山药是我国卫计委公布的药食同源物品之一，又名薯蓣，含有多糖[1]、黄酮、酚苷类[2]、甾醇[3]、淀粉、氨基酸[4]等化合物[5]。山药多糖具有良好的还原性，能够清除体内DPPH自由基、·OH自由基和·O2-自由基[6]。山药皂苷能够通过提高超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性，清除体内自由基，减少过氧化脂质生成等多种途径发挥抗氧化作用[7]。研究发现，山药多酚可明显抑制Fe2+诱发的卵黄低密度脂蛋白（LDL）、多不饱和脂肪酸过氧化作用[8]。山药糖蛋白CYG-1与CYG-2能够清除活性氧，对H2O2、O2-、-OH、DPPH也具有一定的清除能力，可抑制脂质体过氧化[9]。饵料中添加怀山药可以改善鲤肠道组成结构，提升其免疫力[10]。山药多糖可以显著提高肉鸡的采食量和平均日增重[11]，通过调节肉仔鸡体内生长激素水平和氧化酶活性，从而提高生长性能，改善机体抗氧化性能[12]。微生物发酵是一种中草药炮制的方法，可以使中草药的某些功能性成分有效释放，进行生物转化或引入新的功能因子，达到增加或丰富药效的作用。本研究从实验室保藏的6株饲用益生菌中筛选出适合山药发酵的菌株，分别以·O2-自由基清除率、·OH自由基清除率和DPPH自由基清除率为抗氧化活性指标，通过单因素和正交试验对山药液态发酵条件进行优化，得到具有较高抗氧化活性的发酵液，为相关发酵产品的研发提供参考。1材料与方法1.1材料与试剂干山药片、麸皮为市售；布拉迪酵母、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、屎肠球菌、副干酪乳杆菌、布氏乳杆菌均由四川轻化工大学生物工程学院生物发酵技术及应用实验室保藏。蛋白胨、牛肉膏粉、酵母膏粉和琼脂粉均为国产生化试剂，葡萄糖、乙酸钠、柠檬酸三氨、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸锰、氯化钠、邻二氮菲、DPPH、抗坏血酸、邻苯三酚、过氧化氢、氢氧化钠和吐温-80均为国产分析纯。1.2培养基MRS培养基：蛋白胁10 g、牛肉膏粉8 g、酵母膏粉4 g、葡萄糖20 g、乙酸钠（含三水）5 g、柠檬酸三氨（无水）2 g、磷酸氢二钾（无水）2 g、吐温-80 1 g、硫酸镁（含七水）0.2 g、硫酸锰（含四水）0.05 g、水1 L，pH值6.0~6.4。YPD培养基：葡萄糖20 g、蛋白胨20 g、酵母浸粉/酵母膏10 g、水1 L，pH值6.0~6.5。酵母膏单独用热水融化。营养肉汤：蛋白胨10 g、牛肉膏3 g、氯化钠5 g、水1 L，pH值7.2~7.4。1.3试验仪器YXQ-75SII立式压力蒸汽灭菌器购自上海博讯实业有限公司医疗设备厂，52N紫外可见分光光度计购自上海诺科仪器仪表有限公司，BSD-YX3200立式智能精密摇床购自上海博讯实业有限公司，Agilent 7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪购自Agilent Technolo-gies公司。1.4测定指标及方法1.4.1试验菌株生长曲线的测定将活化后的布拉迪酵母种子液，按2%接种于YPD培养基中，30 ℃ 150 r/min培养，每隔2 h取样，稀释适当倍数，检测OD600 nm值，培养时间为横坐标，OD600 nm值为纵坐标绘制生长曲线。将活化后的枯草芽孢杆菌YB和凝结芽孢杆菌种子液，按2%分别接种于营养肉汤培养基中，37 ℃、150 r/min培养，每隔2 h取样，稀释适当倍数，检测OD600 nm值，培养时间为横坐标，OD600 nm值为纵坐标绘制生长曲线。将活化后的屎肠球菌、副干酪乳杆菌和布氏乳杆菌种子液，按2%分别接种于MRS培养基中，37 ℃静置恒温培养，每隔2 h取样，稀释适当倍数，检测OD600 nm值，培养时间为横坐标，OD600 nm值为纵坐标绘制生长曲线。1.4.2山药发酵菌种的筛选1.4.2.1山药对不同菌株增殖的影响将活化后的布拉迪酵母种子液，按2%分别接种于含有1%、3%、5%、7%、9%山药粉的YPD培养基中，30 ℃、150 r/min发酵至菌种对数期，发酵液稀释适当倍数，检测OD600 nm值，考察山药对菌株增殖的影响，检测发酵液抗氧化活性。将活化后的枯草芽孢杆菌YB和凝结芽孢杆菌种子液，按2%分别接种于含有1%、3%、5%、7%、9%山药粉的营养肉汤培养基中，37 ℃、150 r/min培养发酵至对应菌种对数期，发酵液稀释适当倍数，检测OD600 nm值，考察山药对菌株增殖的影响，检测发酵液的抗氧化活性。