馬永哲，羅磊，曹偉民，朱文學(xué)，關(guān)寧寧，薛依涵

綠豆皮酸奶功能特性和貯藏期間的變化

馬永哲，*羅磊，曹偉民，朱文學(xué)，關(guān)寧寧，薛依涵

（河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南洛陽471023）

采用響應(yīng)面分析方法對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并對酸奶的抗氧化性、酸奶在貯藏過程乳酸菌，以及風(fēng)味成分變化進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，綠豆皮酸奶要在11 d內(nèi)飲用，3 d內(nèi)飲用效果最好；在體外抗氧化試驗方面，與普通酸奶相比有較好的抗氧化效果。

綠豆皮；酸奶；抗氧化；貯藏

0 引言

綠豆又名青小豆，是豆科一年生草本植物，在我國大部分地區(qū)均有種植，被人們廣泛食用。在綠豆食品加工過程中，綠豆皮常被當(dāng)作農(nóng)作物飼料或垃圾丟棄，沒有得到充分利用。綠豆皮中富含膳食纖維和功能性低聚糖。膳食纖維可增大糞便體積，有利于排便，腸道微生物可將部分膳食纖維降解為低級脂肪酸，降低了腸道pH值，有利于酸性益生菌的生長，從而抑制堿性有害菌的生長。

酸奶具有一定的營養(yǎng)保健功能。酸奶有利于消化吸收，促進(jìn)胃酸的分泌，糖類會水解成小分子糖，能夠減輕乳糖不耐癥，部分蛋白質(zhì)會水解成小分子的肽鏈，同時乳酸菌可以產(chǎn)生維生素，增強(qiáng)人體消化功能[1]。食用酸奶能夠抑制腸道內(nèi)腐敗菌的繁殖、維持腸道內(nèi)菌群平衡、抑制有害菌對腸道的侵入，抑制了這些有害菌所產(chǎn)生的致癌因子，從而達(dá)到防癌的目的[2-3]。據(jù)國際統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，冠心病和動脈粥樣化等心血管疾病的病發(fā)率與攝入的膽固醇含量有密切關(guān)系[4]。Jeun J等人[5]通過喂養(yǎng)體脂含量超標(biāo)的小鼠，研究發(fā)現(xiàn)無論小鼠攝入活菌或者死菌，體內(nèi)的膽固醇含量均能得到改善，所以推測酸奶中含有能夠降解膽固醇合成的酶系，從源頭上控制了膽固醇的合成。所以，經(jīng)常飲用酸奶對身體健康大有益處。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

綠豆皮，洛陽新農(nóng)村蔬菜食品有限公司提供；嗜熱鏈球菌、保加利亞桿菌、川秀牌乳酸菌；全脂奶粉、雀巢全脂奶粉、白砂糖，購于洛陽丹尼斯超市；無水乙醇，天津市博迪化工提供。

MRS固體培養(yǎng)基各試劑用量如下：蛋白胨10 g，牛肉膏10 g，酵母浸粉4 g，葡萄糖20 g，檸檬酸氫二銨2 g，磷酸二氫鉀2 g，硫酸錳0.04 g，硫酸鎂0.2 g，乙酸鈉5 g，吐溫80 1 mL，瓊脂14 g，蒸餾水1 000 mL；pH值6.0±0.2，121℃滅菌20 min。

1.2 儀器與設(shè)備

HMB-701型研磨式超微粉碎機(jī)，北京環(huán)亞天元機(jī)械技術(shù)有限公司產(chǎn)品；KQ-500DE型超聲波清洗器，昆山市儀器有限公司產(chǎn)品；UV2400型紫外-可見分光光度計，上海舜玉恒平科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；HH-S型恒溫水浴鍋，江蘇金壇市億通電子有限公司產(chǎn)品；XMTD-8222型鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏試驗設(shè)備有限公司產(chǎn)品；TDZ5-WS型多管架自動平衡離心機(jī)，湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司產(chǎn)品；YP1002N型電子天平，上海第二天平儀器廠產(chǎn)品；BCD-168M型冰箱，美的集團(tuán)產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 酸奶制作工藝

先將綠豆皮進(jìn)行清洗，清洗干凈后放入烘箱于55℃條件下干燥6 h，將干燥好的綠豆皮置于粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，收集過200目篩的綠豆皮微粉備用。

