乳酸菌對羊乳酸奶體外降血糖和抗氧化功能的影響

張 會，孫曉琛，夏依旦·買買提，劉小莉，范琳琳，夏秀東，王 英,

（1.江蘇大學食品與生物工程學院，江蘇鎮(zhèn)江 212013；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇南京 210014）

活性氧自由基過多會引起氧化應激，氧化應激能引起體內(nèi)一系列疾病如心血管疾病，動脈粥樣硬化、糖尿病等[1]。而由糖尿病引起的健康問題已經(jīng)成為全世界關(guān)注的問題，2 型糖尿病（T2DM）是一種最常見的胰島素抵抗類型，即由于體內(nèi)胰島素分泌異常而引起的疾病[2]。糖尿病會引起一系列健康問題，對人體造成嚴重危害，如增加動脈粥樣硬化患病率，腎功能逐漸減退及視網(wǎng)膜血管損傷等問題。研究表明乳酸菌具有多種益生功能，其自身及其代謝產(chǎn)物能促進機體消化、緩解氧化應激反應、增強機體免疫力、調(diào)節(jié)腸道微生物菌群、增加胰島素敏感性來改善糖尿病癥狀[3-4]。前人的研究表明利用乳酸菌發(fā)酵食品對人類健康有著積極影響[5]。

羊奶及其制品在人類的飲食中占有重要地位，因其具有豐富的營養(yǎng)成分和易于消化的動物源蛋白而廣受歡迎[6]。與牛奶相比，羊奶含有較低的過敏源—酪蛋白，且其脂肪顆粒較小，因此更容易被人體胃腸道消化吸收[7-8]。研究表明，羊奶具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)腸道菌群等多種功能活性[9-10]。由于羊奶具有合理的營養(yǎng)比例、良好的功能特性及可發(fā)展的商業(yè)價值，正成為乳制品行業(yè)的新市場。近年來，有研究人員將羊奶作為發(fā)酵基質(zhì)，采用乳酸菌發(fā)酵，降低羊奶自身膻味，并提高其風味口感[11-12]。陳慧[13]研究益生菌發(fā)酵對羊奶食用品質(zhì)和脂肪酸的影響，表明益生菌能夠協(xié)同嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌降解羊奶脂肪酸，提升發(fā)酵羊奶品質(zhì)。Chen 等[14]研究發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌發(fā)酵后的羊酸奶能夠保持高血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制活性，Sla?anac 等[15]的研究結(jié)果也顯示了羊酸奶能夠減少胃腸道不適。Guo 等[16]利用動物雙歧桿菌-M8 發(fā)酵羊奶，提升了發(fā)酵羊奶的感官、理化和功能特性。因此，利用不同的益生菌發(fā)酵羊奶能夠?qū)ρ蚰痰牟煌δ芴匦援a(chǎn)生不同的影響。

本研究以羊奶為原料，用課題組前期篩選的3 株具有體外降血糖功能和抗氧化功能的乳酸菌單菌發(fā)酵羊奶，研究乳酸菌對羊酸奶體外抗氧化和降血糖活性的影響。通過測定發(fā)酵羊奶的DPPH 自由基清除率、PTIO 自由基清除率及還原活性評估體外抗氧化功能活性，測定羊酸奶的α-葡萄糖苷酶活性抑制率和α-淀粉酶活性抑制率評價其體外降血糖功能活性。前期的預實驗結(jié)果顯示，單菌發(fā)酵羊奶的凝乳時間超過14 h，商業(yè)發(fā)酵菌株保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌是酸奶發(fā)酵生產(chǎn)中的常用發(fā)酵劑，聯(lián)合商業(yè)發(fā)酵劑發(fā)酵羊奶可以縮短發(fā)酵時間，因此研究中采用單菌發(fā)酵和聯(lián)合商業(yè)發(fā)酵劑復合發(fā)酵兩種方式發(fā)酵羊奶。研究結(jié)果將為后續(xù)開發(fā)功能性羊酸奶提供可靠菌株資源，同時為新型功能性發(fā)酵羊奶產(chǎn)品提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

