山藥山楂酸奶的貯藏品質(zhì)及胃腸液環(huán)境下的抗氧化性

李郭浪，劉 靜，李 霞，馬 玲

（山西農(nóng)業(yè)大學 食品科學與工程學院，山西 晉中 030801）

乳制品富含多種營養(yǎng)成分，是人們飲食結(jié)構(gòu)不可或缺的部分[1]。發(fā)酵乳是最常見的乳制品之一，其中的乳酸菌不僅賦予這種美食以發(fā)酵風味，還能改善腸道微生物群落的平衡狀態(tài)，抑制有害菌的生理代謝，有益于宿主健康[2]。乳酸菌制品具有抗氧化、延緩衰老的效果，甚至具有抗癌、增強免疫力的功能[3]。同時，發(fā)酵過程中原料奶的部分蛋白質(zhì)分解為氨基酸，其他大分子營養(yǎng)物質(zhì)被降解，游離脂肪酸也有所增加，因此酸奶中的蛋白和鈣更易被人吸收[4]。但由于人們生活和消費水平的提高，很多消費者已經(jīng)不滿足于常見乳酸菌或益生菌發(fā)酵的乳制品。目前已有研發(fā)生產(chǎn)添加了谷物、水果以及蔬菜的功能性發(fā)酵乳的報道，如王芬等[5]研制紫米酸奶，賴盈盈等[6]研制葛根酸奶，楊露西等[7]研制藜麥酸奶。這些添加了特定成分的酸奶，在普通發(fā)酵乳功能的基礎上，又被賦予了新的保健功效，但有關添加了山藥和山楂的風味發(fā)酵乳的研究卻鮮有報道。山藥（Dioscorea oppositifolia）為薯蕷科薯蕷屬植物的干燥根莖，性平味甘，補氣益腎，可健脾除濕[8]，研究發(fā)現(xiàn)山藥主要具有抗氧化、抗癌、降糖降脂、增強免疫等功能[9-10]。山楂（Crateagus pinnatifida）為薔薇科山楂屬植物的干燥成熟果實，對人體的心血管疾病有預防作用[11]，具有降血脂、血壓、強心、抗心律不齊等作用，也可消食健胃、增強食欲。

本研究在鮮牛乳中加入山藥漿、保加利亞乳桿菌（Lactobacillusbulgaricus）和嗜熱鏈球菌（Streptococcusthermophilus）共同發(fā)酵后，攪拌并加入山楂醬混勻，制成一款不僅風味獨特，且結(jié)合了山藥、山楂和酸奶三者保健功能的乳制品。對山藥山楂酸奶貯藏期間的理化指標、自由基清除率以及模擬胃腸液反應后的自由基清除率情況進行測定。以期進一步探究山藥山楂酸奶的貯藏特性，提供貨架期的基本數(shù)據(jù)，初步探究其在模擬人體消化道環(huán)境中的抗氧化特性，并為該類產(chǎn)品進一步研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮牛乳：山西農(nóng)業(yè)大學動物科技學院；新鮮山藥、新鮮山楂、白砂糖：市售；保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）、嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）：山西農(nóng)業(yè)大學食品學院畜產(chǎn)實驗室保藏。1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）：日本東京化成工業(yè)株式會社；2,2'-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2,2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid，ABTS）：北京Solarbio公司；其余試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設備

HPP-9272電熱恒溫培養(yǎng)箱：北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司；723 可見分光光度計：上海菁華科技儀器有限公司；LD4-2A低速離心機：北京雷勃爾離心機有限公司；BL-50立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海東亞壓力容器制造有限公司；cm-5型色差儀：柯尼卡美能達有限公司；NDJ-1指針式黏度計：上海羽通儀器儀表廠。

1.3 實驗方法

1.3.1 菌種活化

生鮮牛乳煮沸滅菌3 min，冷卻至室溫，分裝于無菌試管中，分別接種保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的凍干粉、置于恒溫培養(yǎng)箱中進行活化培養(yǎng)，反復傳代，直至其符合生產(chǎn)發(fā)酵劑的要求。