将活化后的屎肠球菌、副干酪乳杆菌和布氏乳杆菌种子液，按2%分别接种于含有1%、3%、5%、7%、9%山药粉的MRS培养基中，37 ℃静置恒温发酵至对应菌种对数期，发酵液稀释适当倍数，检测OD600 nm值，考察山药对菌株增殖的影响，检测发酵液的抗氧化活性。1.4.2.2山药对不同菌株发酵液抗氧化活性的影响分别称取1 g山药和3 g麸皮于装有50 mL水的250 mL三角瓶中，灭菌后各菌种按2%接种量接入将活化好的种子液，在菌种对应最适生长温度下发酵72 h，分别检测发酵液对·O2-自由基、·OH自由基和DPPH自由基的清除率。1.4.3山药发酵条件优化单因素试验1.4.3.1山药与麸皮比例对自由基清除率的影响使山药与麸皮总重量为4 g，调整山药与麸皮比例分别为0∶10、2∶8、4∶6、6∶4、8∶2、10∶0作为发酵培养基装入250 mL三角瓶，加入50 mL水，菌种接种量2%，37 ℃、150 r/min发酵72 h，分别检测发酵液对·O2-自由基、·OH自由基和DPPH自由基的清除率。1.4.3.2山药和麸皮总添加量对自由基清除率的影响设置麸皮与山药质量比为3∶1，山药和麸皮总添加量按照2、3、4、5 g作为发酵培养基装入250 mL三角瓶，加入50 mL水，菌种接种量2%，37 ℃、150 r/min发酵72 h，分别检测发酵液对·O2-自由基、·OH自由基和DPPH自由基的清除率。1.4.3.3氯化钠对自由基清除率的影响麸皮3 g、山药粉1 g，添加50 mL水装入250 mL三角瓶，分别添加4、6、8、10、12 g/L氯化钠，菌种接种量2%，37 ℃、150 r/min发酵72 h，分别检测发酵液对·O2-自由基、·OH自由基和DPPH自由基的清除率。1.4.3.4硫酸镁对自由基清除率的影响麸皮3 g、山药粉1 g，添加50 mL水装入250 mL三角瓶，分别添加0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50 g/L硫酸镁，菌种接种量2%，37 ℃、150 r/min发酵72 h，分别检测发酵液对·O2-自由基、·OH自由基和DPPH自由基的清除率。1.4.3.5硫酸锰对自由基清除率的影响麸皮3 g、山药粉1 g，添加50 mL水装入250 mL三角瓶，分别添加0.04%、0.06%、0.08%、0.10%、0.12%硫酸锰，菌种接种量2%，37 ℃、150 r/min发酵72 h，分别检测发酵液对·O2-自由基、·OH自由基和DPPH自由基的清除率。1.4.3.6发酵时间对自由基清除率的影响麸皮3 g、山药粉1 g，添加50 mL水装入250 mL三角瓶，菌种接种量2%，37 ℃、150 r/min分别发酵24、48、72、96 h，分别检测发酵液对·O2-自由基、·OH自由基和DPPH自由基的清除率。1.4.3.7菌种接种量对自由基清除率的影响麸皮3 g、山药粉1 g，添加50 mL水装入250 mL三角瓶，菌种接种量分别为1%、3%、5%、7%、9%，37 ℃、150 r/min分别发酵72 h，分别检测发酵液对·O2-自由基、·OH自由基和DPPH自由基的清除率。1.4.4山药发酵条件优化正交试验设计不同发酵条件会影响发酵液清除自由基的种类，因此试验分别以·O2-自由基、·OH自由基和DPPH自由基清除率为指标，分别设计3组正交试验，以此获得各自由基清除作用较好的发酵条件组合。在单因素试验的基础上，选出对相应自由基清除率影响显著的因子作为正交试验设计因素，·O2-自由基、·OH自由基和DPPH自由基清除率正交试验设计见表1~表3。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.T001表1·O2-自由基清除率正交试验设计水平A发酵时间/hB山药和麸皮比例C氯化钠/(g/L)D山药和麸皮总添加量/g1603∶75.004.002724∶66.005.003845∶57.006.0010.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.T002表2·OH自由基清除率正交试验设计水平E接种量/%F硫酸锰/%G麸皮和山药总添加量/gH山药和麸皮比例12.500.094.505∶523.000.105.006∶433.500.115.507∶310.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.T003表3DPPH自由基清除率正交试验设计水平I接种量/%J硫酸锰/%K硫酸镁/(g/L)L发酵时间/h180.080.2584290.100.50963100.120.751081.4.5自由基清除率计算方法1.4.5.1·OH自由基清除率参考Chen等[13]方法，略有改动，A损和A未空白参比为2 mL pH值7.40、0.2 mol/L磷酸盐缓冲溶液中加入4 mL水；A样空白参比为1 mL样品加2 mL的pH值7.40、0.2 mol/L磷酸盐缓冲溶液，加入3 mL水。