抗疲勞發(fā)酵花生芽漿的研制

劉海燕，張建偉（.華北理工大學公共衛(wèi)生學院，河北唐山063000；.唐山師范學院體育系，河北唐山063000）

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抗疲勞發(fā)酵花生芽漿的研制

劉海燕1，張建偉2
（1.華北理工大學公共衛(wèi)生學院，河北唐山063000；2.唐山師范學院體育系，河北唐山063000）

摘要：以萌發(fā)4 d的花生芽為主要原料，添加乳酸菌、木糖醇，經(jīng)過殺菌、發(fā)酵、冷藏，制備發(fā)酵花生芽漿。以感官評分為評價標準，通過單因素分析和正交試驗，確定了發(fā)酵花生芽漿的最佳工藝條件：花生芽料水比1∶4（g/mL），木糖醇7%，接種量2%，發(fā)酵時間15 h。此工藝制備的發(fā)酵花生芽漿有濃郁花生香味及芽的清香，組織結構均勻，酸甜適中，口感細膩。在小鼠爬桿實驗中，中、高劑量的發(fā)酵花生芽漿可以明顯延長小鼠爬桿時間，提高糖原儲備并增加機體抗氧化能力，表明這一飲品可以延緩運動性疲勞的產(chǎn)生。

關鍵詞：花生芽；發(fā)酵；工藝優(yōu)化；白藜蘆醇；抗疲勞

花生芽是一種食療兼?zhèn)涞氖称?，營養(yǎng)特別豐富。能量、蛋白質和粗脂肪含量均居各種蔬菜之首，還富含維生素、鈣、鐵、鋅、鉀等礦物質，以及人體所需的各種氨基酸和微量元素，被譽為“萬壽果芽”，也叫長壽芽［1］。有研究發(fā)現(xiàn)，花生芽的白藜蘆醇含量比花生中的高100倍，比葡萄酒中的白藜蘆醇含量高幾十甚至上百倍。它具有抑制癌細胞、降脂降壓、防治心血管疾病、抗氧化延緩衰老、增強免疫力、抗疲勞等多種作用，保健價值極高［2］?；ㄉ窟€可以使花生中的蛋白質水解為更易于人體吸收的氨基酸；花生中的油脂被轉化為熱量，脂肪含量大大降低，同時，提高了各種人體必需的微量元素利用率［3］。

人體在大運動量后會產(chǎn)生明顯的疲勞等不適癥狀。這主要是由于體內能量耗竭引起的。為了延緩或減輕運動性疲勞，具有保健功效的運動營養(yǎng)補劑應運而生。西藥副作用大對機體身心健康會帶來危害。目前，國內多采用一種或多種中藥進行配伍試圖延緩運動疲勞的產(chǎn)生。但是，存在價格較貴、使用不方便、主要針對專業(yè)運動員而不能普及到大眾等缺點［4］。

因此，本研究旨在將花生芽與植物乳桿菌相結合研制出一款具有抗疲勞作用的功能性發(fā)酵花生芽漿。

1　材料和方法

1.1原料菌種及儀器設備

1.1.1材料

花生、木糖醇：購于唐山市家樂福超市；植物乳桿菌1.2707（Lactobacillus plantarum）：中國微生物菌種保藏管理中心；MRS乳酸菌固體及液體培養(yǎng)基：北京陸橋生物技術有限公司；ICR小鼠：北京維通利華實驗動物有限公司。

1.1.2儀器設備

HR型恒溫培養(yǎng)箱：北京六一儀器公司；FLC-3超凈工作臺：北京東聯(lián)哈爾儀器公司；SL-2全自動高壓滅菌鍋：日本Sanyo公司；JYL-350B型料理機：九陽股份有限公司；HW.SY11-KP2恒溫水浴鍋：北京長風儀器儀表公司；JYC-20BS3多功能電磁爐：山東九陽小家電有限公司；PT 2500E勻漿機：上海斯高勒生物科技有限公司；MIK-PH173筆式酸度計：杭州米科傳感技術有限公司；WYT-4型手持糖量計：上海精密儀器儀表有限公司。

1.2工藝要點［5-6］

1.2.1花生萌發(fā)

