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，關寧寧，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，關寧寧，薛依涵

（河南科技大學食品與生物工程學院，河南洛陽471023）

采用響應面分析方法對工藝參數(shù)進行優(yōu)化，并對酸奶的抗氧化性、酸奶在貯藏過程乳酸菌，以及風味成分變化進行了研究。結果表明，綠豆皮酸奶要在11 d內飲用，3 d內飲用效果最好；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，綠豆皮常被當作農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，部分蛋白質會水解成小分子的肽鏈，同時乳酸菌可以產生維生素，增強人體消化功能[1]。食用酸奶能夠抑制腸道內腐敗菌的繁殖、維持腸道內菌群平衡、抑制有害菌對腸道的侵入，抑制了這些有害菌所產生的致癌因子，從而達到防癌的目的[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系[4]。Jeun J等人[5]通過喂養(yǎng)體脂含量超標的小鼠，研究發(fā)現(xiàn)無論小鼠攝入活菌或者死菌，體內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 儀器與設備

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

1.3 試驗方法

1.3.1 酸奶制作工藝

先將綠豆皮進行清洗，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中進行粉碎，收集過200目篩的綠豆皮微粉備用。

復原乳→加糖、綠豆皮、穩(wěn)定劑→均質→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)感官評價指標進行響應面分析。數(shù)據(jù)處理采用SPSS軟件進行統(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，響應面分析結果用Design Expert 8.05進行分析。

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，振搖5 min制成1∶10的均勻稀釋液，繼續(xù)進行梯度稀釋10-7。在進行遞增稀釋的同時，吸取該稀釋度的稀釋液1 mL，置于滅菌平皿內，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，翻轉平板，置于37℃恒溫箱內培養(yǎng)48 h，然后對平板中的菌落進行計數(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。根據(jù)當量關系計算乙醛含量，其反應式為：

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 結果與分析

2.1 響應面試驗結果

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設計原理對綠豆皮酸奶發(fā)酵工藝參數(shù)進行優(yōu)化。

Box-Behnken試驗因素與水平設計見表1。

表1 Box-Behnken試驗因素與水平設計

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

響應面試驗設計與結果見表2。

表2 響應面試驗設計與結果

對試驗數(shù)據(jù)進行分析，得到響應面回歸模擬方程：

方差分析見表3。

建立該數(shù)學模型p＜0.01，說明該數(shù)學模型非常顯著；失擬項0.796 4＞0.1，不顯著，說明該試驗能很好地擬合試驗的真實情況，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曲面和等高線見圖1。

由圖1可知，響應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)酵效率產生一定影響，因而最終對綠豆皮酸奶感官評分產生交互影響。當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，當綠豆皮粉添加量達到10.5%左右的時候，感官評分達到最高，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曲面和等高線

2.2 驗證試驗結果

根據(jù)所建立的模型進行參數(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，和預測值（87.7分）基本相同。這就說明該模型具有較好的預測性，能夠應用于試驗的預測。

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)達不到國家標準規(guī)定的要求。所以在11 d內，綠豆皮酸奶符合國家標準要求，能滿足生產對產品穩(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性質活潑、活性非常強的化學基團，它在人體內幾乎可以與所有具有生物活性的物質反應。例如，DNA、蛋白質都可以與之反應，且反應速度較快，這就可能導致細胞衰亡，甚至引起機體病變[9]。綠豆皮中黃酮類化合物具有多種生物活性，如抗炎、調節(jié)免疫、抗氧化、保護心血管、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。對照酸奶質量濃度為30 mg/mL，羥基自由基清除率達到42%，而此時綠豆皮酸奶羥基自由基清除率達到了58%。

2.5 酸奶中乙醛含量的結果

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味物質[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，當酸度達到一定值，乙醛就會被氧化成乙酸。另外，嗜熱鏈球菌可以產生乙醇脫氫酶，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味物質。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菌產生的，它可以使酸奶產生類似堅果仁的風味[12]。常見的香味細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等人研究的結果相同。

3 結論

對綠豆皮酸奶的抗氧化性和貯藏期間成分的變化進行了研究，結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內飲用，3 d內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展[J].乳業(yè)科學與技術，2013，36（2）：30-33.

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[12]余華.酸奶風味的形成及控制[J].成都大學學報（自然科學版），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控制、食品營養(yǎng)成分與活性。