每个样品做3个平行组取平均值，计算·OH自由基清除率。·OH自由基清除率=(Ａ样-A损)/(A未-A损)×100%(1)式中：A损为过氧化氢吸光度；A未为水的吸光度；A样为样品的吸光度。1.4.5.2·O2-自由基清除率参考姚钰蓉[14]方法，略有改动。AS的参比为50 μL样品+4.5 mL 0.05 mol/L pH值8.2的Tris-HCl缓冲液+25 μL 0.01 mol/L盐酸。A0的参比为50 μL水+4.5 mL 0.05 mol/L pH值8.2 Tris-HCl缓冲液+25 μL 0.01 mol/L盐酸。每个样品做3个平行组取平均值，计算·O2-自由基清除率。·O2-自由基清除率=(A0－AS)/A0×100%(2)1.4.5.3DPPH自由基清除率参考郭文莉等[15]方法，略有改动，A1参比为2 mL蒸馏水与2 mL无水乙醇；A2参比为4 mL蒸馏水，A0参比为2 mL蒸馏水与2 mL无水乙醇。每个样品做3个平行组取平均值，计算DPPH自由基清除率。DPPH自由基清除率=[1-(A1-A2)/A0]×100%(3)1.4.6GC-MS检测色谱条件：DB-5石英毛细管柱（50 mm×0.25 mm×0.25 μm）；柱温：起始温度80 ℃，程序升温5 ℃/min至280 ℃，保持30 min；柱流量为1.0 mL/min；进样口温度250 ℃；进样量1.0 μL；分流比20∶1；载气为高纯氦气。质谱条件：电离方式EI，电子能量70 eV，传输线温度260 ℃，离子源温度280 ℃，四极杆温度150 ℃，扫描质量范围30~550 amu。定性分析：化合物经计算机检索与标准谱库对比。1.5数据统计与分析试验数据采用Office 2016-Excel软件进行图形绘制，SPSS 20软件进行正交试验设计及分析。2结果与分析2.1菌株生长曲线（见图1）由图1可知，布拉迪酵母菌、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、屎肠球菌、副干酪乳杆菌、布氏乳杆菌的生长对数期后期分别为14、12、22、24、16、18 h，此时各菌株的活菌数分别为8.6×108、9.2×108、6.7×108、1.3×108、1.9×108、7.1×108 CFU/mL。布拉迪酵母菌在YPD培养基中，前6 h为调整期，6~16 h为对数生长期，16~24 h为稳定期；枯草芽孢杆菌在肉汤培养基中，前6 h为调整期，6~14 h为对数生长期，14~24 h为稳定期；屎肠球菌在MRS培养基中，前14 h为调整期，14~22 h为对数生长期，22~28 h为稳定期；凝结芽孢杆菌在肉汤培养基中，前10 h为调整期，10~24 h为对数生长期，24~28 h为稳定期；副干酪乳杆菌在MRS培养基中，前10 h为调整期，10~24 h为对数生长期，24~28 h为稳定期；布氏乳杆菌在MRS培养基中，前12 h为调整期，12~20 h为对数生长期，20~24 h为稳定期。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.F001图1菌株生长曲线2.2山药发酵菌种的筛选结果2.2.1山药对不同菌株增殖效果的影响（见图2）由图2可知，培养基中添加1%~5%的山药，枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌的发酵液OD600 nm值均有不同程度下降，且均低于不添加；山药添加量为7%时，枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌的发酵液OD600 nm值均比不添加山药时明显增加；当添加量增加至9%时，枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌发酵液OD600 nm值有所下降，但也明显高于不添加时，可见培养基中添加7%~9%的山药对枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌的增殖均具有一定程度的促进作用。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.F002图2山药对不同菌株增殖效果的影响随着山药添加量增加，屎肠球菌发酵液OD600 nm值呈缓慢的增加趋势，在山药添加量为7%时，OD600 nm值达到最大。山药添加量由1%增加至5%，副干酪乳杆菌发酵液OD600 nm值也随之增加，并达到最大值，继续增加山药添加量，副干酪乳杆菌发酵液OD600 nm值增加不明显。