羊奶粉 南京浩明乳業(yè)有限公司提供；白砂糖購于南京蘇果超市；發(fā)酵劑保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus，LB）、嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus，ST） 購于微康益生菌（蘇州）股份有限公司；商業(yè)菌株Lactobacillus rhamnosusATCC53103（對照菌株） 購于美國菌種保藏中心ATCC，被證實具有抗氧化、降血糖、提高免疫力等多種功能作用；Pediococcus acidilacticiGC215、Lactobacillus brevisPC-2、Liquorilactobacillus maliL31 均來源于江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所食品生物工程研究室，具有抑制α-葡萄糖苷酶活性和α-淀粉酶活性的能力，同時也具有清除DPPH 自由基和PTIO 自由基的能力；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH） 北京克瑞斯生物技術(shù)有限公司；2-苯基-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-3-氧代-1-氧（PTIO） 北京華威銳科化工有限公司；α-葡萄糖苷酶（10 units/mg ） 青島百奧百斯特化學試劑有限公司；α-淀粉酶（50 U/mg） 西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司；對硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷（PNPG） 北京華越洋生物科技有限公司。

3K15 型冷凍高速離心機 美國Sigma 公司；LRH-150 型生化培養(yǎng)箱 上海一恒科學儀器有限公司；Epoch 酶標儀 濟南好來寶醫(yī)療器材有限公司；DSX-18L-1 型手提式高壓蒸氣滅菌器 上海申安醫(yī)療機械廠；SW-CJ-1C 型雙人單面凈化工作臺 蘇州凈化設(shè)備有限公司；HH-4 型數(shù)字恒溫水浴鍋 國華電器有限公司；WH-3 型漩渦混合儀 上海躍進醫(yī)療器械有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 發(fā)酵劑準備 將乳酸菌分別以3%接種量接種到MRS 肉湯中，在37 ℃條件下培養(yǎng)18 h，繼續(xù)培養(yǎng)兩次后于4 ℃，6000 r/min 條件下離心10 min，去除液體培養(yǎng)基，用0.85%無菌生理鹽水清洗菌體兩次，再用無菌生理鹽水重懸，將其菌密度調(diào)整為1×108CFU/mL 用作發(fā)酵羊奶的發(fā)酵劑。參照楊敏[17]發(fā)酵羊奶的保加利亞乳桿菌乳桿菌和嗜熱鏈球菌間的比例，選擇添加益生菌的發(fā)酵時間和純商業(yè)發(fā)酵的凝乳時間無顯著差異，同時考慮益生菌添加比例對混合發(fā)酵產(chǎn)品的生物活性有顯著影響，綜合比較，混合接種比例按照表1 混合。

表1 混合發(fā)酵組菌株的混合比例Table 1 Mixing ratio of starter in mixed fermentation group

1.2.2 羊酸奶的發(fā)酵工藝 參考陳慧[13]的方法并稍加修改，具體如下：將羊奶粉溶解于溫水中使其乳固形物濃度為14%（w/v），加入6.5%（w/v）的白砂糖，并充分攪拌。在21 MPa、60 ℃下進行均質(zhì)處理5 min。然后105 ℃、15 min 條件下滅菌處理，待冷卻到常溫條件時，將發(fā)酵劑以5%的接種量接種到羊奶中，在37 ℃條件下發(fā)酵15 h，并在4 ℃條件冷藏12 h，每種發(fā)酵處理做3 個重復。

1.2.3 羊酸奶活菌數(shù)的測定 根據(jù)GB 4789.2-2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》中的方法檢測羊酸奶中活菌數(shù)[18]。

1.2.4 羊酸奶上清液的制備 參考Abdel-hamid 等[19]的方法制備羊酸奶上清液。將樣品在10000 r/min、4 ℃條件下離心30 min。用0.45 μm 濾膜過濾樣品得到羊酸奶上清液用于后面的實驗。

1.2.5 羊酸奶抗氧化活性的測定

1.2.5.1 DPPH 自由基清除能力的測定 按照Singh等[20]描述的方法測定羊酸奶上清液DPPH 自由基清除能力，稍作修改。將羊酸奶上清液與 0.2 mmol/L的無水乙醇配制的DPPH 溶液1:1 渦旋混勻，常溫下避光反應30 min，在517 nm 處測定吸光度A0，用無水乙醇替換上清液溶液，測定其吸光度記為A1，根據(jù)公式（1）計算DPPH 自由基清除能力：

