改性燕麥麩水溶性膳食纖維對(duì)發(fā)酵乳品質(zhì)及抗氧化活性的影響

吳麗萍， 孫 虹， 董康珍， 楚文靖， 胡曉倩*， 李宏宇

（1．黃山學(xué)院 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，安徽 黃山245041；2.嘉吉公司，上海200233）

近年來，含有益生元與益生菌的食品因其對(duì)調(diào)節(jié)人體腸道的生態(tài)平衡具有積極作用而備受廣大消費(fèi)者的青睞。膳食纖維作為“第七大營養(yǎng)素”，在保持人體腸道消化系統(tǒng)健康方面承擔(dān)著重要作用，越來越多的食品配方中出現(xiàn)了富含膳食纖維的谷物、水果副產(chǎn)物，主要發(fā)揮其益生元的作用以促進(jìn)腸道健康[1]，其中水溶性膳食纖維（SDF）在調(diào)節(jié)腸道菌群方面具有重要作用，其含量的高低通常是評(píng)價(jià)膳食纖維品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)[2]。發(fā)酵乳是以牛乳或者乳制品為原料通過活性益生菌發(fā)酵的乳制品，富含蛋白質(zhì)、鈣、維生素、碳水化合物等營養(yǎng)物質(zhì)，可改善人體內(nèi)微生物菌群平衡，具有良好的益生功能。發(fā)酵乳制品作為益生菌的優(yōu)良載體，其消費(fèi)規(guī)模占國內(nèi)益生菌整體市場(chǎng)的78.4%[3]，其中谷物發(fā)酵乳因富含膳食纖維與益生菌迎合了谷物加工新趨勢(shì)，成為深受人們喜愛的功能保健食品[4]。

燕麥麩皮為燕麥加工后的副產(chǎn)物，具有降低膽固醇、降血糖、降低胰島素水平，以及抗氧化、預(yù)防結(jié)腸癌等多種保健功能[5]，但因食用口感不佳，在實(shí)際生產(chǎn)中并未得到有效應(yīng)用。燕麥中膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.6%～30.2%[6]，95%以上的SDF都分布在除去胚乳后的燕麥麩皮中[7]，其中SDF主要成分為β-葡聚糖，占干質(zhì)量的2.1%～3.9%[8]，具有增稠性、乳化性等功能特性，可以作為功能性食品配料應(yīng)用于多種食品中[9]。劉昊飛[10]發(fā)現(xiàn)豆渣SDF對(duì)酸性乳飲料具有良好的穩(wěn)定作用，可作為一種優(yōu)良的酸性乳飲料穩(wěn)定劑。Medina等[11]發(fā)現(xiàn)水溶性膳食纖維可選擇性地刺激益生菌的生長和活力，并且使其增殖。羅磊[12]、黃萍[13]等分別發(fā)現(xiàn)綠豆皮及米糠中可溶性膳食纖維具有較強(qiáng)的抗氧化性，并且SDF更易被腸道內(nèi)的細(xì)菌發(fā)酵，因此SDF可作為功能性食品原料應(yīng)用于發(fā)酵乳中，用以改善發(fā)酵乳品質(zhì)及抗氧化活性。微波改性作為膳食纖維的一種物理改性方式，可通過電磁波產(chǎn)生的劇烈振動(dòng)和空化效應(yīng)，造成物料分子間相互擠壓，達(dá)到改善物料性能的作用[14]。作者在實(shí)驗(yàn)前期采用微波改性燕麥麩膳食纖維，對(duì)改性后的燕麥麩SDF進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)，并將其作為功能性食品配料應(yīng)用于發(fā)酵乳中，研究其對(duì)發(fā)酵乳品質(zhì)及抗氧化活性的影響，構(gòu)建益生元、益生菌、發(fā)酵乳的協(xié)同關(guān)系，以期為燕麥麩SDF綜合應(yīng)用以及功能性發(fā)酵乳的深度開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

