萌發(fā)綠豆芽粉對酸奶品質(zhì)及營養(yǎng)的影響

符麗雪，韓 馳，李志江,2,3，邱彥超，李殿威，左 鋒,2，錢麗麗,2,3?

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.黑龍江省農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全重點(diǎn)試驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163319；3.國家雜糧工程技術(shù)研究中心，黑龍江 大慶 163319）

綠豆是我國傳統(tǒng)常食豆類之一，其淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪含量配比優(yōu)于一般谷類[1]，含有豐富的膳食纖維、黃酮類化合物（主要成分為牡荊素和異牡荊素[2]）、功能性低聚糖、生物堿以及固醇[3]等功能性物質(zhì)，具有清熱解毒[4]、抗氧化[5]、提高免疫力[6]、降低退行性疾病[7]、預(yù)防腫瘤[8]等作用，是一種食藥兼?zhèn)涞膬?yōu)良谷物。已有顯著的研究表明，綠豆在發(fā)芽過程中營養(yǎng)成分發(fā)生改變，蛋白質(zhì)、淀粉大分子物質(zhì)分解為易于人體吸收的氨基酸、多糖等小分子物質(zhì)，合成新的酶，同時釋放更多的礦物質(zhì)及新合成維生素 C[9]；除此之外，膳食纖維，功能性低聚糖等功能性物質(zhì)含量有顯著的增加[10]，酚類物質(zhì)及生物堿含量也有提升[11]。

目前國內(nèi)大多數(shù)研究集中在綠豆酸奶的研制工藝上。李海濤等[12]以綠豆?jié){、超微綠豆粉和鮮牛乳為原料，研制了凝固型綠豆酸奶，同時發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌可用于綠豆酸奶的發(fā)酵。申靈[13]等研究了含谷粒發(fā)酵綠豆酸奶的工藝條件，李海燕[14]、張如意[15]也都對凝固型綠豆酸奶的研制進(jìn)行了探究。因此，本研究選擇不同品種綠豆，篩選出營養(yǎng)及功能活性具佳的綠豆作為原料，在優(yōu)化工藝的基礎(chǔ)上制備萌發(fā)綠豆酸奶，以探究萌發(fā)綠豆芽粉的添加對酸奶加工品質(zhì)及營養(yǎng)成分的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

綠豆（明綠豆、龍博9號綠豆、毛綠豆、小鸚哥）：吉林省白城市；純牛乳、白砂糖：市售；發(fā)酵菌種（保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶1，活菌數(shù)1010～1012cfu/g）：市售；羧甲基纖維素鈉（CMC）穩(wěn)定劑、氫氧化鈉、氯化鈉：天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司；酚酞指示劑：北京新開頓科技有限公司；乳酸細(xì)菌培養(yǎng)基（MRS）培養(yǎng)基、MC培養(yǎng)基：奧博星有限公司；瓊脂：BIO FROXX GMBH。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-1數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市榮華儀器制造有限公司；TD5A臺式離心機(jī)：長沙英泰儀器有限公司；RH-600A型高速多功能粉碎機(jī)：新鄉(xiāng)市豐潤輕工機(jī)械有限公司；DGG-9140B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海森信試驗(yàn)儀器有限公司；SKP01電熱恒溫培養(yǎng)箱：湖北黃石市醫(yī)療器械廠；SCIENTZ-04均質(zhì)器：寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 綠豆前處理與萌發(fā)

對四個品種綠豆進(jìn)行挑揀、清洗、浸泡處理后，置于發(fā)芽機(jī)內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽，控制溫度、水分等指標(biāo)，恒溫萌發(fā)48 h，生芽至4～5 nm。

