地參酸奶發(fā)酵工藝及抗氧化功效

姚佳偉 劉彩琴 汪瑜沁 章鍇男 王嘉晟

摘要 為提高地參酸奶的抗氧化活性，通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)考察了地參汁濃度及添加量、白砂糖添加量、發(fā)酵劑用量和發(fā)酵時(shí)間對(duì)地參酸奶抗氧化活性的影響。結(jié)果表明：抗氧化活性最好的酸奶最佳制作工藝為100 g牛奶中添加1∶25的地參汁9 g、白砂糖7 g、發(fā)酵劑0.10 g，發(fā)酵時(shí)間9 h，此時(shí)酸奶對(duì)羥基自由基清除率達(dá)67.89%，對(duì)DPPH清除率達(dá)44.80%，對(duì)超氧陰離子自由基清除率達(dá)44.89%，抗脂質(zhì)活性87.43%，酸奶的感官性狀良好。該產(chǎn)品拓展了地參的深加工通道，同時(shí)為地參酸奶研發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 地參;酸奶;抗氧化活性

中圖分類(lèi)號(hào) TS252.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2019）14-0176-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.14.052

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract In order to improve oxidation activity of Lycopus lucidus yogurt， singal factor and orthogonal experimental design were adopted to examine L. lucidus juice consistence and content， white sugar amount， inoculation amount and fermentation time. The results showed that the optimum conditions were 1∶25 L. lucidus juice 9 g， white sugar 7 g， inoculation amount 0.10 g to 100 g milk， and fermentation time 9 h. At this condition， the scavenging rate on hydroxyl radical， DPPH radical， superoxide anion radical and antilipid activity were 67.89%， 44.80%，44.89%，87.43%， respectively. Lycopus lucidus yogurt had good sensory properties. This research expanded the deep processing channel of L. lucidus and provided a theoretical basis for the development of L. lucidus yoghurt.

Key words Lycopus lucidus;Yogurt;Antioxidative activity

作者簡(jiǎn)介 姚佳偉（1997—），男，浙江臨安人，從事食品質(zhì)量與安全研究。*通信作者，副教授，博士，從事食品科學(xué)研究。

收稿日期 2019-02-26

氧化是生命必需的過(guò)程，氧化過(guò)程會(huì)產(chǎn)生活性氧。適量的活性氧自由基對(duì)于生理平衡是必要的，但是過(guò)量的自由基在體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生危害，如羥基自由基、超氧陰離子自由基等自由基能攻擊生物膜磷脂中的多聚不飽和脂肪酸，觸發(fā)脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)而產(chǎn)生各種中間產(chǎn)物，最終造成蛋白質(zhì)、核酸、腦磷脂等發(fā)生交聯(lián)并喪失活性[1]，繼而引發(fā)一些疾病如癌癥、動(dòng)脈粥樣硬化、肝硬化、心血管疾病、糖尿病等[2-3]。近年研究表明，多種乳酸菌都具有抗氧化活性，并且經(jīng)體內(nèi)試驗(yàn)證實(shí)一些乳酸菌能夠清除體內(nèi)的自由基[4]，或者改善低密度脂蛋白的組成[5]。但是乳酸菌不會(huì)直接進(jìn)入血液而起到抗氧化的作用，乳酸菌抗氧化活性機(jī)制至今尚不清楚，乳酸菌中抗氧化物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、在腸道中的吸收以及體內(nèi)所起的抗氧化機(jī)制還需進(jìn)一步研究，但是國(guó)外正將具有抗氧化活性的乳酸菌應(yīng)用于功能食品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)[6]。

目前市面上的酸奶品種較為單一，所以開(kāi)發(fā)口感良好、營(yíng)養(yǎng)豐富的發(fā)酵酸奶勢(shì)在必行。無(wú)論從添加量、甜度，還是從經(jīng)濟(jì)因素方面考慮，白砂糖都是比較適合的酸奶甜味劑。但白砂糖含熱量過(guò)高，且對(duì)高血糖、高血脂存在潛在危害。與白砂糖相比，一些功能性低聚糖能活化腸內(nèi)雙歧桿菌并促進(jìn)其生長(zhǎng)繁殖，不會(huì)引起牙齒齲變，有利于保持口腔衛(wèi)生且使用量較少，價(jià)格相對(duì)較便宜，同時(shí)對(duì)高血糖、高血脂具有較好預(yù)防和緩解作用;而有些多糖的添加可以增強(qiáng)酸奶的營(yíng)養(yǎng)和保健功能。