1.3.2 山藥漿和山楂醬的制備

新鮮山藥去皮切塊，與等體積的水混合，打漿，加熱糊化，得到山藥漿。鮮山楂1 kg，洗凈去蒂去籽，加入500 mL水打漿，加500 g白砂糖，攪拌均勻，95 ℃水浴熬制成紅褐色透明的糊狀，冷卻得到山楂醬，備用。

1.3.3 山藥山楂酸奶的加工工藝流程及貯藏品質(zhì)測定

原料乳與山藥漿（添加量15%）混合攪拌→均質(zhì)（70 ℃、15 MPa）→加入白砂糖（添加量7%）→殺菌（90 ℃、10 min）→冷卻至20 ℃→接種3%發(fā)酵劑（保加利亞桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶1）→攪拌均勻→恒溫培養(yǎng)（42 ℃）→發(fā)酵（約4 h，直至凝乳形成）→冷卻后熟（4 ℃、24 h）→加入山楂醬充分攪拌（添加量3%）→山藥山楂酸奶

以不添加山藥和山楂的同批鮮奶自制普通酸奶為對照，分別測定兩種酸奶在4 ℃條件下貯藏1 d、7 d、14 d、21 d的酸度持水力、乳酸菌總數(shù)和抗氧化性等指標，以及模擬胃腸道環(huán)境反應后的活菌數(shù)和自由基清除率。

1.3.4 分析檢測

（1）乳酸菌活菌數(shù)的測定

參考GB 4789.35—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》中的乳酸菌計數(shù)法，測定乳酸菌活菌總數(shù)。

（2）酸度

根據(jù)GB/T 5413.34—2010《乳和乳制品酸度的測定》中的方法[12]測定。

（3）黏度

采用黏度計直接測定。

（4）色差

使用色差儀測定酸奶樣品的色值（明亮度L*值，紅綠a*值和黃藍b*值），總色差ΔE*=（Δa*2+Δb*2+ΔL*2）1/2，ΔE*＞2時的顏色變化容易被人眼觀察到。

（5）持水力

取一定質(zhì)量（M1）的酸奶于離心管；4 000 r/min離心10 min，棄上清液，稱剩余物質(zhì)質(zhì)量（M2）[13]。持水力好的酸奶在貯藏過程中不易析出乳清。持水力計算公式如下：

（6）自由基清除率測定

DPPH自由基清除率參考WU X等[14]的方法測定；ABTS自由基清除率參考LIANG L H等[15]的方法測定。

1.3.5 模擬胃腸液的制備及消化模擬反應

參考謝海軍等[16]的方法，制備模擬胃液、腸液。山藥山楂酸奶和對照酸奶進行胃腸環(huán)境模擬反應后，測定DPPH及ABTS自由基清除率。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

運用SPSS 17.0進行單因素方差分析，計量資料采用Duncan's多重比較檢驗，使用SigmaPlot 10.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 山藥山楂酸奶貯藏期間活菌數(shù)的變化

酸奶作為含有活菌的發(fā)酵乳品，其中的乳酸菌對人體健康有著特殊的作用，如果活菌數(shù)量不達標，則難以發(fā)揮其在人體內(nèi)的功效[17]。山藥山楂酸奶及對照酸奶中的乳酸菌活菌數(shù)在4 ℃下貯藏21 d的變化情況見圖1。

圖1 兩種酸奶貯藏期間活菌數(shù)的變化情況Fig.1 Changes of the viable bacteria number of two kinds of yoghurt during storage period

由圖1可以看出，山藥山楂酸奶乳酸菌活菌數(shù)在1～7 d時較高且無明顯差異（P＞0.05），14 d、21 d時下降；對照酸奶隨著貯藏時間的延長，活菌數(shù)逐漸降低。在1 d時，山藥山楂酸奶的活菌數(shù)顯著高于普通酸奶（P＜0.05），分別為8.61 lg（CFU/g）、8.48 lg（CFU/g）。山藥山楂酸奶在儲藏的21 d內(nèi)，乳酸菌活菌數(shù)均高于對照酸奶，可能是由于山藥中的低聚糖對乳酸菌的生長起到了促進作用[18]。不僅如此，在試驗期間，山藥山楂酸奶的活菌數(shù)一直保持在7.92 lg（CFU/g）以上，超過國標規(guī)定的發(fā)酵乳貨架期乳酸菌活菌數(shù)≥6.00 lg（CFU/g）的要求。