復(fù)原乳→加糖、綠豆皮、穩(wěn)定劑→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→后熟→成品。

1.3.2 綠豆皮酸奶發(fā)酵工藝的響應(yīng)面優(yōu)化

確定三因素三水平的最佳參數(shù)，根據(jù)感官評價指標(biāo)進(jìn)行響應(yīng)面分析。數(shù)據(jù)處理采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，不同組間與對照組的比較采用方差分析，p＜0.05為差異顯著，p＜0.01為差異極顯著，響應(yīng)面分析結(jié)果用Design Expert 8.05進(jìn)行分析。

1.3.3 貯藏期間乳酸菌的變化

稀釋涂布法測定乳酸菌數(shù)：無菌條件下吸取5 mL樣品和45 mL無菌水于無菌三角瓶內(nèi)，振搖5 min制成1∶10的均勻稀釋液，繼續(xù)進(jìn)行梯度稀釋10-7。在進(jìn)行遞增稀釋的同時，吸取該稀釋度的稀釋液1 mL，置于滅菌平皿內(nèi)，將降溫至45℃左右的乳酸菌計數(shù)培養(yǎng)基注入平皿，待瓊脂凝固后，翻轉(zhuǎn)平板，置于37℃恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)48 h，然后對平板中的菌落進(jìn)行計數(shù)。

1.3.4 酸奶羥基自由基（OH）清除能力

參照何書美等人[6]的試驗方法。

1.3.5 酸奶中乙醛含量的測定[7]

乙醛在酸性條件下與亞硫酸氫鈉發(fā)生加成反應(yīng)生成乙醛亞硫酸氫鈉，剩余的亞硫酸氫鈉被碘氧化；在堿性條件下，乙醛亞硫酸氫鈉與碘定量反應(yīng)。根據(jù)當(dāng)量關(guān)系計算乙醛含量，其反應(yīng)式為：

酸性條件下

堿性條件下

1.3.6 酸奶中雙乙酰含量的測定

參照呂嘉櫪等人[8]的試驗方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 響應(yīng)面試驗結(jié)果

選用白砂糖添加量（A）、接種量（B）、綠豆皮添加量（C）3個因素作為自變量，感官評分作為因變量，采用Box-Behnken設(shè)計原理對綠豆皮酸奶發(fā)酵工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

Box-Behnken試驗因素與水平設(shè)計見表1。

表1 Box-Behnken試驗因素與水平設(shè)計

對綠豆皮酸奶發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，對白砂糖添加量、接種量和綠豆皮添加量這3個影響因素進(jìn)行二次回歸試驗設(shè)計和分析，依據(jù)Box-Benhnken試驗設(shè)計原理，設(shè)計三因素三水平的試驗方案，需進(jìn)行17組試驗。

響應(yīng)面試驗設(shè)計與結(jié)果見表2。

表2 響應(yīng)面試驗設(shè)計與結(jié)果

對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到響應(yīng)面回歸模擬方程：

方差分析見表3。

建立該數(shù)學(xué)模型p＜0.01，說明該數(shù)學(xué)模型非常顯著；失擬項0.796 4＞0.1，不顯著，說明該試驗?zāi)芎芎玫財M合試驗的真實情況，可以用于綠豆皮酸奶發(fā)酵工藝的優(yōu)化。另外，交互相BC極顯著，說明接種量和綠豆皮添加量這2個因素對綠豆皮酸奶感官品質(zhì)影響存在著交互作用。

綠豆皮添加量、接種量交互作用對感官評分影響的響應(yīng)曲面和等高線見圖1。

由圖1可知，響應(yīng)曲面和等高線呈橢圓形，表明二者交互作用顯著，這一點與方差分析表分析結(jié)果一致。綠豆皮添加量和接種量交互作用顯著，可能是因為綠豆皮的添加會對菌種的發(fā)酵效率產(chǎn)生一定影響，因而最終對綠豆皮酸奶感官評分產(chǎn)生交互影響。當(dāng)接種量的比例增加時，感官評分逐漸升高，上升速率較快，在接種量為1.6 g/L左右時達(dá)到最大，之后又逐漸下降。隨著綠豆皮添加量的增加，感官評分逐漸增加，而且曲線上升的速率比較快，當(dāng)綠豆皮粉添加量達(dá)到10.5%左右的時候，感官評分達(dá)到最高，之后又逐漸下降。