燕麥麩膳食纖維：作者所在實(shí)驗(yàn)室制備；生牛乳：購于上海練江牧場(chǎng)；YF-L812型發(fā)酵劑（含德氏乳桿菌保加利亞亞種 （Lactobacillus delbrueckiisubsp.Bularicus）、 嗜 熱 鏈 球 菌（Streptococcus thermophilus））、LA-5型嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）：購于丹麥科漢森股份有限公司。

水楊酸、鐵氰化鉀、三氯乙酸：購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；硫酸亞鐵：購于天津科密歐試劑有限公司；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）：購于美國Sigma-Aldrich公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

FW135中草藥粉碎機(jī)：天津市泰斯特儀器有限公司產(chǎn)品；800型離心分離機(jī)：北京醫(yī)用離心機(jī)廠制造；FE20型pH計(jì)：上海恒磁電子科技有限公司產(chǎn)品；G80F20CN2L-B8微波爐：格蘭仕微波爐電器有限公司產(chǎn)品；AR1500型流變儀：英國TA公司產(chǎn)品；TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro-Systems公司產(chǎn)品；FA40高剪切分散乳化機(jī)：上海弗魯克科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品；JEM－200CX型高分辨透射電鏡：日本JEOL公司產(chǎn)品；XMTA-608電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海佳勝實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品；LK01型立式全自動(dòng)酸奶機(jī)：河南綠科電器科技有限公司產(chǎn)品。

1.3 方法

1.3.1 微波改性制備燕麥麩SDF工藝條件燕麥麩膳食纖維與水按料液質(zhì)量體積比1 g∶20 mL混合配成溶液，于微波功率600 W條件下處理5 min，進(jìn)行微波改性。抽濾取其上清液，加入4倍體積的無水乙醇，于冰箱內(nèi)4℃條件下靜置12 h，放置離心機(jī)內(nèi)以5 000 r/min轉(zhuǎn)速離心20 min，將沉淀物在60℃干燥箱內(nèi)烘干，得到微波改性燕麥麩SDF粉末（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥90%）。

1.3.2 改性前后燕麥麩SDF質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定燕麥麩SDF及β-葡聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定參照AOAC 991.43和AOAC 995.16方法，由試劑盒測(cè)定；戊聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用Douglas法測(cè)定[15]。

1.3.3 燕麥麩SDF微觀形態(tài)觀察及理化特性測(cè)定將未經(jīng)改性處理的燕麥麩SDF對(duì)照品和微波改性處理得到的燕麥麩SDF經(jīng)干燥處理后置于載物臺(tái)上，通過離子濺射進(jìn)行噴金處理提高導(dǎo)電性。設(shè)定掃描電壓為15 kV，放大倍數(shù)為1 000倍，通過掃描電鏡觀察燕麥麩SDF改性前后的微觀形態(tài)。參照文獻(xiàn)[13]的方法對(duì)微波改性制備的燕麥麩SDF持水力、結(jié)合水力、持油力、溶脹性、溶解性進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 發(fā)酵乳生產(chǎn)工藝取鮮牛乳100 mL，分別加入1%、2%、3%、4%、5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）改性燕麥麩SDF和5 g白砂糖進(jìn)行溶解，密封后于95℃滅菌10 min，冷卻至42℃后接種質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2‰的YFL812型發(fā)酵劑和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1‰嗜酸乳桿菌（益生菌），于（42±1）℃進(jìn)行凝乳，待滴定酸度達(dá)到60～70°T時(shí)，放置4℃冰箱進(jìn)行后熟24 h，得到改性燕麥麩SDF發(fā)酵乳成品。

1.3.5 乳酸菌活菌數(shù)測(cè)定采用MRS平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行乳酸菌活菌數(shù)的測(cè)定[16]。

1.3.6 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳乳清析出率和持水力的影響乳清析出率的測(cè)定參照姚淑渠[17]方法略做修改。稱取4℃冷藏5 d的改性燕麥麩SDF發(fā)酵乳樣品5～10 g（質(zhì)量記為m），將樣品放入離心機(jī)以3 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心15 min，去除上清液并稱質(zhì)量（上清液質(zhì)量記為m1）。根據(jù)公式（1）計(jì)算乳清析出率。