選取顆粒飽滿、無破損的籽粒，清水漂洗，然后80℃熱水浸泡5 min，迅速過濾，加入花生重量4倍的自來水，20℃浸泡吸脹6 h～8 h。將吸脹后的花生均勻播種在塑料育苗盤上，30℃恒溫催芽48 h，然后將育苗盤移至于黑暗環(huán)境中，相對濕度80%，室溫繼續(xù)培養(yǎng)48 h。去皮，得到花生芽，低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2花生芽漿的制備

將花生芽按照一定比例加入60℃熱水中磨漿，過200目篩過濾，去渣后制得花生芽漿。分別測定未發(fā)芽的花生及花生芽漿中基本營養(yǎng)成分［7-10］。粗蛋白測定按照GB5009.5-2010《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》，粗脂肪測定按照GB/T 14772-2008《食品中粗脂肪的測定》，粗灰分測定按照GB 5009.4-2010《食品安全國家標準食品中粗灰分的測定》，游離氨基酸總量測定采用茚三酮比色法，水溶性總糖測定采用蒽酮比色法。

1.2.3調味

木糖醇和花生芽漿按照一定比例進行原料配比，輕輕攪拌均勻。

1.2.4滅菌

調味后的原料放入高壓鍋中，121℃，20 MPa，殺菌15 min。

1.2.5冷卻

將滅菌的原料冷卻至37℃。

1.2.6接種培養(yǎng)

在無菌條件下，將保藏的植物乳桿菌先進行MRS固體培養(yǎng)基平板活化，37℃培養(yǎng)16 h，然后接種于MRS液體培養(yǎng)基中進行擴大培養(yǎng)，37℃培養(yǎng)16 h，然后按照一定體積比接種于原料中。

1.2.7發(fā)酵

接種后的原料在37℃進行培養(yǎng)。

1.2.8后熟

發(fā)酵后于4℃保存4 h進行后熟，得到產(chǎn)品。

1.2.9單因素試驗

1.2.9.1花生芽漿制備中料水比的選擇

在木糖醇添加量為6%，植物乳桿菌接種量3%，原料發(fā)酵時間15 h條件下，選定花生芽與水的比例分別為1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8（g/mL），研究水的添加量對發(fā)酵花生芽漿的影響。

1.2.9.2木糖醇添加量的選擇

在花生芽與水的比例為1∶5（g/mL），植物乳桿菌接種量為3%，原料發(fā)酵時間15 h條件下，選定木糖醇的添加量分別為3%、4%、5%、6%、7%、8%，研究木糖醇添加量對發(fā)酵花生芽漿的影響。

1.2.9.3植物乳桿菌接種量的選擇

在花生芽與水的比例為1∶5（g/mL），木糖醇添加量為6%，原料發(fā)酵時間15 h條件下，選定植物乳桿菌的接種量分別為1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%，研究植物乳桿菌接種量對發(fā)酵花生芽漿的影響。

1.2.9.4發(fā)酵時間的選擇

在花生芽與水的比例為1∶5（g/mL），木糖醇添加量為6%，植物乳桿菌接種量為3%條件下，選定發(fā)酵時間分別為12、13、14、15、16、17 h，研究發(fā)酵時間對發(fā)酵花生芽漿的影響。

1.2.10正交試驗

選擇花生芽與水的比例、木糖醇添加量、植物乳桿菌接種量、發(fā)酵時間4個因素，以感官評分為評價指標［11］，研究每個因素不同添加量對發(fā)酵花生芽漿品質的影響，在以上單因素試驗基礎上，設計四因素四水平的正交試驗，優(yōu)化發(fā)酵花生芽漿的制備工藝。

1.2.11感官評定

發(fā)酵花生芽漿感官評價標準見表1。

表1　發(fā)酵花生芽漿感官評價Table 1 Sensory evaluation of fermentative germinated peanut pulp

由食品相關專業(yè)的大學生30人進行感官評價，總分60分。根據(jù)色澤（20）、口感滋味（20）、氣味（20）對產(chǎn)品進行綜合評分，取平均值作為最終的感官評分結果。