山药添加量在1%~5%时，布氏乳杆菌发酵液的OD600 nm值差异不显著，但均明显高于未添加时；随着山药添加量由5%增加至9%，布氏乳杆菌发酵液OD600 nm值呈下降趋势，但也均高于不添加时。研究表明，山药对枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、布氏乳杆菌、副干酪乳杆菌和屎肠球菌菌体的增殖均具有不同程度的促进作用，对布拉迪酵母菌体的增殖影响不大。2.2.2不同菌株发酵液抗氧化活性（见表4）由表4可知，枯草芽孢杆菌、布拉迪酵母、屎肠球菌和副干酪乳杆菌发酵液对·O2-自由基、·OH自由基和DPPH自由基均具有一定程度的清除作用。但凝结芽孢杆菌和布氏乳杆菌发酵液对DPPH自由基清除效果不明显，布氏乳杆菌发酵液对·O2-自由基清除效果不明显。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.T004表4不同菌株发酵液抗氧化活性项目·O2-自由基清除率·OH自由基清除率DPPH自由基清除率布拉迪酵母26.11±0.8853.85±3.0910.25±0.98枯草芽孢杆菌69.06±0.4862.82±5.3031.07±0.03屎肠球菌18.70±3.1036.00±6.5412.56±0.86凝结芽孢杆菌38.46±8.3238.46±4.383.16±0.33副干酪乳杆菌11.45±2.3118.00±11.3930.57±0.17布氏乳杆菌4.21±0.3752.78±5.503.44±0.40%综合山药对各个菌株促生长效果、菌种发酵液抗氧化试验的结果，选择枯草芽孢杆菌为试验的发酵菌株。2.3山药发酵条件优化结果2.3.1山药和麸皮比例对发酵液抗氧化活性的影响（见图3）由图3可知，发酵培养基中山药和麸皮比例为4∶6时，发酵液对·O2-自由基的清除率最大，为49.45%。发酵培养基中山药和麸皮的比为6∶4时，发酵液对·OH自由基的清除率最大，为71.99%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.F003图3山药和麸皮比例对发酵液抗氧化活性的影响2.3.2麸皮和山药总添加量对发酵液抗氧化活性的影响（见图4）由图4可知，发酵液对·O2-和·OH自由基清除率随着发酵培养基中山药和麸皮总添加量的增加而增加，最大分别达到27.24%和75.64%。发酵培养基中山药与麸皮总添加量为4 g时，发酵液对DPPH自由基清除率最大，为15.88%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.F004图4麸皮和山药总添加量对发酵液抗氧化活性的影响2.3.3离子种类及添加量对发酵液抗氧化活性的影响（见图5~图7）由图5可知，发酵培养基中分别添加6、8、12 g/L的氯化钠，其发酵液分别对·O2-、·OH和DPPH自由基的清除率最大，分别为33.43%、31.79%和15.02%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.F005图5氯化钠添加量对发酵液抗氧化活性的影响由图6可知，发酵培养基中添加1 g/L的硫酸镁，发酵液对·OH和·O2-自由基清除率最大，分别为36.75%和26.78%；发酵液对DPPH自由基清除率随着发酵培养基中硫酸镁添加量的增加而降低，硫酸镁添加量为0.5 g/L时DPPH自由基清除率最大，为44.69%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.F006图6硫酸镁添加量对发酵液抗氧化活性的影响由图7可知，硫酸锰添加量为0.1%时，发酵液对DPPH自由基和·OH自由基清除率最大，分别为26.93%和59.52%；硫酸锰添加量为0.08%时，发酵液对·O2-自由基清除率最大，为15.03%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.F007图7硫酸锰添加量对发酵液抗氧化活性的影响2.3.4接种量对发酵液抗氧化活性的影响（见图8）由图8可知，随着接种量的逐渐增加，发酵液对·O2-自由基清除率逐渐降低，对DPPH自由基清除率逐渐增加，对·OH自由基的清除率在接种量为3%时达到最大，为72.22%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.F008图8接种量对发酵液抗氧化活性的影响2.3.5发酵时间对发酵液抗氧化活性的影响（见图9）由图9可知，发酵时间为72 h时，发酵液对·O2-自由基的清除率最大，为53.90%；发酵时间为48 h时，发酵液对·OH和DPPH自由基清除率最大，分别为29.93%和16.90%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.F009图9发酵时间对发酵液抗氧化活性的影响2.3.6正交试验及方差分析结果（见表5~表10）由表5、表6可知，影响·O2-自由基清除率的因素是发酵时间（A）＞氯化钠（C）＞总山药和麸皮添加量（D）＞山药和麸皮比例（B），其最优组合为A2B2C2D1，即发酵时间72 h、山药麸皮比例为4∶6、氯化钠添加量为6 g/L、山药麸皮总添加量为4 g，此条件下枯草芽孢杆菌对·O2-自由基清除率最高。