水果酵素的保健功能與應用研究進展

赫 亮

(遼寧省林業科學研究院，遼寧 沈陽 110032)

酵素是生物體內不可或缺的物質，是一種能在生物體內或生物體外引發化學反應而又不消耗自身的生物催化劑[1]。其能加速化學反應的速度，使反應達到可觀察的水平，同時使反應的熱力學過程更加有利，但對反應的平衡狀態沒有影響。水果是人們日常飲食中常見的食物之一，而且具有豐富的營養成分和生物活性物質[2]。20世紀初，研究人員開始對酶進行深入研究，并發現許多酶存在于水果中[3]，其在生長過程中自然會發生發酵現象，這種發酵能夠使水果的口感、香味和保質期得到改善，同時還能夠增加其營養成分的含量和營養價值[4]，引起了人們對水果酵素的興趣。隨著人們對不同水果進行發酵和酵素成分提取鑒定以及產品開發等研究工作的大量開展，目前已探索建立了大量水果酵素的生產工藝，并開發了許多相關產品，使得水果酵素產業具備了較為廣闊的開發和應用前景[5]。本綜述總結了以水果作為原料產生酵素的種類、產品、發酵工藝、保健作用以及應用，并對水果酵素研究進行了展望，旨在為水果酵素相關研究的系統化和產業化提供重要參考[5]。

1 水果酵素的種類

水果是理想的益生菌載體，因為其不僅含有維生素和礦物質等多種營養成分，還富含促進微生物生長代謝的糖類物質。經過益生菌發酵的水果酵素能夠提升水果加工產品的整體品質，并保留原料的特殊風味。根據不同的水果類型，水果酵素主要分為以下幾種。

1.1 柑果類酵素

柑果類酵素是一種由柑果類水果發酵制成的酵素產品。柑果類，又被稱為柑橘類，是蕓香科中最常見的水果之一，包括橙子、橘子、檸檬、柑橙和柚子。柑果類水果散發出獨特的清香氣味，外皮堅硬，果肉柔軟多汁，內部含塊狀果瓤。柑果類水果富含維生素、蛋白質、有機酸和膳食纖維等營養成分，同時也含有一些功能性物質，如黃酮和酚酸。在上述多種活性功能成分的綜合作用下，柑果類水果酵素具有滋潤健胃，強化血管，排除體內毒素，降低膽固醇并預防感冒及牙齦出血等功效[6]。

1.2 漿果類酵素

漿果類酵素是由漿果類水果進行發酵制作而成，漿果類水果具有柔軟的外皮、厚實多汁的果肉和豐富的汁液，非常適合用于制作水果酵素。常見的漿果類酵素包括葡萄酵素、藍莓酵素、樹莓酵素和草莓酵素等，因其良好的口感，深受銷售者喜愛。漿果類水果酵素具有多種功效，如補血安神、清熱生津、增強腎臟功能、利尿止瀉、促進消化、強健神經并補充血液等[5]。

1.3 仁果類酵素

仁果類酵素是利用仁果類水果進行發酵制作而成，典型的有蘋果酵素、梨酵素、枇杷酵素等。仁果類水果的果皮和果肉是主要食用部分，含有豐富的多糖、維生素和纖維素等活性功能成分，同時富含鈣、磷、鉀和微量元素鐵、鋅等物質。仁果類酵素具有維護心臟血管的正常運作，促進腎功能，調理腸胃，以及排除體內毒素等功效[7]。

1.4 其他類水果酵素

除上述典型水果酵素以外，近年來，各地積極探索延長水果產業鏈的方法，許多水果產區根據自身產業特點，還陸續研發了一些特殊的水果酵素產品，如香蕉酵素、芒果酵素、木瓜酵素、鳳梨酵素和椰子酵素等[8]。

在制備水果酵素的過程中，不僅可以利用水果肉進行發酵，還有許多研究利用水果皮進行發酵的方法。如，對橘子皮、火龍果皮和香蕉皮進行發酵生產的酵素，在抗氧化活性方面，橘子皮制備的酵素效果較好。還有研究人員利用葡萄果渣進行酵素的生產，并證明葡萄果渣酵素具有明顯的抗氧化作用[9]。