持水力的測(cè)定參照文獻(xiàn)[18]的方法略作改動(dòng)。稱取10～15 mL改性燕麥麩SDF發(fā)酵乳倒入離心管（離心管質(zhì)量記為M0，發(fā)酵乳和離心管的質(zhì)量和記為M1）。將裝有發(fā)酵乳的離心管放入離心機(jī)，以3 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心15 min，除去上清液后稱量沉淀物質(zhì)量（記為M2）。根據(jù)公式（2）計(jì)算持水力。

1.3.7 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳酸度的影響酸度的測(cè)定按GB 5009.239—2016執(zhí)行；發(fā)酵乳的pH由FE20型pH計(jì)直接測(cè)定。

1.3.8 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳質(zhì)構(gòu)特性的影響將添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的改性燕麥麩SDF發(fā)酵乳樣品于4℃冰箱內(nèi)冷藏24 h后取出，采用TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行TPA（質(zhì)地剖面分析）測(cè)試，每個(gè)樣品測(cè)定3次。測(cè)試探頭選擇圓柱形擠壓探頭P/0.5，測(cè)定下壓距離30 mm，測(cè)試前探頭下壓速度2 mm/s，測(cè)試過程中速度1 mm/s，測(cè)試后速度2 mm/s，最小觸發(fā)力0.4 N。

1.3.9 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳儲(chǔ)能模量和損失模量的影響采用AR1500型流變儀，選用60 mm測(cè)量系統(tǒng)，設(shè)置溫度為5℃，縫隙為1 mm，選用振蕩頻率模式。取少量添加改性燕麥麩SDF發(fā)酵乳置于探頭上，在0.1～36.0 Hz進(jìn)行儲(chǔ)能模量和損失模量的測(cè)定。

1.3.10 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳感官品質(zhì)的影響依照國標(biāo)GB 19302—2010，從色澤、風(fēng)味、口感和組織狀態(tài)方面制定改性燕麥麩SDF發(fā)酵乳感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。選取10位具有發(fā)酵乳感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)教師和專業(yè)技術(shù)人員以表1為依據(jù)進(jìn)行感官評(píng)定，總分100分，取10人評(píng)分的平均值作為感官評(píng)分得分。

表1 發(fā)酵乳感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table1 Sensory evaluation standards of fermented milk

1.3.11 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳抗氧化活性的影響DPPH自由基清除能力參考文獻(xiàn)[19]的方法進(jìn)行測(cè)定，羥自由基清除能力參考文獻(xiàn)[20]的方法進(jìn)行測(cè)定，超氧陰離子自由基清除能力參照文獻(xiàn)[21]的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差及顯著性分析，P<0.05為差異顯著，每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)操作3次進(jìn)行測(cè)定，運(yùn)用Origin8.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波改性對(duì)燕麥麩SDF質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

由表2可知，微波改性對(duì)燕麥麩SDF質(zhì)量分?jǐn)?shù)產(chǎn)生了一定的影響。改性后燕麥麩SDF質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到17.06%，與對(duì)照組相比提高了71.98%。微波改性提高了燕麥麩SDF質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能是由于物料在電磁波作用下產(chǎn)生了劇烈振動(dòng)和空化效應(yīng)，隨著溫度的升高，分子間化學(xué)鍵斷裂，促進(jìn)部分多糖組分發(fā)生降解，使得木質(zhì)素、纖維素等被水解去除[22]，致使更多的不溶性膳食纖維被轉(zhuǎn)化，從而提高了SDF質(zhì)量分?jǐn)?shù)。燕麥SDF主要為β-葡聚糖[23]，而燕麥麩中水溶性β-葡聚糖能否被釋放游離出來直接關(guān)系到燕麥的生理活性功能[7]，經(jīng)微波改性后β-葡聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到10.33%，與對(duì)照組相比提高了39.22%，而水溶性戊聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高了1.69倍。因此，微波改性可有效提高燕麥麩SDF質(zhì)量分?jǐn)?shù)，是獲得高品質(zhì)SDF的有效改性途徑。

表2 微波改性對(duì)燕麥麩SDF質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Table2 Effects of microwave modification methods onthe soluble dietary fiber content of oat bran