2.2 山藥山楂酸奶貯存期間酸度變化

酸度會對酸奶的口感，乳酸菌的生長代謝有一定的影響[19]。山藥山楂酸奶及對照酸奶在4 ℃下貯藏21 d的滴定酸度變化情況見圖2。

圖2 兩種酸奶貯藏期間滴定酸度的變化情況Fig.2 Changes of titration acidity of two kinds of yoghurt during storage period

從圖2可以看出，在貯藏21 d內(nèi)山藥山楂酸奶和對照酸奶滴定酸度均有所上升，貯藏1 d時山藥山楂酸奶的滴定酸度為80.50°T，顯著高于對照酸奶的74.75°T（P＜0.05）；貯藏7 d時，對照酸奶的滴定酸度為98.01°T，顯著高于山藥山楂酸奶的92.10°T（P＜0.05）。貯藏14 d和21 d時，兩種酸奶滴定酸度差異不顯著（P＞0.05）。

2.3 山藥山楂酸奶貯存期間持水力和黏度變化

持水性好的發(fā)酵乳在貯存期間不易析出乳清，黏度適中的發(fā)酵乳口感更好。山藥山楂酸奶及對照酸奶在4 ℃下貯藏21 d持水性、黏度的變化情況見圖3。

由圖3a可知，兩種酸奶在儲存期間的持水性都呈現(xiàn)下降趨勢，可能是由于冷藏期間pH的變化以及凝膠結(jié)構(gòu)的變化導致[20]。在整個實驗的四次測定中，山藥山楂酸奶的持水力均顯著低于對照酸奶（P＜0.05）。原因可能是添加了山藥漿及山楂醬破壞了酸奶由酪蛋白顆粒構(gòu)成的凝膠結(jié)構(gòu)，降低了蛋白質(zhì)分子之間的親和力，導致蛋白質(zhì)膠體結(jié)合水的含量有所減少[21]，造成酸奶的持水力降低。另外，酸奶的持水力還與酪蛋白濃度有關[22]，由于加入的山藥漿在制備過程中加入了水，造成原料乳中酪蛋白濃度下降，使其持水力低于對照酸奶。由圖3b可知，兩種酸奶的黏度都在貯藏1～14 d時降低，貯藏21 d有所提高，但山藥山楂酸奶的變化趨勢相對緩和。貯藏1 d時，對照酸奶的黏度為2 341.67 mPa·s，顯著高于山藥山楂酸奶的2 000.03 mPa·s（P＜0.05）。對照酸奶在第7天的黏度迅速下降，貯藏7 d、14 d、21 d時山藥山楂酸奶的黏度均顯著高于對照酸奶（P＜0.05）。

圖3 兩種酸奶貯藏期間持水力（a）及黏度（b）的變化情況Fig.3 Changes of water holding capacity (a) and viscosity (b) of two kinds of yoghurt during storage period

2.4 山藥山楂酸奶貯存期間色差的對比

山藥山楂酸奶及對照酸奶在4 ℃下貯藏21 d的顏色變化情況見表1。

由表1可知，在貯藏期間，兩種酸奶的L*值都呈現(xiàn)上升的趨勢；山藥山楂酸奶的a*值在貯藏1～7 d下降，貯藏14～21 d保持相對穩(wěn)定，對照酸奶的a*值在貯藏1～14 d下降，貯藏14 d與21 d的a*值相同。貯藏期間，山藥山楂酸奶的b*值總體上升，但在貯藏14 d時有所下降，對照酸奶的b*值平穩(wěn)上升。1 d時對照酸奶的L*值為67.1，顯著高于山藥山楂酸奶的63.57（P＜0.05），表明其顏色相對偏白，可能是山楂中色素的存在以及山藥氧化變色導致的這一差異。