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.T005表5O2-·清除率正交试验结果项目A/hBC/(g/L)D/g·O2-自由基清除率/%1603∶75.004.0036.052604∶67.005.0039.103605∶56.006.0041.084724∶66.004.0071.835725∶55.005.0055.626723∶77.006.0062.037843∶76.005.0016.758844∶65.006.0010.119845∶57.004.0015.85K1116.23114.83101.78123.73K2189.48121.04129.66111.47K342.71112.55116.98113.22R146.778.4927.8812.2610.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.T006表6·O2-自由基清除率正交试验结果方差分析项目平方和自由度均方F值P值显著性模型11 366.46881 420.8081 369.9430.01**A10 822.49225 411.2465 217.5220.01**B63.894231.94730.8030.01**C361.7222180.861174.3860.01**D118.359259.18057.0610.01**误差18.668181.037总计11 385.13626注：“**”表示影响极显著（P0.01），“*”表示影响显著（P0.05）；表8、表10与此同。由表7、表8可知，影响·OH自由基清除率的因素排序为总麸皮山药粉添加量（G）＞硫酸锰（F）＞接种量（E）＞山药麸皮比例（H），其最优组合为E1F1G1H1，即接种量2.5%、硫酸锰0.09%、麸皮山药粉总添加量4.5 g、山药和麸皮比例5∶5，此条件下枯草芽孢杆菌对·OH自由基清除率最高。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.T007表7·OH自由基清除率正交试验结果项目E/%F%G/gH·OH自由基清除率/%13.500.114.506∶447.5022.500.105.506∶459.0833.500.095.507∶348.8843.000.095.006∶456.3853.000.115.505∶541.1862.500.094.505∶589.8772.500.115.007∶343.5583.000.104.507∶371.9793.500.105.005∶543.42K1192.50195.13209.34174.47K2169.53174.47143.35162.96K3139.80132.23149.14164.40R52.7062.9065.9911.5110.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.T008表8·OH清除率正交试验结果方差分析项目平方和自由度均方F值P值显著性模型6 201.5508775.19419.9680.01**E1 396.4292698.21517.9850.01**F2 055.86921 027.93526.4780.01**G2 670.62721 335.31434.3960.01**H78.624239.3121.0130.383误差698.7951838.822总计6 900.34426由表9、表10可知，影响DPPH自由基清除率的因素排序为发酵时间（L）＞硫酸镁（K）＞接种量（I）＞硫酸锰（J），经验证根据R值判断的最优组合DPPH自由基清除率低于表中最高数据，因此得最优组合为I3G3K3L1，即接种量10%、硫酸锰添加量0.12%、硫酸镁添加量0.75 g/L、发酵时间84 h，此条件下枯草芽孢杆菌对山药发酵的DPPH自由基清除率最高。