2.2 燕麥麩SDF掃描電鏡觀察及理化特性分析

圖1所示，未經(jīng)改性的燕麥麩SDF結(jié)構(gòu)疏松，空隙較大。微波改性制備的燕麥麩SDF（見圖2），結(jié)構(gòu)更為疏松多孔，且呈現(xiàn)出復(fù)雜、細(xì)密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，比表面積增大，說明微波改性改變了燕麥麩SDF的表面結(jié)構(gòu)。表3結(jié)果顯示，微波改性制備的燕麥麩SDF具有較好的持水力、結(jié)合水力、持油力、溶脹性、溶解性，這可能是因?yàn)槲⒉ǜ男允股攀忱w維大分子組分轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿拥目扇苄越M分[24]，從而提高了其理化特性，這與掃描電鏡中微觀結(jié)構(gòu)的改變結(jié)果相吻合。因此，微波改性對(duì)燕麥麩SDF的理化性質(zhì)均有良好的改善作用，可提高燕麥麩SDF的加工品質(zhì)，故將微波改性燕麥麩SDF應(yīng)用于發(fā)酵乳中。

表3 改性燕麥麩SDF理化特性Table 3 Physical and chemical properties of modified oat bran SDF

圖1 未改性燕麥麩SDF掃描電鏡圖（×1000）Fig.1 Scanning electron microscope image of the unmodified oat bran SDF（×1000）

圖2 微波改性燕麥麩SDF掃描電鏡圖（×1000）Fig.2 Scanning electron microscope image of the microwave modified oat bran SDF（×1000）

2.3 改性燕麥麩SDF對(duì)乳酸菌活菌數(shù)的影響

發(fā)酵乳中益生菌只有達(dá)到一定的數(shù)量才能保證其益生作用[25]，因此乳酸菌活菌數(shù)對(duì)發(fā)酵乳的品質(zhì)及生理功能影響較大。由表4可知，隨著改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，乳酸菌活菌數(shù)呈現(xiàn)正比例遞增趨勢(shì)，由（4.16±0.32）×108CFU/mL增加至（1.18±0.26）×109CFU/mL，均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)發(fā)酵乳中乳酸菌活菌總數(shù)須大于1×106CFU/mL的要求。當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3%時(shí)，其乳酸菌活菌數(shù)顯著高于對(duì)照組（P<0.05）；當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加至5%時(shí)，乳酸菌活菌數(shù)達(dá)到1×109CFU/mL以上，說明發(fā)酵乳中添加燕麥麩SDF對(duì)乳酸菌具有增殖作用，可以顯著提高發(fā)酵乳中益生菌的數(shù)量。這與杜亞軍[26]得出水溶性膳食纖維可促使益生菌大量增殖，是一種良好的益生菌增殖因子的結(jié)論相一致。益生菌可通過分解代謝產(chǎn)生氨基酸及肽，從而提高產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值，改善風(fēng)味。因此，發(fā)酵乳中改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于3%時(shí)可以顯著增加乳酸菌的數(shù)量，提高發(fā)酵乳的益生效果及品質(zhì)。

表4 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳乳酸菌活菌數(shù)的影響Table 4 Effect of modified oat bran SDF on viable cell count of fermented milk

