高血压是常见的心血管疾病，严重危害人类健康，该病不可治愈，患者需终身服药。据世界卫生组织报道，全球1/3的成年人患有高血压。我国第五次高血压调查显示：中国成人高血压患病率为23.2％，患病人数达2.45亿，患病率随年龄增加而升高，且男性高于女性。血管紧张素转化酶(Angiotensinconverting enzyme，ACE)作用于人体内的肾素血管紧张素醛固酮系统(reninangiotensin system，RAS)，将血管紧张素I(Ang I)转化为血管紧张素II(Ang II)，使血管强烈收缩，血管压力增大。
石榴在《名医别录》《齐民要术》《图经本草》《本草纲目》中记载其药用价值，在中国古代就是重要的庭院树种，也是重要的观花和观果树种。国外学者研究发现石榴汁可有效降低血液中ACE表达水平，并且研究发现石榴汁中酚类化合物(主要为黄酮类和酚酸类)能够和ACE 活性位点紧密结合，有效降低ACE活性，但是石榴汁中多酚主要为结合态形式，在胃肠道中不易吸收，导致低价的生物可及度和生物利用度，体内降血压效果个体差异较大。
来自陕西师范大学的研究团队为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有降血压功能的发酵石榴汁及其制备方法，能够提供石榴中的多种营养物质和清香味，更兼具降低高血压的治疗效果，生产成本较低，不受资源限制，环境污染小，可大量生产且产品安全在食品行业具有广泛应用前景。
团队将石榴榨汁后加入果胶酶以提高石榴的出汁率和澄清度，同时再加入VC护色。然后将石榴汁原汁加纯净水，加入酸味剂、甜味剂和稳定剂混合后，加入纯净水，在40～55℃水浴加热3分钟得到混合液。并将混合液高压均质，灭菌，在发酵罐中接种OD600 大于1的植物乳杆菌进行发酵，得到发酵石榴汁，并采用ACEkitWST试剂盒测定发酵石榴汁和其中活性组分的ACE抑制活性。结果发现在不同的调配比例、水浴温度、菌种接种比例以及发酵条件下得到的体外ACE抑制活性范围为63％～68.04％。
HPLC测量发酵石榴汁结果发现，发酵前：没食子酸1576.14ug/ml，安石榴苷6371.17ug/ml (包括安石榴苷α和安石措苷β)，儿茶素3532.77ug/ml，绿原酸876.11ug/ml，咖啡酸 305.60ug/ml，表儿茶素575.77ug/ml，阿魏酸185.88ug/ml，鞣花酸33.10ug/ml。发酵后：没食子酸1515.40ug/ml，安石榴苷6198.38ug/ml (包括安石榴苷α和安石措苷β)，儿茶素3462.97ug/ml，咖啡酸306.67ug/ml，绿原酸 930.15ug/ml，表儿茶素707.96ug/ml，阿魏酸184.61ug/ml，鞣花酸118.49ug/ml。经过对比发现，石榴汁发酵后绿原酸、咖啡酸含量略有提高，表儿茶素和鞣花酸含量显著提高，安石榴苷含量显著下降。
石榴汁主成分ACE抑制活性结果表明，ACE抑制活性为IC50 值(2.54ug/mL) )时石榴多酚中各单体的ACE抑制活性如下：安石榴苷(41.53％)＞表儿茶素(35.59％)＞儿茶素(32.20％)＞绿原酸(31.36％)＞没食子酸(25.00％)＞鞣花酸(18.52％)。表儿茶素能够通过7位的A环 羟基与ACE结合位点残基形成分子相互作用，是其具有较高ACE抑制活性的重要因素。经典ACE抑制剂类药物卡托普利的 脯氨酸结合S2，甲基结合S1’，巯基和Zn2+配位，使小分子卡托普利在狭窄的活性通道达成动态平衡并嵌入后不再脱离，抑制ACE活性，石榴汁活性成分与ACE分子对接图表明石榴汁中的主要多酚化合物都能和ACE 的活性位点结合发挥抑制作用。
石榴汁多酚化合物与ACE互作机制图，其中箭头所指为酚类化合物，S1，S2， S1’和S2’分别为ACE活性位点；石榴汁发酵前后HPLC图
石榴汁发酵前后ACE抑制活性中可以看出，发酵1天的石榴汁的ACE抑制活性最 高，为68.05％，然后逐渐下降。在发酵前石榴汁鉴定出来的31种挥发性成分中，含有9种醇类(1.67％)、4种烷烃 类(80.15％)、4种醛类(3.25％)、4种酮类(0.95％)、4种有机酸类(10.54％)、3种酯类 (1.88％)、1种酚类(0.66％)、2种烯烃类物质(0.91％)，其中3甲基辛烷、乙酸、甲氧基乙 酸、辛醛、2乙基己醇乙酸酯的含量较高。在发酵后石榴汁鉴定出来的50种挥发性成分中， 含有8种醇类(19.12％)、10种烷烃类(11.84％)、11种醛类(41.5％)、3种酮类(1.67％)、1种 有机酸类(0.44％)、8种酯类(6.82％)、3种酚类(1.32％)、3种烯烃类(2.02％)、2种其它物 质(14.84％)，其中甲氧基苯肟、壬醛、辛醛、异辛醇、庚醛的含量较高。从发酵前后香气物质种类变化表可以看出各类香气物质含量发生明显变化。
石榴多酚及单体的ACE抑制活性
用电子鼻和电子舌分析发现发酵前后口感发生变化。电子鼻分析结果中第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)贡献率累计98.23％，样品判别指数为0.7301，主成分在不同领域分界明显，说明电子鼻能够区分发酵前后不同石榴汁样品。电子舌对发酵前后不同石榴汁滋味分析显示其差异主要存在于主成分分析累计 79.44％，样品判别指数为0.9778，说明电子舌能准确区分发酵前后不同石榴汁样品。
对比石榴汁发酵前后胃肠道ACE抑制活性发现，从石榴汁中分离出的酚类化合物已被证明是体外有效的ACE抑制剂。但对自发性高血压大鼠(SHR)进行的不同实验证实酚类化合物(例如槲皮素，阿魏酸和单宁酸)在体内具有降血压的作用。经过模拟胃肠液发现石榴汁发酵24h后ACE抑制活性由发酵前的43.86％提高到68.05％，提高了24.19％。模拟胃液消化后石榴汁ACE活性由发酵前的53.98提高到65.34％，提高了11.36％，肠液消化后ACE活性由发酵前的61.08％提高到73.01％，提高了11.93％。
石榴汁发酵及模拟胃肠液消化后的ACE抑制活性
综上所述，这款发明得到的发酵石榴汁能够提供石榴中的多种营养物质和清香味，更兼具降低高血压的治疗效果，生产成本较低，不受资源限制，环境污染小，可大量生产且产品安全在食品行业具有广泛应用前景。