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.T009表9DPPH自由基清除率正交试验结果项目I/%G/%K/(g/L)L/hDPPH自由基清除率/%180.080.258462.00290.100.508468.993100.120.758475.424100.080.509664.26590.120.259665.27680.100.759665.05790.080.7510825.938100.100.2510816.80980.120.5010820.52K1147.57152.19144.07206.41K2160.19150.84153.77194.58K3156.48161.21166.4063.25R12.6210.3722.33143.1610.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.T010表10DPPH·清除率正交试验结果方差分析项目平方和自由度均方F值P值显著性模型13 019.95681 627.495399.9540.01**I83.697241.84910.2840.001**G64.048232.0247.8700.004**K250.6102125.30530.7930.01**L12 621.60126 310.8001 550.8670.01**误差73.246184.069总计13 093.20226根据上述3个最优发酵条件进行3次重复试验，得·O2-自由基清除率达69.91%，·OH自由基清除率达84.82%，DPPH自由基清除率达72.21%。2.4山药发酵液中可挥发性物质检测结果（见表11）由表11可知，山药发酵前未检出可挥发性物质，发酵后检测出5种可挥发性物质，即[1,1'-双环丙基]-2-辛酸,2'-己基,甲酯（[1,1'-Bicyclopropyl]-2-octanoicacid,2'-hexyl-, methylester）、3-羟基-丁酮（Acetoin）、醋酸（Acetic acid）、2-甲基丙酸（2-methyl-Propanoic acid）、3-甲基丁酸（3-methyl-Butanoic acid）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.021.T011表11山药发酵液中可挥发性物质检测结果序号出峰时间/min分子式名称占比/%15.12C21H38O2[1,1'-Bicyclopropyl]-2-octanoicacid,2'-hexyl-,methylester4.5125.95C4H8O2Acetoin9.1836.70C2H4O2Acetic acid16.9747.40C4H8O22-methyl-Propanoic acid6.5558.05C5H10O23-methyl-Butanoic acid8.503讨论本试验中，通过特定菌株的发酵，提高了山药发酵液的抗氧化活性，有可能是发酵过程影响了山药多糖含量及单体组成或山药蛋白、山药皂苷等含量及种类。研究表明，山药多糖对DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基具有较强的清除活性[16]，且随多糖含量的增加而提高；多糖组成单体种类及浓度的差异也影响多糖的抗氧化活性的强弱[17]。多糖被适当修饰后，表现出更强的抗氧化活性[18]。山药皂苷[7]、山药糖蛋白[9]、山药蛋白质[19]也具有抗氧化活性。山药发酵产品的研究已涉及食品、饮料、饲料等领域，本研究结果可为山药相关高抗氧化活性的功能性发酵产品的研发提供参考。本研究所得发酵液经检测，发现3种对动物有益生效果的挥发性物质。3-羟基丁酮是一种淡黄色的液体，具有酸奶奶油气味和脂肪黄油气味[20]。3-羟基丁酮通常用于烘焙食品、糖果、布丁、奶类甜酱汁和饮料等[21]，在饲料中应用可起很好的诱食效果。2-甲基丙酸，又名异丁酸，在日粮中添加6.0 g/d的异丁酸可有效促进犊牛瘤胃中可分解纤维素的微生物生长，从而提高饲料中纤维素酶活性，促进瘤胃饲料发酵及犊牛生长发育[22]。3-甲基丁酸可以改变动物肠道pH值环境，利于益生菌的生长繁殖。酪酪肽（PYY）是调节动物摄食的饱感信号，主要受神经和摄入饲料营养物质及浓度的影响，日粮中添加醋酸钠可有效促进动物PYY的表达[23]。本研究中发酵菌种为枯草芽孢杆菌，是农业农村部允许使用的饲料添加剂目录中的菌种，发酵液抗氧化活性高，具有护肝、抗疲劳的功能[24-25]。4结论本试验通过发酵工艺条件的优化，发酵液对·O2-、·OH和DPPH自由基清除率分别达到69.91%、84.82%和72.21%。枯草芽孢杆菌山药发酵液，通过GC-MS检测到新增3-羟基丁酮、2-甲基丙酸、醋酸及3-甲基丁酸4种挥发性成分，抗氧化活性较高，具有作为功能性饲料添加剂应用的潜力。