2.4 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳穩(wěn)定性的影響

通常情況下，乳清析出率和持水力表示發(fā)酵乳的穩(wěn)定性，持水力越高表明穩(wěn)定性越好，乳清析出率越高則穩(wěn)定性越差。不同添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳乳清析出率及持水力的影響如圖3所示。發(fā)酵乳的持水力和乳清析出率成反比關(guān)系，持水力隨著改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，乳清析出率隨著改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，持水力達(dá)到94.82%，比未添加改性燕麥麩SDF的發(fā)酵乳的持水力高出41.9%；發(fā)酵乳的持水力受其中酪蛋白的含量影響較大，酪蛋白在發(fā)酵條件下可形成網(wǎng)狀空間膠體結(jié)構(gòu)[18]，此結(jié)構(gòu)可將更多的水分子和小分子物質(zhì)包裹住。添加一定量的改性燕麥麩SDF后由于其結(jié)構(gòu)中含有大量親水基團(tuán)，進(jìn)一步增強(qiáng)了發(fā)酵乳中酪蛋白膠體顆粒的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時(shí)也增強(qiáng)了對(duì)水分的束縛能力，從而抑制了乳清析出，提高了發(fā)酵乳持水力。當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于4%時(shí)，發(fā)酵乳的持水力呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，可能是因?yàn)檫^量的多糖破壞了蛋白質(zhì)之間的互相聚集作用，導(dǎo)致乳清析出增多，從而導(dǎo)致持水力下降[27]。因此，改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于4%時(shí)可提高發(fā)酵乳的持水性，降低乳清析出率，改善產(chǎn)品穩(wěn)定性。

圖3 改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)乳清析出率及持水力的影響Fig.3 Effect of modified oat bran SDF addition on whey exhalation rate and water holding capacity

2.5 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳酸度的影響

不同改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)發(fā)酵乳滴定酸度及pH的影響如圖4所示。隨著改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，發(fā)酵乳的滴定酸度呈上升趨勢(shì)，均顯著高于未添加改性燕麥麩SDF的對(duì)照組（P<0.05）。當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，發(fā)酵乳的滴定酸度達(dá)到80.17°T，由此可見改性燕麥麩SDF具有促進(jìn)發(fā)酵乳產(chǎn)酸的作用。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)改性燕麥麩SDF對(duì)乳酸菌具有增殖作用，而乳酸菌的生長過程中會(huì)利用多糖類物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生乳酸及其他有機(jī)酸類[28]，因此呈現(xiàn)酸度上升現(xiàn)象。隨著改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，發(fā)酵乳的pH呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但下降的趨勢(shì)較為緩慢。燕麥麩SDF作為益生菌發(fā)酵的底物，可為其生長提供有利環(huán)境，燕麥麩SDF轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的短鏈脂肪酸以及發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸使得pH降低，這與滴定酸度的結(jié)果相吻合。發(fā)酵乳的pH一般維持在4.00～4.25時(shí)口感較好[29]，當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，發(fā)酵乳的pH為4.16，具有較好的口感及良好的組織狀態(tài)，這與李寧寧等[19]得到的結(jié)論類似，說明改性燕麥麩SDF作為益生元，有促進(jìn)乳酸菌生長作用，可加快發(fā)酵乳產(chǎn)酸，發(fā)酵乳中添加4%的改性燕麥麩SDF可改善口感及風(fēng)味。

圖4 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳滴定酸度和pH的影響Fig.4 Effect of modified oat bran SDF on the titratable acidity and pH of fermented milk

2.6 改性燕麥麩SDF對(duì)凝乳時(shí)間的影響

圖5 所示，發(fā)酵乳的凝乳時(shí)間隨著改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而縮短，當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，與未添加改性燕麥麩SDF的對(duì)照組差別不顯著（P>0.01）。當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2%時(shí)，凝乳時(shí)間顯著縮短（P<0.05）。當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，凝乳時(shí)間為4.18 h，比對(duì)照組縮短了13.81%，當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于4%時(shí)，凝乳時(shí)間持續(xù)縮短，但是發(fā)酵乳的口感較酸。這是因?yàn)楦男匝帑滬烻DF作為益生元促進(jìn)了乳酸菌的生長，加快乳酸產(chǎn)生的速度，從而縮短了凝乳時(shí)間，這與表4、圖4中所得出的隨著改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乳酸菌活菌數(shù)增多，發(fā)酵乳的酸度上升、pH下降的結(jié)論相吻合，說明添加改性燕麥麩SDF可縮短凝乳時(shí)間。綜合考慮改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳口感、風(fēng)味及發(fā)酵時(shí)間的影響，確定改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%比較適宜。

圖5 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳凝乳時(shí)間的影響Fig.5 Effect of modified oat bran SDF on coagulation time of fermented milk