2 水果酵素的保健功能

2.1 優化腸道環境

水果酵素能夠幫助分解蛋白質、脂肪和碳水化合物等食物成分，這對于減少消化不良和腸胃不適非常關鍵。通過加速食物的分解過程，水果酵素能夠提高人體對營養物質的吸收率，并減少消化系統所承受的負擔。如，藍莓果渣酵素[10]，能夠有效緩解腹脹、便秘等不適癥狀，具有調節腸道微生態平衡和促進益生菌增殖的作用，從而提高整體消化過程的效率。通過降低腸道內有害菌群數量，并增強有益菌群的活性，水果酵素能夠創造一個更健康、平穩的腸道環境。

2.2 抗菌消炎

水果酵素具有抗菌抗炎的功效，當人體組織細胞局部受損且感染病原菌引起發炎時，水果酵素能夠將大量白血球轉運過來，抵御病原菌的侵襲，從而有效緩解感染細胞的炎癥。此外，水果酵素還具有刺激免疫細胞分裂和增殖的功能，進而產生更多的抗體，使免疫功能逐漸恢復到動態平衡。董銀卯等[11]對水果酵素的研究表明，通過抑制特定細胞因子的活性，這些酵素能夠降低體內慢性炎癥程度，有效緩解身體疼痛和不適，并減輕腫痛等炎癥反應從而改善感覺神經傳導并提升身體狀態。

2.3 降低膽固醇

酵素能降低膽固醇水平，維護心血管健康，減少心臟疾病的風險。商日玲等[12]對沙棘提取物酵素飲料的研究顯示，沙棘提取物酵素能夠有效降低血漿膽固醇，增加腸道益生菌，改善脂質代謝酶的活性，具有降血脂、抗氧化、增強免疫力等功能。

3 水果酵素的發酵工藝

水果酵素傳統的制備方法主要依賴于自然發酵的過程。在這個過程中，利用水果蔬菜本身所含的酵母、乳酸菌等微生物來發酵。與此相比，傳統制備方法并不對果蔬原料進行巴氏殺菌處理，這樣就能夠有效地保留原材料本身固有的風味和營養成分[13]。傳統果蔬酵素飲料的研究熱點主要集中在提高其抗氧化活性等功能作用。

傳統的自然發酵技術主要是固體發酵技術，是借助自然環境的野生菌進行發酵，發酵時間較長，發酵工藝不穩定，易受環境因素影響，發酵終點以人為經驗判斷為準，發酵產物的安全性、有效性、穩定性難以保證[12]。而現代發酵精準，時間短，發酵效果穩定，生產效率和安全性較高?，F代發酵技術根據發酵方式不同分為固體發酵技術、液體發酵技術、雙向發酵技術。

酵素的發酵工藝是制備高品質酶類制品的關鍵因素之一[14]。目前，酵素的發酵工藝一般可分為發酵前處理、分離純化、培養條件優化等步驟。發酵前處理是一個非常重要的步驟，涉及對發酵基質的處理，以創造出適合酵母或細菌生長的環境。這個處理過程可以包括調整基質的營養成分，如添加適量的碳源、氮源和微量元素，以滿足生物體所需的營養需求。此外，在發酵前還需要對基質進行消菌處理，以避免不必要的細菌或真菌污染。另外的關鍵步驟是分離純化。在發酵過程中，往往需要與其他生物體協同作用才能實現最佳產率和效果。因此，在獲得發酵液后，需要對其中包含的目標產品(如特定類型的酵素)進行一定程度的分離和純化工作。有助于去除雜質，提高產品純度，并減少對下游操作(如濃縮、固體-液相分離等)帶來的影響。培養條件優化也是提高酵素產量和品質的關鍵環節之一。為了實現更高效率和更穩定的發酵過程，其中包括但不限于調整發酵溫度，控制培養基的pH值，調節氣體成分(如氧氣和二氧化碳濃度)，合理安排培養時間，并控制酵母或細菌的初始濃度等因素。通過對這些條件進行優化，可以提供最適宜的生長環境，促進酵素產量的增加，并且保證產品質量穩定。