1.3.2 凝固型萌發(fā)綠豆酸奶的制備

取萌發(fā)好的綠豆進(jìn)行干燥、超微粉碎處理，將得到的萌發(fā)綠豆芽粉與 90 ℃熱水按一定比例混合，使其充分糊化。將糊化液與白砂糖、穩(wěn)定劑按相應(yīng)比例加入牛奶中，均質(zhì)（65 ℃，250 MPa）20 min后，進(jìn)行巴氏殺菌。殺菌后冷卻到42 ℃，進(jìn)行接種，密封保存，發(fā)酵4～5 h，后熟6 h。

1.3.3 纖維含量的測定

1.3.3.1 總膳食纖維含量的測定 參考王大為等[16]對綠豆皮膳食纖維的測定方法進(jìn)行測定。將萌發(fā)綠豆芽粉樣品放置在膳食纖維測定儀的酶培養(yǎng)消化裝置上經(jīng)酶解處理，用預(yù)熱至 60 ℃的 95%的乙醇沉淀24 h，在高效洗滌過濾系統(tǒng)中得到過濾殘?jiān)?，干燥稱重，再去除膳食纖維殘?jiān)械牡鞍踪|(zhì)、灰分和試劑空白即為樣品中的總膳食纖維。

1.3.3.2 不可溶性膳食纖維含量的測定 按總膳食纖維測定方法做相同的酶解處理，加入 0.5 g酸洗硅藻土，后將得到的殘?jiān)M(jìn)行抽濾；加入70 ℃熱水10 mL洗滌殘?jiān)?次，再抽濾。從高效洗滌過濾系統(tǒng)上取下玻璃坩堝，將帶殘?jiān)牟Ａй釄甯稍铩⒎Q重，除去玻璃坩堝和硅藻土的質(zhì)量即為殘?jiān)闹亓俊堅(jiān)闹亓吭贉p去其中蛋白質(zhì)和灰分的重量即為不可溶膳食纖維的重量?？偵攀忱w維與不可溶性膳食纖維含量差即為可溶性膳食纖維含量。

1.3.4 黃酮含量的測定

1.3.4.1 牡荊素和異牡荊素的提取方法 準(zhǔn)確稱取待測樣品(2±0.01) g于50 mL離心管中，料液比按1∶20加入40 mL 75%的乙醇水溶液作為提取劑，渦旋，超聲 60 min，離心（4 000 r/min；10 min）取上清液于雞心瓶中，旋蒸（60 ℃；50 r/min）至近干，準(zhǔn)確加入4 mL乙腈定容，渦旋，將雞心瓶中的乙腈相過0.45 μm有機(jī)微孔濾膜裝進(jìn)樣瓶。作為待測樣品溶液。

1.3.4.2 標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備 準(zhǔn)確稱量牡荊素和異牡荊素的標(biāo)準(zhǔn)品2 mg，以色譜純甲醇做溶劑，將標(biāo)準(zhǔn)品稀釋成0.1 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)品溶液，4 ℃冷藏。

1.3.4.3 色譜條件 參考常強(qiáng)等的測定方法確定如下色譜條件[17]。色譜柱：EC-C18（4.6×150 mm），檢測器：DAD（二極管陣列檢測器），進(jìn)樣量：2 μL，流量：1 mL/min，柱溫：35 ℃，檢測波長：336 nm，流動相A為乙腈，B為0.2%乙酸水，梯度洗脫，0～30 min內(nèi)A的比例由5%變?yōu)?5%，B的比例由95%變?yōu)?5%。

1.3.5 持水力測定

測定離心管質(zhì)量m；取質(zhì)量為m1的5 mL樣品于離心管中，測定質(zhì)量，放入高速離心機(jī)中，以3 000 r/min離心30 min后，靜置5 min，倒出上清液，剩余物和離心管的總質(zhì)量m2，酸奶持水率計(jì)算公式：