1.2.5.2 PTIO 自由基清除能力的測定 按照Li等[21]描述的方法測定羊酸奶上清液對PTIO 自由基清除能力，稍作修改，具體操作是將羊酸奶上清液與0.1 mg/mL PTIO 溶液1:7 充分混勻，在37 ℃條件下水浴2 h，在557 nm 處測定吸光度A0，用蒸餾水替換上清液，測定其吸光度記為A1，根據(jù)公式（2）計算PTIO 自由基清除能力：

1.2.5.3 還原活性測定 按照Lin 等[22]的方法測定酸奶上清液還原活性，稍作修改。取0.5 mL 羊酸奶上清液，加入等體積0.2 mol/L 且pH 為6.6 的PBS緩沖溶液以及0.5 mL 的1%（w/v）鐵氰化鉀溶液，搖勻后在50 ℃水浴鍋中反應20 min，置于冰水中冷卻。再加入0.5 mL 的10%（w/v）TCA，4000 r/min 離心5 min，取1 mL 離心后的上清液，加入1 mL 生理鹽水，1 mL 的0.1%（w/v）三氯化鐵溶液，混勻，反應10 min 后，測定700 nm 處其吸光值，結(jié)果采用L-半胱氨酸當量（μmol/L）作為標準表示還原活性，L-半胱氨酸標準曲線方程為y=0.0034x-0.0228，R2=0.9927。

1.2.6 羊酸奶降血糖活性的測定

1.2.6.1α-葡萄糖苷酶抑制活性 參考Zhang 等[23]的方法并進行修改。將50 μL 的0.1 mol /L PBS 緩沖液（pH 6.8）與1.5 mmol/L 的PNPG 溶液等體積混合，再加入25 μL 羊酸奶上清液，在37 ℃條件下反應10 min后加入30 μL 的0.2 U/mL 的α-葡萄糖苷酶溶液繼續(xù)在37 ℃條件下反應30 min，最后用50 μL 的0.2 mol/L的Na2CO3溶液終止反應。在酶標儀405 nm 處測定吸光值為A，樣品空白組用PBS 緩沖液替換α-葡萄糖苷酶溶液測其吸光度為B，對照組用PBS 緩沖液替換樣品測其吸光度為C，對照空白組用PBS 緩沖液替換樣品和α-葡萄糖苷酶溶液測其吸光度為D。根據(jù)公式（3）計算α-葡萄糖苷酶活性抑制率：

1.2.6.2α-淀粉酶抑制活性 參考龍楚媚等[24]的方法并稍加修改。將0.25 mL 羊酸奶上清液與1 mg/mL的α-淀粉酶溶液以1:1 體積混合，在37 ℃條件下反應10 min 后加入0.5 mL 的1.5%的可溶性淀粉溶液，繼續(xù)反應5 min，再加入1 mL DNS 顯色劑，在沸水浴中反應5 min 后迅速冷卻至室溫，加入8 mL的PBS 緩沖液靜置30 min，在540 nm 處測定吸光值為A。樣品空白組用PBS 緩沖液替換α-淀粉酶溶液測其吸光度為B，對照組用PBS 緩沖液替換樣品測其吸光度為C，對照空白組用PBS 緩沖液替換樣品和α-淀粉酶溶液測其吸光度為D。根據(jù)公式（4）計算α-淀粉酶活性抑制率：

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 26.0 和Origin 2021 軟件分析試驗數(shù)據(jù)，結(jié)果的差異性用單因素方差分析中的最小顯著差異法檢驗，P＜0.05 為有顯著性差異。所有試驗重復3 次，用平均值±標準差表示結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同乳酸菌發(fā)酵羊酸奶中活菌數(shù)分析