1.3發(fā)酵花生芽漿理化指標和微生物指標測定

1.3.1理化指標測定

以優(yōu)化后的最佳條件制備的發(fā)酵花生芽漿成品進行相關檢測。3次試驗，取平均值。對總糖的測定參照GB/T 5009.7-2008《食品中還原糖的測定》、酸度測定以酸度計進行測定。

1.3.2微生物指標測定［11-16］

乳酸菌測定按照QB/T 4575-2013《食品加工用乳酸菌》，菌落總數(shù)測定按照GB4789.2-2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》，大腸桿菌測定按照GB 4789.38-2012《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸埃希氏菌計數(shù)》，沙門菌測定按照GB 4789.4-2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗沙門氏菌檢驗》，志賀氏菌測定按照GB 4789.5-2012《食品安全國家標準食品微生物學檢驗志賀氏菌檢驗》，金黃色葡萄球菌測定按照GB4789.10-2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗金黃色葡萄球菌》。

1.4白藜蘆醇含量的測定

以上發(fā)酵花生芽漿制備過程中，在其他條件相同的基礎上，制備發(fā)酵花生漿、花生漿和花生芽漿，分別測定以上4種飲品中白藜蘆醇的含量。以溴量法測定發(fā)酵花生芽漿中白藜蘆醇的含量［17］。

1.5產(chǎn)品抗疲勞功能的研究

1.5.1實驗動物的飼養(yǎng)

雄性ICR小鼠60只，5周齡，體重（21±1.8）g。飼養(yǎng)溫度（24±2）℃，濕度40%～60%，普通嚙齒類飼料喂養(yǎng)。小鼠自由取食和飲水，經(jīng)過5 d的適應進行正式實驗。

1.5.2實驗動物分組、灌胃

60只ICR小鼠隨機分為4組，每組15只。按照平均體重60 kg計算，白藜蘆醇每人每天的推薦攝入量4 mg［18］。因此，設計了小鼠每天補充白藜蘆醇的低、中、高3個劑量組分別為0.5、1、2 mg/kg。結合實驗中測得的發(fā)酵花生芽漿中白藜蘆醇的含量，用生理鹽水進行以上相應不同濃度的配置，以灌胃生理鹽水為空白對照，每只小鼠每天灌胃一次，每次2 mL，共灌胃4周。

1.5.3爬桿試驗

在最后一次灌胃30 min后，將小鼠放在轉棒式疲勞儀的有機玻璃棒上，設置轉速為40 r/min，使其肌肉處于緊張狀態(tài)，記錄小鼠從有機玻璃棒上跌落下來的時間。第3次跌落后終止試驗，累計3次的平均時間為爬桿時間［19］。

2　結果

2.1花生及花生芽漿基本營養(yǎng)成分

花生及花生芽漿中基本營養(yǎng)成分測定結果見表2。

表2　花生及花生芽漿中基本營養(yǎng)成分及其含量Table 2 The contents of basic nutritions in peanut and germinated peanut pulp %

由表2可知，花生芽漿中的粗蛋白和游離氨基酸總量比花生中顯著增加（P＜0.05），而粗脂肪顯著降低（P＜0.05）。

2.2單因素分析結果

2.2.1花生芽磨漿的料水比例的確定

花生芽與水的比例對發(fā)酵花生芽漿感官品質的影響見圖1。

圖1　花生芽與水的比例對發(fā)酵花生芽漿感官品質的影響Fig.1 Effect of ratio for germinated peanut and water on fermentative germinated peanut pulp sensory quality

由圖1可知，花生芽與水的比例為1∶5（g/mL）時得分最高?；ㄉ阄杜c芽的清香味較為適宜和協(xié)調，大于1∶5（g/mL）時香氣過濃，低于1∶5（g/mL）時花生香氣逐漸變淡，所以選擇花生芽與水的比例為1∶5（g/mL）進行以下的研究。

2.2.2木糖醇添加量對發(fā)酵花生芽漿感官質量的影響

木糖醇添加量對發(fā)酵花生芽漿感官質量的影響見圖2。

由圖2可知，木糖醇添加量過低則酸味過重，添加量過高則花生芽漿香味被掩蓋，味道過于甜膩。木糖醇添加量為6%左右，發(fā)酵花生芽漿感官品質最好，酸甜適中。最終確定木糖醇添加量為6%。

