山菠菜酸乳的研制及抗氧化性研究

劉濤方，蔡娜娜，郭海鵬，張 健，卿玲杉，賈長(zhǎng)虹

（河北聯(lián)合大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，河北 唐山 063020）

山菠菜酸乳的研制及抗氧化性研究

劉濤方，蔡娜娜，郭海鵬，張 健，卿玲杉，賈長(zhǎng)虹

（河北聯(lián)合大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，河北 唐山 063020）

以山菠菜、蔗糖、異抗壞血酸鈉和β-環(huán)狀糊精為輔料，利用保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌發(fā)酵生產(chǎn)新型酸乳。確定最佳工藝參數(shù)為：加糖量9%，提取山菠菜汁的料液比1:10，添加量25%。證明了該酸乳具有較好的抗氧化能力：達(dá)到50%清除率的酸乳上清液添加量和0.2 mg·mL-1的Vc分別為，羥自由基：1.2 mL和2.0 mL；氧自由基：3.5 mL和0.8 mL；DPPH自由基：1.3 mL和1.8 mL；對(duì)于硝酸鹽的清除作用則表現(xiàn)明顯的低添加量下酸乳提取液優(yōu)于Vc，而添加量大于2.5 mL時(shí)，Vc的效果好些。

山菠菜；發(fā)酵；自由基；乳酸

山菠菜又稱法國(guó)菠菜、野菠菜，藜科，一年生野生草本植物，山菠菜幼嫩莖葉適口性好，全草可入藥。具有清肝明目，清熱，散郁結(jié)，強(qiáng)心利尿，降低血壓的功能。用于肺癆，瘰疬，癭瘤，黃疸，筋骨疼痛，眼澀腫痛，羞明流淚，眩暈，口眼歪斜，高血壓，頭痛，耳鳴，乳癰，痄腮，癰瘡腫毒，淋癥，崩漏，帶下痛。目前，山菠菜的研究與開發(fā)還很少見。本實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)進(jìn)行了山菠菜的營(yíng)養(yǎng)成分分析，探討了山菠菜多糖的提取、分離純化工藝及生物活性，進(jìn)一步明確了其可利用價(jià)值。

利用乳酸菌生產(chǎn)的發(fā)酵食品越來(lái)越受到人們重視，乳酸在乳酸發(fā)酵食品中占據(jù)了主導(dǎo)地位。乳酸除了具有口感好、香味濃等感官優(yōu)點(diǎn)外，還具有促進(jìn)消化、增加免疫力、預(yù)防腸道疾病等保健作用，但單一的產(chǎn)品已不能滿足不同人群的需要，故開發(fā)新型酸乳勢(shì)在必行。

本文將山菠菜和乳酸菌的營(yíng)養(yǎng)成分和保健作用集中在一起，為開發(fā)新型酸乳產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

1 材料設(shè)備與方法

1.1 材料

山菠菜：采自河北省興隆縣霧靈山區(qū)；菌種：保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌（1:1），國(guó)家乳業(yè)工程技術(shù)研究中心菌種保藏中心；鮮牛奶：市售蒙牛純牛奶；添加劑：市售優(yōu)質(zhì)白砂糖、完達(dá)山脫脂奶粉、異抗壞血酸鈉、β-環(huán)狀糊精（β-CD）；去離子水：自制。

1.2 主要設(shè)備

SW-CI-ZH型超凈工作臺(tái)，LC-156型海爾冰箱，YXQG02型蒸汽消毒器，DNP-908型電熱恒溫培養(yǎng)箱，SS230-A型多功能食物攪拌器，美的SH2147電磁爐。

1.3 山菠菜汁浸提

1.3.1 工藝路線

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）烘干粉碎：選取5月10日左右采摘的山菠菜，剔除其中的雜質(zhì)，在烘干箱中95 ℃滅酶15 min，其目的是防止褐變，保持成品中較好的綠色，然后在65 ℃下烘干至脆，以便盡量保留山菠菜中的有效成分；

（2）粉碎過(guò)篩：用食品攪拌器將山菠菜打碎，取過(guò)120目的顆粒備用；

（3）浸提：用去離子水浸提二次，均在45 ℃條件下浸提60 min，兩次均在4 000 r·min-1下離心10 min，合并濾液，冷卻后備用；

殺菌：殺菌條件為115 ℃，15 min。

1.4 山菠菜酸乳的加工

1.4.1 工藝路線

1.4.2 操作要點(diǎn)