1.3.6 酸度測定

根據(jù)GB 5009.239—2016《食品酸度的測定》[18]進(jìn)行。取萌發(fā)綠豆酸奶的待測樣品10 mL、蒸餾水20 mL，放入100 mL錐形瓶中，滴入1%酚酞指示劑1～2滴，震蕩均勻。用0.1 mol/L 的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，測定消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，乘以10即為發(fā)酵乳酸度；將每組樣品進(jìn)行3次測量，取平均值作為最終滴定酸度，以吉爾涅爾度（°T）表示。

1.3.7 乳酸菌計(jì)數(shù)（平板計(jì)數(shù)法）

根據(jù)GB 4389.35—2016《食品乳酸菌檢驗(yàn)》[19]進(jìn)行測定。取均勻待測樣品25 g加入到225 mL生理鹽水中，均質(zhì)，得到稀釋比例為1:10的稀釋液后，注入到含有生理鹽水的試管中，依次10倍梯度稀釋，得到得到 1×10–6、1×10–7、1×10–8三種梯度樣品稀釋液。取 1 mL稀釋樣液分別注入含有15 mL MRS瓊脂培養(yǎng)基和15 mLMC瓊脂培養(yǎng)基的平皿中，輕微搖晃均勻，每種稀釋梯度做三個平行樣，放入溫度為(36 ± 1) ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3 d后，計(jì)乳酸菌總數(shù)，取平均值，記為最終數(shù)值。

1.3.8 感官評定（雙盲法）

按照國標(biāo) GB19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》對萌發(fā)綠豆酸奶的凝乳狀態(tài)、乳清析出情況、色澤、香味以及口感的綜合感官評定進(jìn)行打分，參考李海濤[20]等的評定方法，確定感官評價標(biāo)準(zhǔn)如下，取多人評分的平均值作為萌發(fā)綠豆酸奶的感官評分。

1.3.9 其他指標(biāo)測定

各理化指標(biāo)檢測：脂肪含量、蛋白質(zhì)含量、微生物指標(biāo)（乳酸菌數(shù)、大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、酵母、霉菌）均按照國標(biāo) GB 19302—2010《發(fā)酵乳》[21]進(jìn)行檢測。

1.3.10 單因素、正交試驗(yàn)

在主要影響萌發(fā)綠豆酸奶品質(zhì)的四個單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以感官評分作為最終判定標(biāo)準(zhǔn)，以萌發(fā)綠豆芽粉、蔗糖、CMC穩(wěn)定劑、菌種添加量為主要研究因素，采用L9（34）正交試驗(yàn)（表2），確定萌發(fā)綠豆酸奶的最佳配方。

表1 凝固型綠豆酸奶感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standards of sensory evaluation of the set yoghurt with mung bean

表2 萌發(fā)綠豆酸奶化正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Table of factors in orthogonal experiment of germination of mung bean yoghurt

1.3.11 萌發(fā)綠豆酸奶抗氧化性測定

1.3.11.1 DPPH自由基清除率測定 將萌發(fā)綠豆酸奶于離心機(jī)（4 000 min/r）中離心10 min，取上清液，備用。參考王丹的方法[22]測定萌發(fā)綠豆酸奶對DPPH自由基的抗氧化性，以原味酸奶、綠豆酸奶作為對照。

1.3.11.2 羥自由基清除率測定 將萌發(fā)綠豆酸奶于離心機(jī)（4 000 min/r）中離心10 min，取上清液，備用。參考孫鮮明的方法[23]測定萌發(fā)綠豆酸奶對羥自由基的抗氧化性，以原味酸奶、綠豆酸奶作為對照。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析應(yīng)用Excel及IBM SPSS Statistics 23數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠豆品種的選擇

測得四個品種綠豆萌發(fā)過程中總纖維素、總黃酮含量變化如圖1、表3～4所示。

由圖1可知，萌發(fā)48 h后，各個品種綠豆中總膳食纖維含量呈顯著性差異；毛綠豆和龍博 9號綠豆中不可溶性膳食纖維含量無顯著性差異，與另兩個品種差異顯著；四個品種中可溶性膳食纖維含量差異性顯著?？扇苄陨攀忱w維以明綠豆和龍博9號綠豆中含量最高。