根據(jù)國家標準規(guī)定，1 mL 酸奶中所含乳酸菌活菌數(shù)不低于1×106CFU/mL，才能保證乳酸菌在人體腸道中發(fā)揮正常作用[25]。表2 反映了發(fā)酵結(jié)束后羊酸奶中所含乳酸菌活菌數(shù)，單菌發(fā)酵和混合發(fā)酵組的羊酸奶活菌數(shù)超過國家標準所需最低活菌數(shù)1×106CFU/mL。ATCC53013 發(fā)酵的羊酸奶15 h 后活菌數(shù)達到8.44 lg CFU/mL。GC215 和PC-2 發(fā)酵的羊酸奶中的活菌數(shù)分別為8.41 lg CFU/mL 和8.40 lg CFU/mL，相比之下，L31 發(fā)酵后羊奶中所含活菌數(shù)相對較少，但也達到8.03 lg CFU/mL，表明4 株乳酸菌在羊奶中均具有良好的生長性能。這與劉荔等[26]發(fā)酵普通酸羊奶的乳酸菌活菌數(shù)為8.42 lg CFU/mL的結(jié)果相似。本研究混菌發(fā)酵的羊酸奶中，4 株乳酸菌分別與LB: ST 混合發(fā)酵羊酸奶活菌數(shù)最低可達8.48 lg CFU/mL，與商業(yè)發(fā)酵劑LB: ST 發(fā)酵羊奶的活菌數(shù)相比，均有不同程度的提高。但無論單菌發(fā)酵還是混合發(fā)酵，不同發(fā)酵組羊酸奶中活菌數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。本研究結(jié)果表明，功能發(fā)酵菌株與商業(yè)發(fā)酵劑之間存在良好的共培養(yǎng)特性。

表2 單菌發(fā)酵組和混合發(fā)酵組發(fā)酵羊酸奶活菌數(shù)Table 2 The number of viable bacteria in fermented goat yoghurt in single fermentation group and mixed fermentation group

2.2 不同乳酸菌對發(fā)酵羊酸奶DPPH 自由基清除能力的影響

新陳代謝會產(chǎn)生自由基，當體內(nèi)自由基含量顯著增加時，會對周圍的酶、蛋白質(zhì)和核內(nèi)DNA 造成損害，導致衰老和色素沉著等現(xiàn)象[27]。本研究利用不同乳酸菌發(fā)酵羊奶，探究不同乳酸菌對羊酸奶的DPPH 自由基清除能力的影響，結(jié)果如圖1 所示。與未發(fā)酵羊奶相比，經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵的羊酸奶對DPPH自由基清除能力顯著提高（P＜0.05）。GC215、PC-2和L31 單菌發(fā)酵羊酸奶的DPPH 自由基清除能力比混合發(fā)酵羊酸奶的DPPH 自由基清除能力顯著提高（P＜0.05），ATCC53103 單菌發(fā)酵的羊酸奶對DPPH自由基清除率達到51.78%±0.54%，顯著低于其與商業(yè)發(fā)酵劑混合發(fā)酵的DPPH 自由基清除率（P＜0.05），GC215、PC-2、L31 單發(fā)酵的羊酸奶顯著高于其與商業(yè)發(fā)酵劑混合發(fā)酵的羊酸奶（P＜0.05），這可能由于3 株功能菌株單發(fā)酵產(chǎn)生清除DPPH 自由基物質(zhì)含量高；單菌發(fā)酵羊奶組相比，GC215、PC-2 和L31 發(fā)酵的羊酸奶對DPPH 自由基清除能力均顯著高于ATCC53103 組羊酸奶（P＜0.05），其中GC215 組羊酸奶對DPPH 自由基清除率可達87.35%±0.08%。研究結(jié)果表明乳酸菌發(fā)酵羊奶之后，可提高其DPPH 自由基清除能力，但不同乳酸菌提高發(fā)酵羊奶的DPPH 自由基清除能力不同。這是因為羊奶經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，蛋白分解活性增加，蛋白分解后與自由基反應形成了更穩(wěn)定的化合物增加了發(fā)酵乳的抗氧化活性[28]。Eundeok 等[29]用植物乳桿菌NK181 和德氏乳桿菌KU200171 發(fā)酵牛奶的DPPH 自由基清除率顯著增加；Ayyash 等[30]用La.DSM 和Lc.K782分別發(fā)酵駱駝奶和牛乳，發(fā)酵結(jié)束后DPPH 自由基清除能力也顯著增加。本研究也表明利用乳酸菌發(fā)酵羊奶可提高羊酸奶的DPPH 自由基清除率，且不同乳酸菌發(fā)酵羊奶提高DPPH 自由基清除能力不同。

圖1 單菌發(fā)酵和混合發(fā)酵組發(fā)酵羊酸奶DPPH自由基清除率Fig.1 DPPH free radical scavenging rate of fermented goat yogurt by single bacteria and mixed bacteria fermentation groups