地參（Lycopus lucidus）為唇形科地筍屬多年生草本植物，地上部分曬干后為常用中藥澤蘭，具有降血脂、通九竅、利關(guān)節(jié)、養(yǎng)氣血等功能;地下部分為植物的核心部分，鮮作為蔬菜食用，曬干后可入藥，功能與冬蟲(chóng)夏草相當(dāng)，但是價(jià)格相對(duì)低廉[7]。其成分之一地參多糖是一類(lèi)溶于水的生物大分子，具有抗氧化、抗腫瘤、抗衰老、降低血脂、提高免疫力等生物活性[8-10]。

基于市場(chǎng)需求和國(guó)民的身體健康，筆者將地參制成地參汁，按適宜比例加入純牛奶、白砂糖和菌劑，通過(guò)產(chǎn)品抗氧化活性檢測(cè)，優(yōu)化酸奶生產(chǎn)工藝，以獲得具有抗氧化活性的地參復(fù)配凝固型酸奶，以期為今后開(kāi)發(fā)功能性地參酸奶奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料。

地參，購(gòu)自浙江省寧波市;純牛奶、白砂糖，購(gòu)自超市;開(kāi)菲爾酸奶發(fā)酵劑（北京川秀科技有限公司）。

1.1.2 試劑。

DPPH、鄰苯三酚（Sigma公司）;Tris-鹽酸（Biosharp生物科技）;亞油酸（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）;硫酸亞鐵（南京化學(xué)試劑有限公司）;雙氧水（上海凌峰化學(xué)試劑有限公司）;無(wú)水乙醇（安徽安特食品股份有限公司）;水楊酸（天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）;吐溫-20（上海展云化工有限公司）;磷酸二氫鉀（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）;磷酸氫二鈉（湖州湖試化學(xué)試劑有限公司）;氯化亞鐵（南京化學(xué)試劑股份有限公司）;硫氰酸銨（上海凌峰化學(xué)試劑有限公司）;氫氧化鈉（成都市科龍化工試劑廠）。以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

ST-08B型高速萬(wàn)能粉碎機(jī)（永康市帥通工具有限公司）;PL303電子分析天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）;DZF6050型真空干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）;臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)（Biofuge Primo R）;UVmini-1240型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)（島津（香港）有限公司）;氣候箱（寧波江南儀器廠）;冰箱（青島海爾股份有限公司）;HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋（金壇市江南儀器廠）;酸度計(jì)（梅特勒-托利多儀器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1? 地參汁制作方法。

干地參洗干凈并烘干，粉碎并過(guò)100目篩;稱(chēng)取適量地參粉加入水中，水開(kāi)后煎熬30 min，后自然冷卻;以5 000 r/min離心10 min，收集上清液并定容到100 mL的容量瓶中，即為地參汁，4 ℃冰箱保藏，備用。

1.3.2 地參酸奶制備。

地參汁、純牛奶和白砂糖按一定比例配比并100 ℃殺菌10 min，后將菌種按一定比例接種于地參汁牛奶中，置于43 ℃氣候箱中發(fā)酵至酸奶凝固，然后置于4 ℃的冰箱中進(jìn)行后熟12 h。

1.3.3 測(cè)定方法。

后熟后的酸奶經(jīng)5 000 r/min離心10 min，取上清液適量進(jìn)行DPPH自由基清除率、超氧陰離子自由基清除率、羥基自由基清除率、抗脂質(zhì)活性的測(cè)定。

1.3.3.1 DPPH自由基清除率測(cè)定方法。參考韓永佳[11] 的方法略改，將1 g的酸奶樣品加入到9 mL 95%乙醇中，渦旋使其混合均勻，取2 mL 95%乙醇稀釋的樣品加入到0.5 mmol/L的DPPH溶液中或者95%乙醇（空白）中，混合均勻在室溫反應(yīng)30 min。反應(yīng)結(jié)束后，在室溫下13 000 r/min離心5 min，上清液在517 nm處測(cè)定吸光度。