2.7 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳質(zhì)構(gòu)特性的影響

由表5可知，隨著改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，發(fā)酵乳的硬度、黏性、膠著性、彈性、內(nèi)聚性均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)改性燕麥麩SDF的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～4%時(shí)，發(fā)酵乳的硬度顯著高于空白對(duì)照組（P<0.05），改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4%時(shí)，發(fā)酵乳的硬度達(dá)到186.07 g，同時(shí)發(fā)酵乳的黏性、膠著性、彈性、內(nèi)聚性亦達(dá)到了最大值，分別為108.87 g、38.36 g、89.27 mm、0.453；當(dāng)改性燕麥麩SDF的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于4%時(shí)，發(fā)酵乳的質(zhì)構(gòu)特性呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)（P<0.05）。添加改性燕麥麩SDF使得發(fā)酵乳的質(zhì)構(gòu)特性得以增強(qiáng)的原因可能在于改性燕麥麩SDF與牛乳中的酪蛋白相互作用，發(fā)酵過程中其凝膠特性促進(jìn)了內(nèi)部分子之間的相互作用，使相互聚集形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，增強(qiáng)發(fā)酵乳的硬度[30]。改性燕麥麩SDF的添加，使發(fā)酵乳的黏性、膠著性、彈性、內(nèi)聚性與空白對(duì)照組相比較，都有所增加，說明添加改性燕麥麩SDF的發(fā)酵乳具有黏稠的口感，較為穩(wěn)定的凝膠特性，這與百香果膳食纖維致使酸乳的硬度降低、質(zhì)地變軟、膠著性差[1]的結(jié)果不相符，可能是因?yàn)槲⒉ǜ男院笫寡帑滬烻DF的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，具備了更強(qiáng)的結(jié)合水力及凝膠能力，從而提高了發(fā)酵乳的質(zhì)構(gòu)特性，與利用超聲輔助纖維素酶提取的米糠SDF[13]具有相類似的理化特性。但是過量添加改性燕麥麩SDF會(huì)破壞酪蛋白分子間的相互作用，影響凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成及穩(wěn)定，從而導(dǎo)致發(fā)酵乳的質(zhì)構(gòu)特性下降。因此，改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，發(fā)酵乳具有較好的質(zhì)構(gòu)特性。

表5 改性燕麥麩SDF發(fā)酵乳的質(zhì)構(gòu)特性Table 5 Textural properties of modified oat bran SDF fermented milk

2.8 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳感官品質(zhì)的影響

不同添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳感官品質(zhì)的影響如圖6所示。添加改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳的色澤影響不顯著（P>0.05），發(fā)酵乳色澤均勻。添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%～4%的改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳的風(fēng)味影響不顯著，發(fā)酵乳風(fēng)味宜人；當(dāng)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的改性燕麥麩SDF，發(fā)酵乳的風(fēng)味變化顯著（P<0.05），發(fā)酵乳香味變淡。不同添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳的口感影響較為顯著，當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，發(fā)酵乳的口感細(xì)膩順滑；改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過4%時(shí)，口感下降。改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%～4%時(shí)，發(fā)酵乳的組織狀態(tài)評(píng)分較高，內(nèi)部組織細(xì)膩，乳清析出現(xiàn)象不明顯；當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于4%時(shí)，組織狀態(tài)評(píng)分下降，部分乳清析出，內(nèi)部組織呈現(xiàn)砂粒感，這可能是因?yàn)檫^多的改性燕麥麩SDF破壞了發(fā)酵乳的凝膠結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致乳清析出，產(chǎn)品感官品質(zhì)下降。因此，適當(dāng)添加改性燕麥麩SDF可以改善發(fā)酵乳的感官品質(zhì)，當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，發(fā)酵乳可獲得較好的色澤、口感、風(fēng)味以及組織狀態(tài)。

圖6 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳感官品質(zhì)的影響Fig.6 Effect of modified oat bran SDF on the sensory quality of fermented milk