表3 方差分析

圖1 綠豆皮添加量、接種量交互作用對感官評分影響的響應(yīng)曲面和等高線

2.2 驗證試驗結(jié)果

根據(jù)所建立的模型進(jìn)行參數(shù)最優(yōu)化分析，得到發(fā)酵工藝最佳參數(shù)為白砂糖添加量11%，接種量2 g/L，綠豆皮添加量10%。按照上述條件進(jìn)行綠豆皮酸奶發(fā)酵工藝驗證試驗，最終感官評分為88.5分，和預(yù)測值（87.7分）基本相同。這就說明該模型具有較好的預(yù)測性，能夠應(yīng)用于試驗的預(yù)測。

2.3 綠豆皮酸奶乳酸菌活菌數(shù)的變化

在貯藏期間綠豆皮酸奶乳酸菌活菌數(shù)的變化見表4。

表4 在貯藏期間綠豆皮酸奶乳酸菌活菌數(shù)的變化

由表4可知，綠豆皮酸奶在貯藏期間，前期乳酸菌活菌數(shù)增加，此時酸奶中的成分和環(huán)境適合乳酸菌的生長，乳酸菌菌群處于對數(shù)生長期。到第3天時，乳酸菌活菌數(shù)達(dá)到最高。3 d之后乳酸菌活菌數(shù)逐漸下降，由于酸奶中的乳酸菌能夠利用營養(yǎng)物質(zhì)缺乏和酸奶提供的微環(huán)境不再適合微生物的生長，整個乳酸菌種群逐漸開始衰退，乳酸菌活菌的數(shù)量逐漸減少，到第13天時乳酸菌活菌數(shù)已經(jīng)達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。所以在11 d內(nèi)，綠豆皮酸奶符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，能滿足生產(chǎn)對產(chǎn)品穩(wěn)定性的要求。

2.4 羥基自由基清除率

綠豆皮酸奶對羥基自由基清除率見圖2。

圖2 綠豆皮酸奶對羥基自由基清除率

羥基自由基是一種化學(xué)性質(zhì)活潑、活性非常強(qiáng)的化學(xué)基團(tuán)，它在人體內(nèi)幾乎可以與所有具有生物活性的物質(zhì)反應(yīng)。例如，DNA、蛋白質(zhì)都可以與之反應(yīng)，且反應(yīng)速度較快，這就可能導(dǎo)致細(xì)胞衰亡，甚至引起機(jī)體病變[9]。綠豆皮中黃酮類化合物具有多種生物活性，如抗炎、調(diào)節(jié)免疫、抗氧化、保護(hù)心血管、鎮(zhèn)靜和鎮(zhèn)痛等作用[10]；黃酮類化合物還具有很好的抗氧化活性。對照酸奶質(zhì)量濃度為30 mg/mL，羥基自由基清除率達(dá)到42%，而此時綠豆皮酸奶羥基自由基清除率達(dá)到了58%。

2.5 酸奶中乙醛含量的結(jié)果

貯藏期間酸奶中乙醛含量的變化見圖3。

乙醛是酸奶中重要的風(fēng)味物質(zhì)[11]，由圖3可知，在貯藏過程中，2種不同的酸奶乙醛含量都是先上升后降低，而且都是在第7天達(dá)到最高值，7 d之后乙醛含量開始逐漸下降，綠豆皮酸奶乙醛含量始終比對照酸奶高。隨著貯藏時間的增加，酸度越來越高，當(dāng)酸度達(dá)到一定值，乙醛就會被氧化成乙酸。另外，嗜熱鏈球菌可以產(chǎn)生乙醇脫氫酶，這種酶在酸性條件下有較高的活性，可以把乙醛還原成乙醇，因此綠豆皮酸奶在貯藏過程中乙醛含量會減少。