DPPH自由基清除率=A空白對(duì)照-A樣A空白對(duì)照×100%

1.3.3.2 超氧陰離子自由基清除率測(cè)定方法。按陳龍等[12]的方法略改，向pH 8.2、5.6 mL 50 mmol/L Tris-HCl 緩沖液中分別加入0.2 mL上清液，于25 ℃保溫10 min，然后加入0.2 mL、25 ℃預(yù)溫的60 mmol/L 鄰苯三酚，靜置反應(yīng) 4 min 后，加 10 mol/L 鹽酸兩滴終止反應(yīng)，在320 nm 處測(cè)其吸光度，空白試驗(yàn)以等量蒸餾水代替樣品溶液，測(cè)定其吸光度 A空白對(duì)照。用5.6 mL Tris-HCl 緩沖液、0.2 mL 10 mmol/L HCl 及0.2 mL 樣品溶液調(diào)零點(diǎn)，以扣除試樣本身顏色的影響。

超氧陰離子自由基清除率=A空白對(duì)照-A樣A空白對(duì)照×100%

1.3.3.3 羥基自由基清除率測(cè)定方法。采用水楊酸法，按周達(dá)等[13]的方法略改，在具塞試管中依次加入9.0 mmol/L FeSO4溶液2 mL、6 mmol/L水楊酸乙醇溶液2 mL、2 mL上清液和1 mmol/L H2O2 2 mL，搖勻，于37 ℃水浴中反應(yīng)15 min，在510 nm下測(cè)定吸光度值A(chǔ)樣。并按相同方法，測(cè)定不加樣液的溶液的吸光度A對(duì)照，不加 H2O2的溶液的吸光度A無(wú)H2O2 樣液本底，均以蒸餾水為參比。

1.5 最優(yōu)條件評(píng)價(jià)方法

采用模糊綜合評(píng)價(jià)法[15]，即根據(jù)極值標(biāo)準(zhǔn)化公式Zij=（Xij-Xijmin）/（Xijmax-Xijmin）將原始抗氧化、抗脂質(zhì)活性指標(biāo)值無(wú)量綱化置閉區(qū)間[0，1]上，其中Xij為第i個(gè)試驗(yàn)組第j個(gè)檢測(cè)指標(biāo)值，Xijmax、Xijmin分別為第i個(gè)試驗(yàn)組第j個(gè)檢測(cè)指標(biāo)的最大值和最小值。綜合評(píng)價(jià)值Zi=Zij（i=1，2，…，6;j=1，2，…，4），利用該評(píng)判法則對(duì)抗氧化活性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從中選擇最優(yōu)條件。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為3個(gè)重復(fù)的平均值，數(shù)據(jù)經(jīng)Excel分析和處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 地參汁濃度對(duì)酸奶抗氧化活性的影響。

由表2可知，以不同濃度地參汁做成的酸奶均有一定的抗氧化活性，對(duì)羥基自由基的清除率為53.44%～74.64%，并以1∶40的濃度組清除率最高;對(duì)DPPH的清除率為23.69%～28.85%，并以1∶15的濃度組清除率最高;對(duì)超氧陰離子自由基的清除率為15.27%～30.91%，并以1∶25的濃度組清除率最高;抗脂質(zhì)活性為85.00%～89.11%，并以1∶30的濃度組最高;以綜合評(píng)價(jià)值來(lái)看，濃度為1∶25的地參汁評(píng)價(jià)最高，故以下試驗(yàn)地參汁濃度為1∶25。

2.1.2 地參汁添加量對(duì)酸奶抗氧化活性的影響。

由表3可知，添加地參汁組對(duì)羥基自由基的清除率為59.40%～71.12%，而沒(méi)添加組的清除率為58.77%，并以8 g的添加量清除率最高;添加地參汁組對(duì)DPPH的清除率為20.08%～26.67%，而沒(méi)添加組的清除率為17.05%，并以8 g的添加量清除率最高;添加地參汁組對(duì)超氧陰離子自由基的清除率為20.63%～29.11%，而沒(méi)添加組的清除率為10.45%，并以7 g的添加量清除率最高;添加地參汁組抗脂質(zhì)活性為71.86%～83.40%，而沒(méi)添加組的抗脂質(zhì)活性為69.50%，并以8 g的添加量清除率最高;以綜合評(píng)價(jià)值來(lái)看，地參汁添加量為8 g評(píng)價(jià)值最高，而非添加組綜合評(píng)價(jià)最低，說(shuō)明地參汁可以提高酸奶的抗氧化活性，以下試驗(yàn)地參汁添加量為8 g。