2.3 不同乳酸菌對發(fā)酵羊酸奶PTIO 自由基清除能力的影響

PTIO 是一種常用的一氧化氮清除劑，這是一種新的抗氧化實驗[21]。目前關(guān)于發(fā)酵乳對PTIO 自由基清除率報道尚少。由圖2 可知，與未發(fā)酵羊奶相比，不同乳酸菌發(fā)酵羊酸奶對PTIO 自由基清除率具有顯著性提高（P＜0.05）。單菌發(fā)酵組中，PC-2 發(fā)酵羊奶的PTIO 自由基清除率顯著高于ATCC53103菌株單獨發(fā)酵羊奶的清除率（P＜0.05），但PC-2、GC215 和L31 發(fā)酵羊酸奶之間無顯著性差異（P＞0.05）。乳酸菌與商業(yè)發(fā)酵劑混合發(fā)酵組羊酸奶對PTIO 自由基清除率無顯著性差異（P＞0.05），但顯著高于商業(yè)發(fā)酵劑組（P＜0.05）。結(jié)果表明，功能菌的添加可以提升羊酸奶對PTIO 自由基清除能力；整體上單菌發(fā)酵組羊酸奶對PTIO 自由基清除率比混合發(fā)酵組低。這個結(jié)果與本研究中不同乳酸菌發(fā)酵羊酸奶對DPPH 自由基清除能力相反，這是因為發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)分解并釋放出生物多肽對兩種自由基產(chǎn)生了不同的影響。從整體來看，未發(fā)酵與發(fā)酵酸奶對PTIO 自由基清除率較低，這可能是因為具有抗氧化活性的生物活性多肽區(qū)域的水解度和裂解程度較高，活性多肽對PTIO 自由基不敏感，無法具有較高的清除率[31]。

圖2 單菌發(fā)酵和混合發(fā)酵組發(fā)酵羊酸奶PTIO自由基清除率Fig.2 PTIO free radical scavenging rate of fermented goat yogurt by single bacteria and mixed bacteria fermentation groups

2.4 不同乳酸菌對發(fā)酵羊酸奶還原活性的影響

酶類和非酶類化合物可以減少活性氧（ROS）的產(chǎn)生以防止氧化反應，這被稱為還原活性，通常以L-半胱氨酸的還原力作為標準衡量物質(zhì)的還原力，本文研究不同乳酸菌發(fā)酵羊酸奶的還原活性，結(jié)果如圖3 所示。由圖可知，羊奶自身具有較高還原活性，相當于（158.51±1.50） μmol/L L-半胱氨酸還原當量。單菌發(fā)酵和混合發(fā)酵羊奶均不同程度的提高了羊酸奶還原活性。單菌發(fā)酵組中，GC215 和PC-2 發(fā)酵的羊酸奶還原能力強，分別為（359.17±7.52） μmol/L和（345.41±5.53） μmol/L L-半胱氨酸還原當量，分別比未發(fā)酵羊奶提高了2.27 和2.18 倍。與未發(fā)酵羊奶相比，除ATCC53103 單菌發(fā)酵組羊酸奶外，其他發(fā)酵組羊酸奶還原活性均有顯著提高（P＜0.05），增加L-半胱氨酸還原當量在25.12～200.66 μmol/L 范圍內(nèi)。單菌發(fā)酵羊奶和混合發(fā)酵羊奶對羊酸奶還原活性影響趨勢與清除DPPH 自由基影響趨勢相同，經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵的羊奶，在發(fā)酵過程中增加了發(fā)酵酸奶的蛋白質(zhì)的水解度，導致了小分子肽物質(zhì)的形成，這有助于促進還原過程中的氫的傳遞作用。此外，乳酸菌發(fā)酵過程中也會產(chǎn)生具有功能特性的代謝物質(zhì)，如多糖、有機酸等，從而可能增加了發(fā)酵羊酸奶的還原活性。乳酸菌自身的抗氧化活性與發(fā)酵過程中代謝物質(zhì)所產(chǎn)生的活性物質(zhì)協(xié)同增強了乳酸菌發(fā)酵酸奶的抗氧化活性[32]。

