯曲程度最大,表明姜黄添加量、三氯蔗糖添加量的交互作用较强。而藤茶粉添加量和姜黄添加量之间交互作用的等高线图近似圆形,表明两者之间的交互作用较弱,不显著。根据三维图的坡度陡峭程度,可判断各因素之间交互作用对酵素果汁饮料感官评分影响强弱顺序为BC>AC>AB,这与表5回归分析结果一致。

图4 各因素之间交互作用对酵素果汁饮料感官品质影响的响应面三维图及等高线图
Fig.4 Response surface 3D and contour map of the interaction between various factors on the sensory quality of fermented juice beverage

2.2.3 响应面优化结果及验证试验

利用Design-Expert 10.0软件对酵素果汁饮料进行响应面优化分析,得出最优工艺配方为藤茶粉添加量0.086%、姜黄添加量0.033%、三氯蔗糖添加量0.010%。模型预测感官评分为88.892分。为验证上述预测最优工艺条件,并结合实际操作,将最优工艺配方调整为藤茶粉添加量0.09%、姜黄添加量0.03%、三氯蔗糖添加量0.01%。为验证结果可靠性,在此优化条件下,进行3次验证实验,得到感官评分为(88.75±0.31)分,与模型预测值接近,表明该模型可用于酵素果汁饮料工艺的预测,具有实用价值。

2.3 酵素果汁饮料的解酒护肝结果分析

2.3.1 人体酒精呼气实验

图5是12名志愿者在不同时间内呼气酒精含量的平均值,在0 min时实验组的呼气酒精含量高于空白组,在0~30 min内实验组的呼气酒精含量下降速率从趋势上看快于空白组;在30~240 min内2组呈平缓下降趋势且实验组呼气酒精含量均低于空白组。至240 min时实验组的呼气酒精含量降为0,空白组仍继续缓慢下降,至360 min时降为0,由此得出,实验组在酒精代谢时间上相对更短,从数据变化趋势推测,酵素果汁饮料可能对酒精分解有一定促进作用,缩短醉酒时间。

图5 不同时间呼气酒精含量变化
Fig.5 Expiratory alcohol content changes at different times

2.3.2 酵素果汁饮料MTC

由表6可知,酵素果汁饮料含量在12.5~50.0 μL/mL时,对斑马鱼未产生任何明显的毒副作用,也未引起死亡,其表型特征与模型对照组状态相似,故确定酵素果汁饮料对斑马鱼的MTC为50.0 μL/mL。

表6 酵素果汁饮料解酒保肝功效浓度摸索实验结果
Table 6 Experimental results of concentration optimization for alcohol detoxification and hepatoprotective efficacy in fermented juice beverage

组别含量/(μL/mL)死亡数/尾死亡率/%表型正常对照组-00未见明显异常模型对照组-00未见明显异常酵素果汁饮料12.500与模型对照组状态相似25.000与模型对照组状态相似50.000与模型对照组状态相似1001550-2002997-

注:n=30。

2.3.3 酵素果汁饮料对斑马鱼醉酒行为学的影响

依据2.3.2节得出酵素果汁饮料对斑马鱼的MTC,选择12.5、25.0、50.0 μL/mL酵素果汁饮料水溶液作为实验低、中、高剂量进行斑马鱼醉酒行为学实验。在本实验条件下,模型对照组斑马鱼总运动距离为6 962 mm,与正常对照组(3 582 mm)比较明显增加(P<0.001),表明模型建立成功;阳性对照RU21组斑马鱼总运动距离为4 443 mm,与模型对照组(6 962 mm)比较明显减少(P<0.001),说明RU21具有解酒功效。酵素果汁饮料在含量为12.5、25.0、50.0 μL/mL的斑马鱼总运动距离分别为4 224、3 937、3 229 mm,与模型对照组(6 962 mm)比较明显减少,解酒功效分别为39%、43%、54%,说明酵素果汁饮料在以上浓度均具有解酒功效且呈剂量依赖性,在50.0 μL/mL时解酒效果极显著,表明其核心成分可能通过多靶点协同作用加速酒精代谢。结合文献分析,葛根与枳椇子中的黄酮类化合物可上调乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶活性,促进乙醇代谢为乙酸[18];藤茶粉中的二氢杨梅素则通过抑制乙醇诱导的氧化应激反应,保护神经细胞免受损伤[19]。此外,益生菌发酵过程可能将植物大分子转化为更易吸收的小分子形式,增强有效成分的生物利用度[20]。详见表7、图6。

图6 酵素果汁饮料处理后斑马鱼行为典型图
Fig.6 Typical behaviors of zebrafish treated with fermented juice beverage

注:黑色线为慢速运动、绿色线为中速运动、红色线为快速运动。

表7 酵素果汁饮料解酒功效评价实验结果
Table 7 Experimental results of alcohol detoxification efficacy in fermented juice beverage

组别含量/(μL/mL)总运动距离/mm解酒功效/%正常对照组-3 582±420∗∗∗-模型对照组-6 962±448-阳性对照组-4 443±373∗∗∗36±0.78酵素果汁饮料12.54 224±433∗39±2.3225.03 937±127∗43±3.9550.03 229±262∗∗∗54±1.66