2.1.3 白砂糖添加量對(duì)酸奶抗氧化活性的影響。

由表4可知，白砂糖添加組對(duì)羥基自由基的清除率為61.91%～74.23%，而沒(méi)添加組的清除率為81.90%，并以沒(méi)添加組清除率最高;添加組對(duì)DPPH的清除率為17.29%～26.20%，而沒(méi)添加組的清除率為17.98%，并以5 g的添加量清除率最高;添加組對(duì)超氧陰離子自由基的清除率為23.03%～33.93%，而沒(méi)添加組的清除率為11.25%，并以7 g的添加量清除率最高;添加組抗脂質(zhì)活性為75.41%～82.81%，而沒(méi)添加組的抗脂質(zhì)活性為75.29%，并以5 g的添加量清除率最高;以綜合評(píng)價(jià)值來(lái)看，白砂糖添加量為7 g時(shí)評(píng)價(jià)最高，故以下試驗(yàn)白砂糖添加量為7 g。

2.1.4 發(fā)酵劑用量對(duì)酸奶抗氧化活性的影響。

由表5可知，發(fā)酵劑用量不同，酸奶對(duì)羥基自由基的清除率為51.13%～74.42%，并以0.10 g的添加量清除率最高;對(duì)DPPH的清除率為19.01%～24.56%，并以0.08 g的添加量清除率最高;對(duì)超氧陰離子自由基的清除率為22.19%～58.44%，并以0.08 g的添加量清除率最高;抗脂質(zhì)活性為72.06%～80.90%，并以0.10 g的添加量清除率最高;以綜合評(píng)價(jià)值來(lái)看，發(fā)酵劑用量為0.08 g時(shí)評(píng)價(jià)最高，故以下試驗(yàn)發(fā)酵劑用量為0.08 g。

2.1.5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶抗氧化活性的影響。

由表6可知，僅改變發(fā)酵時(shí)間，酸奶對(duì)羥基自由基的清除率為45.94%～77.86%，對(duì)DPPH的清除率為25.05%～42.25%，對(duì)超氧陰離子自由基的清除率為31.91%～39.63%，抗脂質(zhì)活性為54.21%～79.39%;以綜合評(píng)價(jià)值來(lái)看，發(fā)酵時(shí)間為9 h的評(píng)價(jià)最高，故發(fā)酵時(shí)間以9 h為最優(yōu)。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

地參酸奶的抗氧化活性正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，結(jié)果見(jiàn)表7，結(jié)果分析見(jiàn)表8～11。

3 結(jié)論

目前，植物源的天然抗氧化劑有維生素C、生育酚、類(lèi)胡蘿卜素、類(lèi)黃酮和多糖。維生素C常存在于植物組織中，具有水溶性，對(duì)超氧陰離子自由基、H2O2、羥基自由基和單線態(tài)氧有較好的清除能力[1];生育酚常存在于植物油中，具有油溶性，主要抑制脂質(zhì)過(guò)氧化[16];類(lèi)黃酮常以糖苷的形式存在于植物組織中，具有水溶性，能清除超氧陰離子自由基[17-18]、脂質(zhì)過(guò)氧化自由基[19]和羥基自由基[20];多糖主要抑制脂質(zhì)過(guò)氧化，清除羥基自由基、超氧陰離子自由基和單線態(tài)氧[21];與其他天然抗氧化劑相比，類(lèi)胡蘿卜素的抗氧化能力較弱，它主要猝滅單線態(tài)氧[22]?？寡趸钚栽u(píng)價(jià)方法中，DPPH清除率常用來(lái)評(píng)價(jià)酚類(lèi)、兒茶酚和苯胺的抗氧化活性[23]。

從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，地參汁酸奶對(duì)羥基自由基和抗脂質(zhì)活性較高，而對(duì)DPPH的清除率和超氧陰離子自由基的清除率較低，這可能與地參汁水提工藝有關(guān)，該工藝對(duì)水溶性的維生素C、類(lèi)黃酮和多糖有較好的提取效果，具體哪類(lèi)物質(zhì)含量高還有待進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。

從抗氧化角度來(lái)看，地參汁酸奶較佳的加工工藝為100 g 的牛奶中添加濃度為1∶25的地參汁9 g、白砂糖7 g、發(fā)酵劑0.10 g，發(fā)酵時(shí)間9 h，此時(shí)酸奶對(duì)羥基自由基清除率67.89%，對(duì)DPPH清除率44.80%，對(duì)超氧陰離子自由基清除率44.89%，抗脂質(zhì)活性87.43%，酸奶的感官性狀良好，酸度（°T）≥70.0，符合發(fā)酵乳的標(biāo)準(zhǔn)。

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