圖3 單菌發(fā)酵和混合發(fā)酵組發(fā)酵羊酸奶的還原活性Fig.3 Reductive activity of goat yogurt fermented by single bacteria and mixed bacteria fermentation groups

本研究根據(jù)DPPH 自由基清除率、PTIO 自由基清除率和還原活性3 個抗氧化性指標的測定評估不同乳酸菌發(fā)酵對羊酸奶體外抗氧化活性的影響，從整體結(jié)果來看，與未發(fā)酵羊奶相比，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，其體外抗氧化活性有顯著提高（P＜0.05）；與商業(yè)發(fā)酵劑發(fā)酵羊奶相比，添加功能性益生乳酸菌，其體外抗氧化活性也有顯著提升（P＜0.05）。從DPPH 自由基清除率和還原活性結(jié)果可以看出，GC215 和PC-2 單菌發(fā)酵羊奶的抗氧化活性最高；PTIO 自由基清除率結(jié)果表明，GC215、PC-2 和L31 發(fā)酵羊奶的抗氧化活性無顯著差異（P＞0.05）。這是由于DPPH 自由基清除、PTIO 自由基清除和還原活性的物質(zhì)基礎(chǔ)不同所導致，但羊酸奶中具體的物質(zhì)基礎(chǔ)還有待進一步研究。

2.5 不同乳酸菌對發(fā)酵羊酸奶α-葡萄糖苷酶抑制活性的影響

糖尿病與人體血糖水平有關(guān)，血糖水平與葡萄糖代謝調(diào)控緊密相關(guān)。α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶是藥物改善葡萄糖代謝的關(guān)鍵靶點[33]。抑制此兩種酶會減緩腸道中多糖和淀粉的分解，從而降低小腸對葡萄糖的吸收速度，有助于控制的餐后血糖[34]。不同乳酸菌對發(fā)酵羊酸奶α-葡萄糖苷酶抑制結(jié)果見圖4。由圖可知，發(fā)酵羊酸奶的α-葡萄糖苷酶抑制活性顯著提高（P＜0.05），不同菌株之間和不同發(fā)酵方式的羊酸奶的α-葡萄糖苷酶抑制活性表現(xiàn)出不同程度的差異。單菌發(fā)酵羊奶的α-葡萄糖苷酶抑制活性顯著高于混菌發(fā)酵（P＜0.05）。單菌發(fā)酵羊奶結(jié)果顯示，L31 發(fā)酵的羊酸奶抑制α-葡萄糖苷酶活性最高，抑制率為45.14%±1.61%。GC215 和PC-2 單菌發(fā)酵羊奶的抑制α-葡萄糖苷酶活性之間沒有顯著差異（P＞0.05），ATCC53103 發(fā)酵的羊酸奶對α-葡萄糖苷酶抑制活性為6.91%±0.43%，這可能是由于菌株不同，代謝途徑不同，生成產(chǎn)物不同所致。乳酸菌發(fā)酵分為同型乳酸發(fā)酵、異型乳酸發(fā)酵和雙歧桿菌發(fā)酵[35]，三種發(fā)酵類型產(chǎn)生的代謝物質(zhì)并不完全相同，含量也不同。Ayyash 等[30]的研究中用LC.K782 和La.DSM 發(fā)酵的駱駝奶和牛奶，LC.K782 發(fā)酵的兩種乳α-葡萄糖苷酶抑制率在30.00%～40.00%之間，La.DSM 發(fā)酵的駱駝奶中α-葡萄糖苷酶的抑制率均小于30%。本研究中，不同乳酸菌對發(fā)酵羊奶的α-葡萄糖苷酶抑制率提高程度不同，說明不同功能菌株發(fā)酵對發(fā)酵產(chǎn)品的體外的降血糖活性影響不同。

圖4 單菌發(fā)酵和混合發(fā)酵組發(fā)酵羊酸奶α-葡萄糖苷酶抑制活性Fig.4 Inhibitory activity of α-glucosidase in goat yogurt fermented by single bacteria and mixed bacteria fermentation groups