圖1 萌發(fā)48 h后各品種綠豆的總膳食纖維含量Fig.1 Changes of dietary fiber content in mung bean varieties during germination time of 48 h

本試驗(yàn)以四個品種綠豆萌發(fā)后可溶性膳食纖維、牡荊素和異牡荊素含量為主要指標(biāo)，優(yōu)選出制備萌發(fā)綠豆酸奶的最佳品種綠豆。綜合圖 1、表3～4來看，綠豆萌發(fā)48 h后，龍博9號品種綠豆最優(yōu)，因此后續(xù)試驗(yàn)均選取該品種綠豆。

表3 萌發(fā)48 h各品種綠豆中牡荊素含量比較Table 3 Comparison of the vitexin content of mung bean sprouts in germination 48 h μg/g

表4 萌發(fā)48 h各品種綠豆中異牡荊素含量比較Table 4 Comparison of the isovitexin content of mung bean sprouts in germination 48 h μg/g

2.2 萌發(fā)綠豆芽粉添加量對酸奶品質(zhì)的影響

選擇 0%、1%、2%、3%、4%的萌發(fā)綠豆芽粉添加量進(jìn)行研究。其中0%為未萌發(fā)綠豆芽粉添加對照組。由表5和圖2可知，萌發(fā)綠豆芽粉的添加量對酸奶組織結(jié)構(gòu)、風(fēng)味和顏色有直接影響。相對添加未萌發(fā)綠豆芽粉，萌發(fā)綠豆芽粉的添加有利于酸奶組織結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；萌發(fā)綠豆芽粉添加量在低于1%時，幾乎不具有綠豆風(fēng)味，且感官評分較差；高于5%時，有明顯綠豆腥味，易產(chǎn)生沉淀；添加量為2%時，組織結(jié)構(gòu)較好，風(fēng)味獨(dú)特，視為最佳。

圖2 萌發(fā)綠豆芽粉添加量對酸奶品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of addition of germinated mung bean powder on quality of yogurt

表5 酸奶中萌發(fā)綠豆芽粉的添加量對成品品質(zhì)的影響Table 5 Effect of addition of germinated mung bean powder in yogurt on product quality

2.3 蔗糖添加量對酸奶品質(zhì)的影響

在發(fā)酵溫度為 42 ℃，萌發(fā)綠豆芽粉添加量為2%的條件下，探究5%、6%、7%、8%、9%的蔗糖添加量對酸奶品質(zhì)的影響。酸奶中乳酸菌的發(fā)酵依賴的主要碳源為蔗糖，所以其添加量直接決定乳酸菌的產(chǎn)酸量，間接影響發(fā)酵速度以及產(chǎn)品的酸甜度。由表6和圖3看出，蔗糖添加量對酸奶的組織結(jié)構(gòu)和酸度的影響顯著。添加量少于6%時，酸奶凝乳狀態(tài)差，乳清析出多，口感酸澀；添加量大于8%時，會增大乳酸菌滲透壓，降低其活性，降低發(fā)酵速度，影響酸奶的發(fā)酵狀態(tài)，且口感甜膩。當(dāng)添加量為7%時，酸奶組織結(jié)構(gòu)最佳，口感最為適宜。

在發(fā)酵溫度為 42 ℃，萌發(fā)綠豆芽粉添加量為2%的條件下，探究5%、6%、7%、8%、9%的蔗糖添加量對酸奶品質(zhì)的影響。酸奶中乳酸菌的發(fā)酵依賴的主要碳源為蔗糖，所以其添加量直接決定乳酸菌的產(chǎn)酸量，間接影響發(fā)酵速度以及產(chǎn)品的酸甜度。由表6看出，蔗糖添加量對酸奶的組織結(jié)構(gòu)和酸度的影響顯著。添加量少于6%時，酸奶凝乳狀態(tài)差，乳清析出多，口感酸澀；添加量大于8%時，會增大乳酸菌滲透壓，降低其活性，降低發(fā)酵速度，影響酸奶的發(fā)酵狀態(tài)，且口感甜膩。當(dāng)添加量為7%時，酸奶組織結(jié)構(gòu)最佳，口感最為適宜。