圖2　木糖醇添加量對發(fā)酵花生芽漿感官質量的影響Fig.2 The effect of the amount of xylitol on fermentativegerminated peanut pulp sensory quality

2.2.3植物乳桿菌接種量對發(fā)酵花生芽漿感官質量的影響

植物乳桿菌接種量對發(fā)酵花生芽漿感官質量的影響見圖3。

圖3　植物乳桿菌接種量對發(fā)酵花生芽漿感官質量的影響Fig.3 The effect of the amount of inoculum on fermentative germinated peanut pulp sensory quality

由圖3可知，植物乳桿菌接種量低于3%則有發(fā)酵花生芽漿的清液析出，產(chǎn)酸較少酸味不足；高于3.5%則酸味過重，接種量為3%～3.5%左右，發(fā)酵花生芽漿酸甜適宜，口感細膩。最終確定發(fā)酵劑的量為3%。

2.2.4發(fā)酵時間對發(fā)酵花生芽漿感官質量的影響

發(fā)酵時間對發(fā)酵花生芽漿感官質量的影響見圖4。

圖4　發(fā)酵時間對發(fā)酵花生芽漿感官質量的影響Fig.4 The effect of fermentation time on fermentative germinated peanut pulp sensory quality

由圖4可知，發(fā)酵時間過短則酸味不足；發(fā)酵時間過長則酸味過重，酸甜口味失調。發(fā)酵時間為15 h左右，發(fā)酵花生芽漿感官質量最好，酸甜適宜，口感細膩，質地均勻。最終確定發(fā)酵時間為15 h。

2.3正交試驗結果與分析

根據(jù)單因素試驗結果，設計四因素四水平的正交試驗。正交試驗因素水平見表3。正交試驗設計及結果見表4。

表3　正交試驗因素水平Table 3 Orthogonal factor level

表4　正交試驗設計及結果Table 4 The result of orthogonal tests

由表4中極差R的大小可知，對發(fā)酵花生芽漿的感官質量影響順序是：A（花生芽料水比）＞D（發(fā)酵時間）＞C（接種量）＞B（木糖醇），即花生芽料水比對發(fā)酵花生芽漿感官質量的影響最大，主要體現(xiàn)在口感上。根據(jù)K值結果最佳配方為A2B3C1D3，根據(jù)感官評分結果最佳配方為A3B2C4D3。按照A2B3C1D和A3B2C4D3兩組配方配制成最后的產(chǎn)品，進行感官評價。30人對兩種配方的感官評價結果取平均值為分別為85分和78分。因此，最后選擇A2B3C1D3作為最佳配方。

優(yōu)化的最佳配方為A2B3C1D3，即花生芽料水比1∶4（g/mL），木糖醇7%，接種量2%，發(fā)酵時間15 h。為了確定最佳配方的準確性，以此配方重復試驗3次，試驗結果感官評分平均分為86分。此時發(fā)酵花生芽漿的口感細膩，酸甜適宜，并有濃郁花生香味及芽的清香。

2.4發(fā)酵花生芽漿理化指標和微生物指標檢驗

產(chǎn)品理化及微生物指標測定結果見表5。

表5　產(chǎn)品理化及微生物指標測定結果Table 5 Results nutritional factors and microbiological counts in fermentative germinated peanut pulp

由表5可知，根據(jù)國標規(guī)定［20］致病菌不能檢出，大腸桿菌應不超過3 MPN/mL，菌落總數(shù)不超過100 cfu/mL，發(fā)酵花生芽漿中所監(jiān)測的各項指標均符合國標要求。