2.6 不同乳酸菌對發(fā)酵羊酸奶α-淀粉酶抑制活性的影響

不同乳酸菌發(fā)酵羊酸奶的α-淀粉酶活性抑制結(jié)果如圖5 所示。由圖可知，與純羊奶相比，乳酸菌發(fā)酵可以提高羊奶對α-淀粉酶活性抑制率。與商業(yè)發(fā)酵劑發(fā)酵羊酸奶相比，功能益生菌單菌發(fā)酵和添加功能乳酸菌的混菌發(fā)酵羊奶的α-淀粉酶活性抑制率均顯著提高（P＜0.05），α-淀粉酶活性抑制率在58.80%～82.30%；與商業(yè)發(fā)酵劑發(fā)酵羊酸奶的α-淀粉酶活性抑制率相比，添加功能性益生菌GC215、PC-2 和L31的羊酸奶的酶活抑制率顯著提高（P＜0.05），其中GC215 和PC-2 與商業(yè)發(fā)酵劑混合發(fā)酵羊酸奶對α-淀粉酶活性抑制效果最高，分別達到78.22%和82.3%，兩者之間無顯著差異（P＞0.05）。對照菌株ATCC53103 單菌發(fā)酵羊酸奶和混合發(fā)酵羊酸奶對α-淀粉酶活性抑制率也顯著增加（P＜0.05），說明對照菌株ATCC53103 與功能菌株GC215、PC-2 以及L31 與商業(yè)發(fā)酵劑之間存在協(xié)同增效作用。

圖5 單菌發(fā)酵和混合發(fā)酵組發(fā)酵羊酸奶對α-淀粉酶抑制活性Fig.5 Inhibitory activity of α-amylase in goat yogurt fermented by single bacteria and mixed bacteria fermentation groups

目前，關(guān)于降血糖酸奶主要通過添加一些輔料提高酸奶降血糖效果，生物堿和水溶性膳食纖維等功能活性物質(zhì)[36]。肖凱等[37]通過向發(fā)酵乳加入蛋白桑和黃秋葵研制的酸奶對α-葡萄糖苷酶的抑制能力較強，其抑制率可達70%左右。Shori 等[38]向酸奶中添加大蒜輔料可有效提高酸奶對α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性抑制率。本文用具有降血糖功能的乳酸菌發(fā)酵羊奶，在發(fā)酵結(jié)束后，提高了羊酸奶的體外降血糖功能。因此，在提高羊酸奶的體外降血糖功能也可通過不同功能乳酸菌進行混合發(fā)酵提高酸奶的降血糖功能活性。這可能在發(fā)酵過程中產(chǎn)生了能降低血糖物質(zhì)，如有機酸、酶系等，提高了羊酸奶對α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性的抑制，但具體哪些物質(zhì)起到關(guān)鍵作用，還需要進一步的研究。

3 結(jié)論

以3 株具有降血糖、抗氧化功能的乳酸菌和酸奶商業(yè)發(fā)酵劑株LB 和ST 為發(fā)酵菌株，采用功能菌株單菌發(fā)酵和聯(lián)合商業(yè)發(fā)酵劑混合發(fā)酵兩種方式發(fā)酵羊奶，研究不同乳酸菌發(fā)酵對羊酸奶體外抗氧化和降血糖功能活性的影響。體外抗氧化結(jié)果表明，單菌發(fā)酵和混合發(fā)酵羊酸奶都提高了發(fā)酵酸奶的體外抗氧化功能，但不同菌株發(fā)酵羊酸奶在同一抗氧化指標不一定都具有顯著性差異。3 株乳酸菌單菌發(fā)酵羊奶對DPPH 自由基清除能力及還原活性均比單菌與商業(yè)發(fā)酵劑混合發(fā)酵羊酸奶高，但對于PTIO 自由基清除能力，3 株乳酸菌單菌發(fā)酵羊酸奶均比混合發(fā)酵羊酸奶低。降血糖結(jié)果表明，3 株乳酸菌單菌發(fā)酵羊酸奶的α-葡萄糖苷酶抑制率均比對應的混合發(fā)酵羊酸奶α-葡萄糖苷酶抑制率顯著提高，但對α-淀粉酶活性抑制率結(jié)果呈相反趨勢。整體結(jié)果表明添加功能菌株發(fā)酵能提升羊酸奶體外抗氧化和降血糖功能，但具有菌株特異性。本研究結(jié)果可為功能性發(fā)酵羊奶提供可靠的菌株資源，同時為新功能性羊酸奶開發(fā)提供新思路。