2.4 CMC穩(wěn)定劑添加量對酸奶品質(zhì)的影響

在發(fā)酵溫度為 42 ℃，萌發(fā)綠豆芽粉添加量為2%，蔗糖添加量為7%的條件下，探究0.1%～0.5%的CMC穩(wěn)定劑的添加量對酸奶品質(zhì)的影響。綠豆中蛋白質(zhì)和淀粉含量達(dá)80%左右，易導(dǎo)致酸奶凝乳狀態(tài)差，產(chǎn)生分層沉淀現(xiàn)象。CMC穩(wěn)定劑具有增加酸奶品質(zhì)穩(wěn)定性以及口感滑膩性的作用。由表7和圖3可以看出，CMC穩(wěn)定劑的添加量對酸奶品質(zhì)有明顯影響。添加量低于2%時，容易導(dǎo)致乳清析出，凝乳狀態(tài)差，口感稀松；添加量多于0.4%時，口感過于黏膩，粘口不清爽。CMC穩(wěn)定劑添加量為0.3%時，酸奶凝乳狀態(tài)適宜，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，爽口，視為最佳。

表7 酸奶中CMC穩(wěn)定劑的添加量對成品品質(zhì)的影響Table 7 Effect of stabilizer amount on the quality of the set yoghurt

2.5 菌種添加量對酸奶品質(zhì)的影響

乳酸菌添加量主要影響酸奶中乳酸菌活菌數(shù)的數(shù)量，間接影響其產(chǎn)酸量。在發(fā)酵溫度為42 ℃，萌發(fā)綠豆芽粉添加量為2%，蔗糖添加量為7%，CMC穩(wěn)定劑添加量為 0.3%的條件下，探究 0.5～2.5 g/L的菌種添加量對酸奶品質(zhì)的影響。由圖4和表8可以看出，菌種添加量對酸奶結(jié)構(gòu)口感有顯著影響。添加量過少，產(chǎn)生的乳酸量不足，發(fā)酵速度緩慢，酸奶凝乳狀態(tài)較差；添加量過多，產(chǎn)酸量過多，發(fā)酵速度過快，導(dǎo)致凝乳結(jié)構(gòu)松散，易使酸奶產(chǎn)生沉淀。菌種添加量為1.5 g/L，酸奶凝乳狀態(tài)最佳，風(fēng)味、口感最為適宜。

圖4 菌種添加量對酸奶品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of bacteria adding amount on quality of yoghurt

表8 酸奶中菌種的添加量對成品品質(zhì)的影響Table 8 Effect of bacteria adding amount on quality of solidified yoghurt

2.6 萌發(fā)綠豆酸奶的正交優(yōu)化試驗(yàn)

本試驗(yàn)以萌發(fā)綠豆酸奶的感官評分、酸度、持水率、乳酸菌活菌數(shù)四個指標(biāo)的加權(quán)評分作為綜合評價指標(biāo)，以萌發(fā)綠豆酸奶的感官評分為主要指標(biāo)，乳酸菌活菌數(shù)、酸度、持水力為次要指標(biāo)，權(quán)重系數(shù)比為0.5、0.3、0.1、0.1。綜合評分=(感官評分/滿分 100分)×50+(樣品乳酸菌活菌數(shù)/酸奶的最大乳酸菌活菌數(shù))×30+(樣品酸度/酸奶的最大酸度值)×10+(樣品持水率/酸奶的最大持水率)×10,分析結(jié)果見表9。