2.5發(fā)酵花生芽漿中白藜蘆醇含量

白藜蘆醇含量測定結果見表6。

表6　白藜蘆醇含量測定（x±s，n=10）Table 6 The content measurement results of resveratrol

由表6可知，10次平行試驗表明，發(fā)酵花生芽漿中白藜蘆醇的含量為815.82 μg/L，而花生漿白藜蘆醇含量僅為發(fā)酵花生芽漿中白藜蘆醇含量的1/10，發(fā)酵花生漿白藜蘆醇的含量有所增加，但是與發(fā)酵花生芽漿相比，花生漿發(fā)酵前后白藜蘆醇含量都有顯著下降（P＜0.05），花生芽漿的白藜蘆醇含量與發(fā)酵花生芽漿比較顯著下降（P＜0.05），但是比花生漿及發(fā)酵花生漿大幅增加。

2.6發(fā)酵花生芽漿對小鼠抗疲勞的影響

2.6.1發(fā)酵花生芽漿對小鼠爬桿時間的影響

發(fā)酵花生芽漿對小鼠爬桿時間的影響結果見表7。

表7　發(fā)酵花生芽漿對小鼠爬桿時間的影響Table 7 Effect of fermentative germinated peanut pulp on the time of pole climbing

由表7可知，與空白對照組比較，發(fā)酵花生芽漿中、高劑量組小鼠的爬桿時間顯著升高（P＜0.05，P＜0.01）。

2.6.2發(fā)酵花生芽漿對小鼠肌糖原和肝糖原含量的影響

發(fā)酵花生芽漿對小鼠肌糖原和肝糖原含量的影響結果見表8。

表8　發(fā)酵花生芽漿對小鼠肌糖原和肝糖原含量的影響Table 8 Effect of fermentative germinated peanut pulp on the contents of liver glycogen and muscle glycogen of mice

由表8可知，與空白對照組比較，發(fā)酵花生芽漿中、高劑量組的肌糖原和肝糖原含量均顯著升高（P＜0.05）。2.6.3發(fā)酵花生芽漿對小鼠血清和肝臟中SOD、MDA含量的影響

發(fā)酵花生芽漿對小鼠血清中SOD、MDA含量的影響結果見表9。

表9　發(fā)酵花生芽漿對小鼠血清中SOD、MDA含量的影響Table 9 Effect of fermentative germinated peanut pulp on the contents of SOD and MDA in serum of mice

由表9可知，與空白對照組比較，發(fā)酵花生芽漿中、高劑量組小鼠血清SOD值顯著升高（P＜0.05，P＜0.01），而發(fā)酵花生芽漿中、高劑量組小鼠血清MDA值顯著下降（P＜0.05）。

3　討論

花生芽與黃豆芽和綠豆芽一樣同屬芽菜的一種。由于花生芽富含多種營養(yǎng)成分，尤其是白藜蘆醇的含量極高，因此極具保健作用的新型芽菜品種，頗受消費者歡迎。

本研究將花生芽開發(fā)成一款經(jīng)乳酸菌發(fā)酵而成的飲料。其中，該乳酸菌為一株植物乳桿菌，購買于中國微生物菌種保藏管理中心。由于該菌本身分離于發(fā)酵泡菜中，對于植物發(fā)酵的性能優(yōu)良。動物乳含有膽固醇、乳糖，有的人群比如高血脂患者可能不適合攝入過多的膽固醇。采用高溫瞬時滅菌充分保證了營養(yǎng)的損失最低。因此，此款飲品采用乳酸菌對發(fā)芽花生漿進行直接發(fā)酵，沒有添加動物乳，擴大了該飲品的適用人群。

將影響飲料品質的主要相關因素進行正交試驗，確定了最適宜添加比例，配制出一款色澤乳白，具有光澤，口感細膩、酸甜適宜并具有濃郁花生香味和芽的清香味的發(fā)酵花生芽漿。

花生本身含有白藜蘆醇，但是花生芽中的白藜蘆醇要遠高于花生［21-22］。本試驗中花生芽漿比花生漿中白藜蘆醇的含量顯著增加，驗證了前人的研究。而且本試驗表明了花生芽中的蛋白質分解為氨基酸利于人體吸收［23］，適合于對蛋白質過敏的人群；脂肪含量大大降低［24］，適合于減肥人群；同時，人體必須的微量營養(yǎng)素增加，因此與花生相比，花生芽更有利于人體健康。本試驗中，花生芽或花生在發(fā)酵后白藜蘆醇含量都高于發(fā)酵之前，表明發(fā)酵過程使白藜蘆醇的含量提高，但是其機理尚不明確，有待進一步證實。不過，僅就飲品最終的口感而言，發(fā)酵后酸甜口感更加宜人，而且有益菌的加入增加了飲品的營養(yǎng)價值?？傊囼灡砻髁嘶ㄉ繚{經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后白藜蘆醇的含量是4種以花生為基礎的飲料中最高的。