4 水果酵素的應用

隨著水果酵素研究的不斷發展，相應水果酵素產品和工藝已在各個行業得到非常廣泛的應用，如在食品加工、化工、環境治理、能源、制藥等方面。

水果酵素飲料是水果酵素產品在食品領域應用的典型代表，水果酵素飲料是指水果在多種有益菌自然條件下發酵而成的富含酶、多種維生素、礦物質和次級代謝產物等功能成分的發酵飲料。酵素飲料在海外已經得到大眾的認可。據現有研究報道，酶飲料具有抗菌、抗氧化、改善腸道菌群等功效，有益于人體健康。目前已經研制成功的水果酵素飲料有軟棗獼猴桃酵素飲料[15]、藍莓酵素飲料[16]、玉米須果蔬酵素飲料[17]等，這些水果酵素飲料的開發對應飲料市場的多樣性以及食品產業的健康發展具有重要作用。

除了在食品領域的應用外，水果酵素還在其他領域有著廣泛應用。植物酵素在種植業上具有改良土壤結構，促進植物生長，增產提質等功效，展現出良好的應用前景[18]。李方志等在施用化肥和農藥20多年的耕地上施用5種不同濃度的水果殘渣環保酵素液，研究結果顯示，環保酵素對土壤有改良效果，可改善土壤質量，其中以持續施澆1∶750環保酵素的改良效果最佳，可有效增加土壤速效鉀含量6.06%。

隨著經濟的發展和人們對個人安全的日益重視，化妝品中的化學成分也備受關注[19]。幾經研究證實，長期接觸皮膚的化學添加劑可能對肌膚造成損害。當下的酵素面膜在提升肌膚亮白度方面具有顯著的效果，其通過抑制和排除體內的黑色素、脂褐素和葉紅素等色素，以達到美白的目的。許多含有酵素成分的化妝品采用了抑制酪氨酸酶活性的機制，從而實現皮膚美白的效果。還有一些產品則添加了李子酵素等酵素物質[20]，以抑制角化細胞對黑色素的吞噬作用，進而防止皮膚變黑，達到美白的效果。

5 展望

水果酵素工藝和相關產品的研發對于探索新型保健酵素種類，增加酵素產品豐富性，提高我國農產品附加值，創新醫學和生物技術以及解決環境問題等方面具有重要的意義。在實際生產過程中，水果酵素品質、功能和安全性受到發酵過程中微生物群落結構與代謝物變化規律的嚴重影響。因此，發酵時間的選擇和過程調控必須結合考慮微生物群落結構的改變以及產物的實際狀況。在發酵菌種上，除了常用的酵母菌、乳酸菌和醋酸菌等微生物，還可多發掘新菌種用于水果的發酵和酵素產品研發，增加水果酵素產品的豐富性和多樣性。另外，通過選育合適菌種或混菌發酵，合理延長發酵時間，采取合適的滅菌和干燥方式等后處理方式，尤其是考慮高溫滅菌和噴霧干燥的方式，通過低溫、避光、無氧的貯藏條件進行水果酵素產品的儲藏，在一定程度上有利于提高酵素產品的穩定性。由于單一的水果酵素在保健功能和產品特色上仍然無法發揮最優的效果，因此在發酵材料選擇上，有必要研究開發新型的復合水果酵素，以水果酵素為主要原料，與其他類別的酵素進行配伍，研發特色復合酵素或螯合酵素產品。

近年來，水果酵素領域對于發酵工藝、酵素成分效用以及酵素產品開發這些方面的研究相對較多，但相關基礎研究過于薄弱，不夠系統，發酵過程導致酵素成分和效用變化以及保健功能的分子機理和調控機制等方面仍然鮮有研究，限制了水果酵素研究理論基礎的建立和完善?；诖?，未來應借助基因工程和細胞工程等現代生物技術手段，針對水果酵素菌種代謝機制、功能性成分評價等方面開展生理、生化、分子層面的系統研究，對推動水果酵素相關研究的深入具有重要的意義。