圖3 貯藏期間酸奶中乙醛含量的變化

2.6 酸奶中雙乙酰的變化

貯藏期間雙乙酰含量的變化見圖4。

圖4 貯藏期間雙乙酰含量的變化

雙乙酰是酸奶中一種風(fēng)味物質(zhì)。微量的雙乙酰存在酸奶中，有研究稱是由嗜熱鏈球菌的一些菌株形成的；也有研究稱雙乙酰是酸奶發(fā)酵過程中某些香味細(xì)菌產(chǎn)生的，它可以使酸奶產(chǎn)生類似堅果仁的風(fēng)味[12]。常見的香味細(xì)菌有噬檸檬酸明串珠菌、腐橙鏈球菌、乳鏈球菌雙乙酰亞種等。不同益生菌發(fā)酵的酸奶中雙乙酰含量在貯藏期內(nèi)也有明顯區(qū)別，其變化趨勢大致相同，都是先增加后減少，其規(guī)律性與Nada等人研究的結(jié)果相同。

3 結(jié)論

對綠豆皮酸奶的抗氧化性和貯藏期間成分的變化進(jìn)行了研究，結(jié)果表明綠豆皮酸奶具有良好的抗氧化能力。綠豆皮酸奶在11 d內(nèi)飲用，3 d內(nèi)飲用效果和口感最佳。

[1]朱永勝，劉小杰.酸奶功能特性的研究進(jìn)展[J].乳業(yè)科學(xué)與技術(shù)，2013，36（2）：30-33.

[2]Díaz L E，Samartín S，Gómez S，et al.Viability of the lactic-acid bacteria（LAB）of yoghurt in the gastrointestinal tract[J].Nutricion Clinica Y Dietetica Hospitalaria，2003，23（4）：36-44.

[3]Perdigón G，De M d L A，Valdez J，et al.Role of yoghurt in the prevention of colon cancer[J].European Journal of Clinical Nutrition，2002（3）：665-674.

[4]Pan D D，Xiao Q Z，Yu T Y.Characterisation of Lactobacillus fermentum，SM-7 isolated from koumiss，a potential probiotic bacterium with cholesterol-lowering effects[J]. Journal of the Science of Food&Agriculture，2011（3）：512-518.

[5]Jeun J，Kim S，Cho S Y，et al.Hypocholesterolemic effects of Lactobacillus plantarum KCTC3928 by increased bile acid excretion in C57BL/6 mice[J].Nutrition，2010，26（3）：321-30.

[6]何書美，劉敬蘭，郝迎霞.利用Fenton體系對西藏靈菇酸奶的抗氧化活性的評價[J].分析科學(xué)學(xué)報，2011，27（1）：122-124.

[7]陳世賢，安穎，靳燁，等.不同益生菌的加入對酸奶儲藏期內(nèi)風(fēng)味的影響[J].中國乳品工業(yè)，2008，36（5）：12-15.

[8]呂嘉櫪，李成濤.酸奶中雙乙酰含量的測定方法初探[J].中國乳品工業(yè)，2006，34（1）：21-22.

[9]葉玉娥.大豆酸奶、葡萄多酚酸奶的制備及抗氧化活性的研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2012.

[10]盛雪飛.柑橘黃酮抗氧化及協(xié)同作用研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2010.

[11]劉寧寧，郭紅敏，葛春美，等.酸奶中乙醛和雙乙酰含量對其風(fēng)味的影響[J].中國食品添加劑，2012（S1）：269-273.

[12]余華.酸奶風(fēng)味的形成及控制[J].成都大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），1999（4）：19-21.◇

Study on Functional Characteristics of Mung Bean Hull Yogurt and Changes during Storage

MA Yongzhe，*LUO Lei，CAO Weimin，ZHU Wenxue，GUAN Ningning，XUE Yihan
（College of Food&Bioengineering，He'nan University of Science and Technology，Luoyang，He'nan 471023，China）

This paper studies the response surface analysis method is used to optimize the process parameters，the antioxidant activity of yogurt and the change of lactic acid bacteria and flavor components in yoghurt during storage.Studies show that mung bean hull yogurt to drink within 11 d，3 d drinking the best results.In vitro antioxidant experiments，compared to ordinary yogurt has a better antioxidant effect.

mung bean hull；yogurt；antioxidation；storage

TS252

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.07.003

1671-9646（2017）07a-0011-04

2017-05-15

國家自然基金面上項目（31171723）。

馬永哲（1989—），男，碩士，研究方向為食品加工與安全。

*通訊作者：羅磊（1976—），男，博士，教授，研究方向為食品干燥品質(zhì)控制、食品營養(yǎng)成分與活性。