酸奶的發(fā)酵參考本實(shí)驗(yàn)室優(yōu)化的工藝參數(shù)，酸度測(cè)定也采用本實(shí)驗(yàn)室常用的方法。

（1）調(diào)配原料：向純牛奶中加入9%的白砂糖，加熱溶化，過(guò)濾并采用巴氏殺菌；

（2）發(fā)酵：取活化到第五代的乳酸菌發(fā)酵劑（保加利亞乳桿菌: 嗜熱鏈球菌=1: 1），按照3%的比例接入純牛奶中，在42 ℃條件下發(fā)酵4 h，當(dāng)其酸度達(dá)到75oT左右即可；

（3）冷卻：迅速冷卻至室溫；

（4）混合：配制不同比例的山菠菜汁，添加到酸奶中，混合均勻；

（5）罐裝：在無(wú)菌間中操作；

（6）后熟：4 ℃冰箱中冷藏16～24 h，即可得到成品酸奶。

1.5 實(shí)驗(yàn)方案的確定

通過(guò)一系列基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，主要判定浸提時(shí)的料液比（g·mL-1）和不同浸提液的添加量。方案如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)方案表

1.6 產(chǎn)品的品評(píng)方法

組織20人評(píng)價(jià)小組，對(duì)山菠菜酸乳進(jìn)行口感品評(píng)，取平均值作為最終評(píng)價(jià)結(jié)果，口感品評(píng)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 茶味乳酸菌飲料口感品評(píng)標(biāo)準(zhǔn)

1.7 抗氧化性實(shí)驗(yàn)

將成品酸乳按照酸乳/去離子水為7/3稀釋，混勻，在4000 r·min-1下離心10 min，取上清液，進(jìn)行清除羥自由基、氧自由基、DPPH亞硝酸鹽能力的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)均以0.2 mg·mL-1的Vc做對(duì)照，比較清除效果。

按下式計(jì)算乳酸對(duì)各種物質(zhì)的清除率：

其中：A0為空白對(duì)照液的吸光值，An為加入酸乳后的吸光值，當(dāng)測(cè)定酸乳對(duì)羥自由基的清除作用時(shí)An’為不加H2O2時(shí)酸乳上清液的本底吸光值，其它An’=0。

1.7.1 酸乳對(duì)羥自由基的清除作用

采用水楊酸法。反應(yīng)體系中加入5 mmol·L-1的水楊酸-乙醇（95%）2 mL、10 mmol·L-1的FeSO41 mL，混勻，加入酸乳上清液和VC分別為0.2、0.5、1、1.5、2.5、4 mL，并用去離子水使反應(yīng)體系補(bǔ)至5 mL，最后加10 mmol·L-1的H2O22 mL啟動(dòng)反應(yīng)，37 ℃保溫30 min，于510 nm處測(cè)定吸光值。

1.7.2 酸乳對(duì)氧自由基的清除作用

采用鄰苯三酚法。取pH8.2的Tris-HCl 3 mL，加入酸奶上清液和VC分別為0.2、0.5、1、1.5、2.5、4 mL，并用去離子水使反應(yīng)體系補(bǔ)至6 mL，混勻，25 ℃水浴平衡20 min。然后加入1.0 mL 7 mmol·L-1的鄰苯三酚，混勻，立即放入光度計(jì)中，測(cè)定325 nm處的吸光值，記錄反應(yīng)5 min后的結(jié)果（測(cè)各樣品時(shí)，以去離子水代替鄰苯三酚調(diào)節(jié)0點(diǎn)）。

1.7.3 酸乳對(duì)DPPH的清除作用

加入酸奶上清液和VC分別為0.1、0.5、1.0、1.5、2.5、3.0 mL，并用去離子水使反應(yīng)體系補(bǔ)至6 mL，加入120 μmol·L-1的DPPH乙醇溶液3 mL，混勻，常溫、黑暗下靜置30 min，517 nm下測(cè)定吸光值。