注:n=10;阳性对照组-RU21 100 μg/mL,与模型对照组比较,*P<0.05,***P<0.001(下同)。

2.3.4 酵素果汁饮料对斑马鱼酒精性脂肪肝辅助保护功效

依据2.3.2节得出酵素果汁饮料对斑马鱼的MTC,选择12.5、25.0、50.0 μL/mL酵素果汁饮料水溶液作为实验低、中、高剂量进行斑马鱼酒精性脂肪肝辅助保护功效实验。在本实验条件下,模型对照组斑马鱼肝脏脂肪染色强度为10 604像素与正常对照组(7 864像素)比较明显增强(P<0.001),表明模型建立成功;阳性对照RU21组斑马鱼肝脏脂肪染色强度为8 408像素,与模型对照组(10 604像素)比较明显减弱(P<0.001),说明RU21具有酒精性脂肪肝辅助保护功效。酵素果汁饮料含量为12.5、25.0、50.0 μL/mL时,斑马鱼肝脏脂肪染色强度分别为9 467、8 218、7 957像素,与模型对照组(10 604像素)比较明显减弱(P<0.01,P<0.001,P<0.001),酒精性脂肪肝辅助保护功效分别为11%、23%和25%,说明酵素果汁饮料以上浓度均具有酒精性脂肪肝辅助保护功效且在25.0、50.0 μL/mL时护肝效果极显著,可能是该饮料含葛根、枳椇子、藤茶粉等成分,其中葛根、枳椇子中的黄酮类化合物可调控乙醇脱氢酶活性,加速酒精代谢产物清除,减轻肝损伤[21]。详见表8、图7。

图7 酵素果汁饮料处理后斑马鱼肝脏脂肪染色强度典型图
Fig.7 Typical figure of liver fat staining intensity of zebrafish treated with fermented juice beverage

注:黄色虚线框处为分析部分(斑马鱼肝脏)。

表8 酵素果汁饮料对酒精性脂肪肝辅助保护功效评价实验结果
Table 8 Experimental results of the auxiliary protective effects in fermented juice beverage against alcoholic fatty liver

组别含量/(μL/mL)肝脏脂肪染色强度/像素酒精性脂肪肝辅助保护功效/%正常对照组-7 864±228∗∗∗-模型对照组-10 604±280-阳性对照组-8 408±188∗∗∗21±1.23酵素果汁饮料12.59 467±209∗∗11±0.7625.08 218±155∗∗∗23±0.2450.07 957±195∗∗∗25±0.83

注:n=10。

3 结论与讨论

通过酵素液、藤茶粉、姜黄、三氯蔗糖与其他辅料的单因素试验,以感官评分为指标,选取藤茶粉添加量、姜黄添加量、三氯蔗糖添加量为因素水平,进行Box-Behnken响应面试验设计,得到酵素果汁饮料的最优工艺条件为酵素料液比1∶30(g∶mL)、藤茶粉添加量0.09%、姜黄添加量0.03%、三氯蔗糖添加量0.01%,并得到该条件下酵素果汁饮料的感官评分平均值为(88.75±0.31)分,感官评分影响强弱关系为姜黄添加量>藤茶粉添加量>三氯蔗糖添加量。人体酒精代谢实验结果表明,饮用酵素果汁饮料30 min内,血液酒精含量下降速率显著高于空白组,且与空白对照组相比,醒酒时间缩短2 h。斑马鱼动物实验结果表明,酵素果汁饮料对斑马鱼的MTC为50.0 μL/mL,酵素果汁饮料在含量为12.5、25.0、50.0 μL/mL时,斑马鱼总运动距离分别为4 224、3 937、3 229 mm,与模型对照组相比显著减少,解酒功效分别为39%、43%和54%,斑马鱼肝脏脂肪染色强度分别为9 467、8 218、7 957像素,与模型对照组相比明显减弱,酒精性脂肪肝辅助保护功效分别为11%、23%和25%。综上所述,由葛根、枳椇子、洛神花酵素液为主要原料,并复配多种植物成分的酵素果汁饮料在一定浓度范围内具有解酒护肝作用,为解酒护肝类产品开发提供理论依据。

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Optimization of fermented juice beverage and its effect on alcohol detoxification and hepatoprotection

SHAO Yunxiao*

(Renhe Global (Shanghai) Grand Health Research Institute Co.Ltd., Shanghai 200062, China)

ABSTRACT With the expansion of the drinking population, plant-based beverages with alcohol detoxification and hepatoprotective effects have broad market prospects.This study employed single-factor analysis and response surface methodology to optimize the processing conditions of fermented juice beverages.Additionally, a human alcohol breath test and a zebrafish drunkenness model were used to investigate their effects on alcohol detoxification and hepatoprotection, providing a theoretical basis for the application of such beverages.The results showed that the optimal processing conditions for the fermented juice beverage were:a solid-to-liquid ratio of 1∶30(g∶mL) for the fermented material, 0.09% Ampelopsis grossedentata powder, 0.03% turmeric, and 0.01% sucralose, yielding a sensory score of (88.75±0.31).Compared with the control group, within 30 minutes of consuming the fermented juice beverage, the rate of decline in exhaled alcohol concentration in humans accelerated, and sobering time was shortened by 2 h.Furthermore, within the maximum tolerated concentration, the beverage exhibited significant sobering effects on ethanol-induced excitement-phase drunken zebrafish, with a more pronounced effect observed at higher doses.Meanwhile, the auxiliary protective effect against alcoholic fatty liver increased with the concentration of beverage, indicating that fermented juice beverages at appropriate concentrations possess alcohol-detoxifying and liver-protective properties.

Key words fermented juice beverage;response surface;zebrafish;alcohol metabolism;alcohol detoxification and hepatoprotection

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.041903

引用格式:邵云晓.酵素果汁饮料工艺优化及其解酒护肝功效研究[J].食品与发酵工业,2026,52(1):67-74.SHAO Yunxiao.Optimization of fermented juice beverage and its effect on alcohol detoxification and hepatoprotection[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(1):67-74.

第一作者:硕士,中级工程师(通信作者,E-mail:957061513@qq.com)

收稿日期:2024-12-19,改回日期:2025-04-30