2.9 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳儲(chǔ)能模量和損失模量的影響

儲(chǔ)能模量G′和損失模量G″是發(fā)酵乳流變學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo)，主要反映發(fā)酵乳凝膠強(qiáng)度的大小。不同添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的改性燕麥麩SDF發(fā)酵乳頻率掃描曲線的儲(chǔ)能模量和損失模量分別如圖7和圖8所示。改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～5%時(shí)發(fā)酵乳的儲(chǔ)能模量G′和損失模量G″都發(fā)生了明顯的變化，逐漸呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，高于未添加對(duì)照組，并且G′均大于G″，說明在不同的頻率變化范圍內(nèi)發(fā)酵乳儲(chǔ)存的能量增大，凝膠強(qiáng)度變大，符合凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特征。儲(chǔ)能模量G′和損失模量G″的變化曲線表明添加改性燕麥麩SDF的發(fā)酵乳形成了弱凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有黏彈性的性質(zhì)[31]。因此，發(fā)酵乳中添加改性燕麥麩SDF可以有效改善發(fā)酵乳的流變學(xué)特性，賦予產(chǎn)品凝膠品質(zhì)。

圖7 發(fā)酵乳儲(chǔ)能模量G′變化曲線Fig.7 Changes in the storage modulus G′of fermented milk

圖8 發(fā)酵乳損失模量G″變化曲線Fig.8 Changes in the loss modulus G″of fermented milk

2.10 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳抗氧化活性的影響

由圖9（a）可知，改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1%～5%時(shí)發(fā)酵乳的DPPH自由基清除能力呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，不同組別均顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1%～3%時(shí)上升較快，大于3%時(shí)則上升緩慢并逐漸趨于平緩。當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，對(duì)DPPH自由基的清除率達(dá)到38.16%；改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于4%時(shí)變化不顯著（P>0.05），DPPH自由基清除率最高可達(dá)到39.97%。由圖9（b）可知，發(fā)酵乳對(duì)羥自由基的清除能力隨著改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而不斷增強(qiáng)，當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1%時(shí)，發(fā)酵乳的羥自由基清除能力逐漸提高且與對(duì)照組存在顯著差異（P＜0.05），羥自由基清除率最高達(dá)到62.30%，這是因?yàn)楦男匝帑滬烻DF疏松的結(jié)構(gòu)會(huì)暴露出更多的供氫體或電子供體[32]，從而提升其清除羥自由基能力。發(fā)酵乳對(duì)超氧陰離子自由基的清除能力高于DPPH自由基及羥自由基清除能力，如圖9（c）所示。超氧陰離子自由基的清除能力隨著改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而不斷增強(qiáng)，變化趨勢(shì)與羥自由基相同，超氧陰離子自由基的清除率最高可達(dá)到75.51%。綜上，添加改性燕麥麩SDF發(fā)酵乳對(duì)DPPH自由基、羥自由基、超氧陰離子自由基具有不同程度的清除能力，體現(xiàn)了較好的抗氧化活性。

圖9 改性燕麥麩SDF對(duì)發(fā)酵乳DPPH自由基、羥自由基和超氧陰離子自由基清除能力的影響Fig.9 Effect of modified oat bran SDF on DPPH，hydroxyl free radical and superoxide anion radical scavenging ability of fermented milk

3 結(jié) 語

微波改性制備的燕麥麩SDF作為功能性原料應(yīng)用于發(fā)酵乳工藝，對(duì)發(fā)酵乳乳酸菌活菌數(shù)、穩(wěn)定性、pH和酸度、凝乳時(shí)間、質(zhì)構(gòu)特性、感官品質(zhì)、儲(chǔ)能模量和損失模量、抗氧化活性影響顯著。當(dāng)改性燕麥麩SDF添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，可促進(jìn)乳酸菌增殖，提高發(fā)酵乳的益生效果，改善發(fā)酵乳的口感及組織狀態(tài)，賦予產(chǎn)品良好的質(zhì)構(gòu)特性，改善了發(fā)酵乳的流變學(xué)特性，形成弱凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能顯著提高發(fā)酵乳的抗氧化活性。因此，在發(fā)酵乳中添加改性燕麥麩SDF，可提高發(fā)酵乳穩(wěn)定性及益生效果，改善發(fā)酵乳的口感及組織狀態(tài)，提高發(fā)酵乳的品質(zhì)。