由表 9可以看出，影響萌發(fā)綠豆酸奶品質(zhì)的因素順序?yàn)锽>A>C>D，即蔗糖添加量>CMC穩(wěn)定劑添加量>萌發(fā)綠豆芽粉添加量>乳酸菌添加量，得出最佳組合為A2B2C3D2，即萌發(fā)綠豆芽粉添加量為2%、蔗糖添加量為7%、CMC穩(wěn)定劑添加量為0.3%、菌種添加量為1.5 g/L的條件下生產(chǎn)出的萌發(fā)綠豆酸奶為最佳狀態(tài)。

表9 萌發(fā)綠豆酸奶化正交試驗(yàn)結(jié)果Table 9 Orthogonal experiment results of germination mung bean yoghurt

2.7 萌發(fā)綠豆芽粉酸奶的品質(zhì)影響

2.7.1 對發(fā)酵的影響

根據(jù)最佳配方制作酸奶，對最終產(chǎn)品以及對照組中的乳酸菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算乳酸菌含量。由表10可知，添加萌發(fā)綠豆芽粉可以增加乳酸菌數(shù)量，一定程度上增加產(chǎn)酸量。萌發(fā)綠豆酸奶制作過程中發(fā)酵速度顯著加快，發(fā)酵時間縮短，酸奶結(jié)構(gòu)也優(yōu)于另外兩個對照組。

表10 萌發(fā)綠豆芽粉的添加對乳酸菌含量的影響Table 10 Effect of germinating mung bean powder addition on lactobacillus content

2.7.2 對膳食纖維含量的影響

由表11可知，萌發(fā)綠豆芽粉的添加，使酸奶中增添了膳食纖維，加大了酸奶對腸道菌群的調(diào)節(jié)性，同時增加降血糖、降血壓等多種生理功能。

表11 萌發(fā)綠豆芽粉的添加對膳食纖維含量的影響Table 11 Effect of germinating mung bean powder addition on dietary fiber content %

2.7.3 對抗氧化性的影響

由圖 5可以看出，萌發(fā)綠豆芽粉的添加可以增強(qiáng)酸奶的抗氧化性，DPPH、羥自由基清除率均有顯著提升；相對于普通綠豆酸奶，其自由基清除率也有顯著提升。

圖5 萌發(fā)綠豆芽粉的添加對自由基清除率的影響Fig.5 Effect of adding germinated mung bean powder on free radical scavenging rate

3 結(jié)論

通過感官評定以及持水率、酸度、乳酸菌活菌數(shù)的測定，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過正交優(yōu)化試驗(yàn)確定了萌發(fā)綠豆酸奶的最佳配方，即在萌發(fā)綠豆芽粉添加量為2%，蔗糖添加量為7%，CMC穩(wěn)定劑添加量為0.1%，菌種添加量為1.5 g/L，灌裝后于 42 ℃下培養(yǎng) 5 h條件下制作出的凝固型萌發(fā)綠豆酸奶，組織狀態(tài)穩(wěn)定，風(fēng)味獨(dú)特，酸甜適口。

萌發(fā)綠豆芽粉的添加對酸奶品質(zhì)有明顯影響，主要在組織狀態(tài)、風(fēng)味、乳酸菌活性、保健功能等方面體現(xiàn)：相較于普通綠豆粉，添加萌發(fā)綠豆芽粉可以加強(qiáng)酸奶組織結(jié)構(gòu)，增加乳酸菌活菌數(shù)，并賦予酸奶獨(dú)特的綠豆風(fēng)味；同時，萌發(fā)綠豆芽粉的添加可以增強(qiáng)酸奶的抗氧化性，為酸奶增添了可溶性膳食纖維、牡荊素和異牡荊素等有益成分，賦予酸奶改善腸道菌群、降血壓等生理保健功能。此外，通過對照組試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)萌發(fā)綠豆酸奶的綜合品質(zhì)與保健功能都優(yōu)于普通綠豆酸奶。