1.7.4 酸乳對(duì)亞硝酸鹽的清除作用

采用重氮偶合比色法。在反應(yīng)體系中加入酸奶上清液和VC分別為0.1、0.5、1.0、1.5、2.5、3.0 mL，各加入8 μg·mL-1NaNO2標(biāo)準(zhǔn)溶液2 mL，并用去離子水使反應(yīng)體系補(bǔ)至5 mL，搖勻在室溫下靜置1 h，加入濃度為0.4%的對(duì)氨基苯磺酸各2 mL，搖勻靜置5 min，最后加入濃度為0.2%的鹽酸奈乙二胺，搖勻靜置15 min，以本底為參比，在540 nm下測(cè)其吸光值。

2 結(jié)果與分析

2.1 最佳工藝參數(shù)的確定

將兩種不同料液比的山菠菜汁分別以15%、20%、25%、30%、40%等五種不同的濃度加到酸奶中，結(jié)果見表3。

表3 產(chǎn)品口感品評(píng)結(jié)果

由表3可以看出，采用料液比為1:10，山菠菜汁添加量為25%的產(chǎn)品色澤和口感最佳。

2.2 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

在21 d之內(nèi)，通過(guò)測(cè)定成品山菠菜酸乳的酸度、觀察組織狀態(tài)來(lái)研究穩(wěn)定性，結(jié)果如表4。

由表4可見，9 d內(nèi)酸度增加緩慢，以后增加略快，至21 d時(shí)已經(jīng)達(dá)到107°T；從顏色看，9～11 d后顏色變淺；從組織狀態(tài)來(lái)，9～11 d后開始有分層和乳清析出現(xiàn)象。所以確定山菠菜酸奶的最適飲用時(shí)間為9 d以內(nèi)，貨價(jià)期可以確定為21 d。

表4 成品穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

2.3 抗氧化性實(shí)驗(yàn)

2.3.1 酸乳對(duì)羥自由基的清除作用

考察不同添加量的酸乳上清液和VC對(duì)羥自由基的清除效果，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，隨著酸乳上清液加入量的增加，對(duì)羥自由基的清除作用增大。當(dāng)添加量從1.0 mL上升到1.5 mL時(shí)，清除率從41%增大到75%，到添加量為4.0 mL時(shí)，已經(jīng)達(dá)到92%的清除效果。與0.2 mg·mL-1的Vc相比，在添加量1.0 mL以下時(shí)，清除效果不及Vc，但當(dāng)添加量上升時(shí)，明顯好于Vc，如在添加量2.5 mL時(shí)，Vc的清除率為63%。達(dá)到50%清除率的酸乳上清液添加量為1.2 mL，而Vc為2.0 mL。

2.3.2 酸乳對(duì)氧自由基的清除作用

考察不同添加量的酸乳上清液和VC對(duì)氧自由基的清除效果，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，隨著酸乳上清液加入量的增加，對(duì)氧自由基的清除作用增大。當(dāng)添加量為1.0 mL時(shí)，綠色酸乳僅為7.8%，而Vc的清除率已經(jīng)達(dá)到58.0%；而當(dāng)添加量為2.5 mL時(shí)，綠色酸乳為34.5%，而Vc的清除率已經(jīng)達(dá)到90%以上；達(dá)到50%清除率的酸乳上清液添加量為3.5 mL，而Vc為0.8 mL。

圖2 酸乳上清液對(duì)氧自由基的清除

2.3.3 酸乳對(duì)DPPH的清除作用

考察不同添加量的酸乳上清液和VC對(duì)氧自由基的清除效果，結(jié)果如圖3所示。

圖3 酸乳上清液對(duì)DPPH自由基的清除

由圖3可知，隨著酸乳上清液加入量的增加，對(duì)DPPH自由基的清除作用增大，在本實(shí)驗(yàn)取值范圍內(nèi)，均優(yōu)于Vc的清除效果，且此差別隨添加量的加大而增大。在添加量為1.0 mL時(shí)，酸乳上清液的清除率為33%，而Vc的為30%；在添加量為3.0 mL時(shí)，酸乳上清液的清除率為87%，而Vc的為75%；達(dá)到50%清除率的酸乳上清液添加量為1.3 mL，而Vc為1.8 mL。