由表1可知，貯藏1～7 d，7～14 d，14～21 d時山藥山楂酸奶的總色差ΔE*的變化值分別為4.53、1.49、2.88；對照酸奶的總色差ΔE*的變化值分別為0.26、2.54、1.51，山藥山楂酸奶的顏色變化較為明顯。LAGO-VANZELA E S等[23]研究發(fā)現(xiàn)，總酚含量和黃酮含量都會對a*值、b*值產(chǎn)生一定的影響，山藥中的酚類物質(zhì)以及山楂中的黃酮對山藥山楂酸奶的顏色變化產(chǎn)生了影響。

表1 兩種酸奶樣品在貯藏期間色差的對比Table 1 Comparison of color difference of two yogurt samples during storage period

2.5 山藥山楂酸奶貯存期間及胃、腸液模擬后自由基清除率變化

山藥山楂酸奶及對照酸奶在4 ℃下貯藏21 d的DPPH、ABTS自由基清除率見表2和表3。

表2 兩種酸奶樣品在貯藏期間的DPPH自由基的清除率對比Table 2 Comparison of DPPH free radical scavenging rate of two yogurt samples during storage period

表3 兩種酸奶樣品在貯藏期間的ABTS自由基的清除率對比Fig.3 Comparison of ABTS free radical scavenging rate of two yogurt samples during storage period

由表2和表3可知，兩種酸奶冷藏過程中DPPH自由基的清除率變化規(guī)律相似，都隨貯藏時間的延長而呈先下降后保持穩(wěn)定的趨勢，而ABTS自由基清除率在前低溫（4 ℃）貯藏14 d呈現(xiàn)略微上升的趨勢，低溫（4 ℃）貯藏21 d時有所下降?？傮w上看，未經(jīng)過胃腸液處理的情況下，山藥山楂酸奶在貯藏過程中對兩種自由基清除率均顯著高于對照酸奶（P＜0.05）?？赡苁怯捎谄渲猩剿帩{中的多糖、酚類等抗氧化成分發(fā)揮了作用，以及乳酸菌的活菌數(shù)較高，乳酸菌發(fā)酵會生成含有傳遞質(zhì)子能力的化合物，使自由基清除率升高[24]。另外，山楂含有的多糖成分是一種供氫物質(zhì)，能與自由基相結(jié)合而形成穩(wěn)定的物質(zhì)，阻止了自由基鏈式反應進一步延續(xù)[25]。

進一步分析可知，經(jīng)過胃液模擬反應和和腸液模擬反應后，都會導致兩種酸奶的DPPH和ABTS自由基清除能力下降，下降程度有所不同。原因可能是由于乳酸菌受到胃液腸液環(huán)境脅迫，導致活性大大降低，也可能是酸奶中的抗氧化物質(zhì)在胃腸液環(huán)境下被分解，特別是一些活性肽。不僅如此，在低溫（4 ℃）貯藏1 d時，山藥山楂酸奶經(jīng)過胃腸液模擬反應后的ABTS自由基清除率，和未處理的普通酸奶的清除率差異不顯著（P＞0.05），充分體現(xiàn)了山藥山楂酸奶在模擬人體消化實驗中的抗氧化能力的優(yōu)勢。

3 結(jié)論

在低溫貯藏期間（4 ℃、21 d），山藥山楂酸奶相比于對照酸奶的乳酸菌活菌數(shù)更高，pH較低，黏度隨貯藏時間延長而緩慢下降，變化趨勢更穩(wěn)定，DPPH、ABTS自由基清除率顯著高于對照酸奶。兩種酸奶在冷藏過程中的自由基清除能力均有所降低；在模擬胃、腸液環(huán)境反應后，兩者的自由基清除率雖有不同程度的下降，但山藥山楂酸奶的自由基清除率仍顯著高于對照酸奶，一定程度上說明了山藥山楂酸奶可以在人體消化道內(nèi)更好的發(fā)揮抗氧化作用。