在小鼠爬桿實驗中，中、高劑量的發(fā)酵花生芽漿顯著提高了小鼠的爬桿時間。爬桿時間的增加表明發(fā)酵花生芽漿能夠抵抗或延緩肌肉疲勞的產(chǎn)生。肌肉活動的能量主要來源于肌糖原，當運動是肌糖原消耗時也伴隨著體力的耗竭疲勞的產(chǎn)生［25-26］。為了維持一定血糖水平，當肌糖原大量減少時，肝糖原就會被動用而減少。本試驗中，發(fā)酵花生芽漿中、高劑量組肌糖原和肝糖原含量均顯著升高，說明了發(fā)酵花生芽漿能夠增加肝糖原儲備為機體提供更多能量，達到抗疲勞目的，對延緩疲勞產(chǎn)生具有很好的保健作用。

研究表明，長時間運動以后機體內的氧自由基產(chǎn)生增多，抗氧化能力減弱是導致運動性疲勞和影響恢復的原因之一［27］。SOD（超氧化物歧化酶）是體內抗氧化酶系統(tǒng)中的關鍵酶，活性高低反映機體的抗氧化能力［28］。MDA（丙二醛）是脂質過氧化最重要的產(chǎn)物之一，MDA的含量反映機體脂質過氧化的程度［29］。本試驗中，發(fā)酵花生芽漿使小鼠爬桿時間明顯增加，血清SOD含量顯著增加，而MDA含量顯著降低，說明發(fā)酵花生芽漿能夠增加機體耐力運動時間，提高機體抗氧化能力，從而延緩疲勞的產(chǎn)生。

4　結論

通過對發(fā)酵花生芽漿制作工藝的研究，確定了最佳工藝參數(shù)?；ㄉ苛纤?∶4（g/mL），蔗糖7%，接種量2%，發(fā)酵時間15 h。在此條件下，發(fā)酵花生芽漿的感官評分最高。經(jīng)過理化和微生物檢驗，各項指標達到了國家標準。經(jīng)測定，該飲品中含有豐富的白藜蘆醇。小鼠的爬桿實驗表明，該飲品能明顯增加小鼠爬桿時間，提高糖原儲備并增加機體抗氧化能力。這一營養(yǎng)豐富的飲品有望成為具有更廣泛適用人群的抗疲勞的運動飲料。

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Preparation of Anti-fatigue Fermentative Germinated Peanut Pulp

LIU Hai-yan1，ZHANG Jian-wei2
（1. School of Public Health，North China University of Science and Technology，Tangshan 063000，Hebei，China；2. Department of Physical Education，Tangshan Normal University，Tangshan 063000，Hebei，China）

Abstract：Fermentative germinated peanut pulp was prepared by using four-day germinated peanut as raw materials，adding Lactobacillus and xylitol before pasteurized，fermentation and cold storge. By single factor analysis and orthogonal test，the optimum conditions for fermentative germinated peanut pulp were mixed with water at a ratio of 1∶4（g/mL），xylitol 7%，fermentation agent 2%，fermentation time 15 h. Product quality was evaluated through sensory evaluation. In mice climbing pole test，the climbing pole time was significantly prolonged in fermentative germinated peanut pulp of medium and high doses groups. And glycogen reserve and antioxidant capacity were remarkably increased. The result showed that the drink could delay sports fatigue.

Key words：germinated peanut；fermentation；technology optimization；resveratrol；anti-fatigue

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.022

基金項目：河北省教育廳項目（ZD2015122）；唐山市應用基礎研究計劃項目（14130254B）；2014省級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（201410081087）

作者簡介：劉海燕（1977—），女（漢），講師，博士，研究方向：功能性食品的開發(fā)利用。

收稿日期：2015-12-08