2.3.4 酸乳對(duì)亞硝酸鹽的清除作用

考察不同添加量的酸乳上清液和VC對(duì)亞硝酸鹽的清除效果，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，隨著酸乳上清液加入量的增加，對(duì)亞硝酸鹽的清除作用增大，在添加量為1.5 mL以下時(shí)，效果優(yōu)于Vc，添加量為1.5 mL時(shí)的清除率為55%，而Vc的清除率為25%；但隨著添加量的增加，其清除作用上升不如Vc明顯，在添加量為2.5 mL時(shí)，清除率基本相似，為63%左右，而在添加量為3.0 mL時(shí)，酸乳上清液清除率為68%，而Vc的清除率已經(jīng)達(dá)到90%。

圖4 酸乳上清液對(duì)亞硝酸鹽的清除

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)確定了山菠菜酸乳的最佳工藝參數(shù)為：加糖量9%，提取山菠菜的料液比為1:10，山菠菜汁添加量20%，在4 ℃條件下可以貯存10～15 d。此產(chǎn)品具有較好的清除自由基的能力，對(duì)羥自由基、DPPH自由基的清除作用明顯優(yōu)于Vc。達(dá)到50%清除率的酸乳上清液添加量和Vc分別為羥自由基：1.2 mL和2.0 mL；氧自由基：3.5 mL和0.8 mL；DPPH自由基：1.3 mL和1.8 mL；對(duì)于硝酸鹽的清除作用則表現(xiàn)明顯的低添加量下酸乳提取液優(yōu)于Vc，而添加量大于2.5 mL時(shí)，Vc的效果好些。

[1] 孫玉敏,金順姬,羅丹娜.鹿藥,四葉菜,山菠菜氨基酸和無(wú)機(jī)元素測(cè)定[J].中國(guó)野生植物資源,2006,25(3):59-60.

[2] 趙晉府.食品工藝學(xué)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1999.

[3] 劉國(guó)艷.自由基的生物學(xué)效應(yīng)及自由基清除系統(tǒng)的功能特性[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào),2002(s1):93-96.

[4] 賈長(zhǎng)虹,常麗新,楊亞男,等.玫瑰葉黃酮的提取及其對(duì)亞硝酸鹽的清除作用研究[J].食品與機(jī)械.2009,25(5):78-81.

[5] 何玲玲,王新,石中亮,等.水提板栗殼色素對(duì)羥自由基和超氧陰離子自由基的清除作用[J].食品與機(jī)械,2006, 22(6):56-59.

[6] 崔文新,張靜靜,耿越.幾種天然植物色素清除自由基能力比較研究[J].山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006, 21(2):105-107.

[7] 常麗新,張麗芳,杜密英,等.月季花色素的穩(wěn)定性及對(duì)亞硝酸鹽的清除作用研究[J].食品科學(xué),2005,26(7):99-101.

（責(zé)任編輯、校對(duì)：李春香）

Study on Preparation of Prunella Asiatica Nakai Beverage and Antioxidation

LIU Tao-fang, CAI Na-na, GUO Hai-peng, ZHANG Jian, QING Ling-shan, JIA Chang-hong
(College of Life Science, Hebei United University, Tangshan 063000, China)

Utilizing Prunella asiatica nakai, sucrose, sodium iso-ascorbic acid and β-cyclic dextrin as supplemental material, Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophilus are added and milk is fermented. The optimum fermentation conditions are as follows: the sugar amount is 9%, mountain spinach juice extraction ratio of solid to liquid is 1:10, and adding of that is 25%. The yoghurt has better capacity of antioxidation. The best technical parameters are as follows: the adding of supernatant that radical-scavenge is up to 50% and 0.2 mg·mL-1Vc is 1.2 mL and 2.0 mL on hydroxyl radicals (·OH), 3.5 mL and 0.8 mL on oxygen radicals (O2-·) and 1.3 mL and 1.8 mL on DPPH radicals, respectively. The scavenging action on the DPPH radicals is obviously better than Vc when the adding amount is lower. But when the adding amount is excess 2.5 mL, the scavenging action is a little weaker than Vc.

Prunella asiatica nakai; fermentation; free radicals; lactic acid

TS252.54

A

1009-9115(2014)02-0055-04

10.3969/j.issn.1009-9115.2014.02.016

河北省科技計(jì)劃項(xiàng)目（0722070D-5）

2013-11-09

劉濤方（1991-），女，吉林白山人，本科生，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物提取及功能食品研究。

賈長(zhǎng)虹（1966-），女，河北唐山人，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物提取及功能食品。