賴惠敏,王世連,阮征,李汴生
(華南理工大學食品科學與工程學院,廣東廣州 510640)
火麻仁含有豐富的不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、糖類、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分,同時含有多酚、黃酮、木質(zhì)素酰胺類化合物、葫蘆巴堿、甾體及萜類等生物活性成分[1],具有抗氧化、預防心血管疾病、潤腸通便、抗炎、護肝等功效。早在20世紀80年代,國外就開發(fā)了火麻仁系列的產(chǎn)品,如火麻仁面粉、火麻仁餅干、火麻仁飲料、火麻仁蛋白粉、火麻仁油、火麻仁醬以及火麻仁能量棒等營養(yǎng)保健食品[2]。而火麻仁早在2002就被國家衛(wèi)生和計劃生育委員會列入“既是食品又是藥品”的名錄,收錄在《中國藥典》。但目前國內(nèi)市場對火麻仁資源的利用多限于簡單的物理處理和初級加工,如干燥火麻仁入藥、壓榨火麻仁油等,火麻仁產(chǎn)品的開發(fā)尚處于起步階段,對其深層次的開發(fā)利用遠遠不夠。因此,開發(fā)新型火麻仁產(chǎn)品具有很高的市場應用價值。
隨著人們生活水平和健康意識的提高,乳酸菌發(fā)酵的乳飲品深受消費者的追捧,在乳酸菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生的大量乳酸、草酸、丙酮酸等有機酸以及乙醛、乙醇、丙酮、丁二酮等羰基化合物[3],賦予了發(fā)酵乳獨特的風味[4]。Halpern等[5]發(fā)現(xiàn),食用含保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的發(fā)酵乳可以增加人體內(nèi)T細胞產(chǎn)生的IFN-γ以提高人體免疫力。Bartkiene等[6]研究發(fā)現(xiàn),乳酸菌在發(fā)酵過程中釋放的蛋白質(zhì)酶和乳酸菌脂酶可以將蛋白質(zhì)和脂肪分解為易于人體吸收的狀態(tài),從而促進蛋白質(zhì)和脂肪的消化吸收;在乳酸菌發(fā)酵谷物基質(zhì)的過程中,大分子營養(yǎng)物質(zhì)降解,增加了礦物質(zhì)、氨基酸、脂肪酸和碳水化合物的營養(yǎng)價值和可用性[7]。但目前市場上谷物發(fā)酵型蛋白飲料大都局限于大豆、花生、核桃以及杏仁等傳統(tǒng)植物原料,開發(fā)更多品種的具有高營養(yǎng)價值的植物蛋白以豐富產(chǎn)品的種類也是市場所需。火麻仁乳中含有豐富的氨基酸、糖類、礦物質(zhì)、多不飽和脂肪酸、木質(zhì)素酰胺類活性成分,其中80%為多不飽和脂肪酸,亞麻酸和亞油酸比例為1:2至1:3,火麻仁乳中還含有γ-生育酚,具有很強的抗氧化、抗衰老等功效,具有很強的應用前景[8]。因此,火麻仁發(fā)酵乳具有很高的開發(fā)利用價值。
本研究以經(jīng)過熟化的火麻仁為原料,探究火麻仁乳在乳酸菌復配比例、接種量、發(fā)酵溫度及時間的最適發(fā)酵條件,以獲取較高品質(zhì)的火麻仁發(fā)酵乳,并對火麻仁乳發(fā)酵前后的營養(yǎng)活性成分及體外抗氧化活性等品質(zhì)進行研究,旨在為火麻仁的深加工處理提供理論支持。
1.1 原料與試劑
火麻仁,采自云南大姚火麻仁種植基地;發(fā)酵菌種:保加利亞乳桿菌(Lactobacillus bulgaricus,CICC 6045)、嗜熱鏈球菌(Streptococus thermophilus,IFFI 6038),購于廣東微生物菌種保藏中心;干酪乳桿菌(Lactobacillus casei,LC A-GJ01)、嗜酸鏈球菌(Streptococcus acidophilus,LYO 10DCU-S),杜邦·丹尼斯克樣品;2,4,6-三吡啶基三嗪(TPTZ)、2,2-聯(lián)苯基-1-苦基肼基(DPPH):上海麥克林生化科技有限公司,均為分析純;2,2-聯(lián)氨-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺鹽(ABTS):上海麥克林生化科技有限公司,分析純。
1.2 主要儀器設備
電熱恒溫培養(yǎng)箱(FX303-2),廣東環(huán)凱微生物科技有限公司;立式高壓滅菌鍋(SQ510C),重慶雅馬拓科技有限公司;超凈工作臺(VD-650),蘇州凈化設備有限公司;高壓均質(zhì)機(GYB40-10S),廣州市東征化玻儀器有限公司;紫外可見分光光度計752N,上海精密科學儀器有限公司。
1.3 試驗方法
1.3.1 火麻仁原料液的制備
稱取100 g火麻仁,與水以1:9的料液比在80 ℃的條件下用打漿機碾磨2 min過濾,濾加入5%的白砂糖和0.2%羧甲基纖維素鈉,在20 MPa下均質(zhì)10 min;取100 mL封裝于蒸煮袋中,迅速放置80 ℃水浴鍋中,恒溫加熱20 min后冷卻至40 ℃左右,準備接種發(fā)酵。
1.3.2 單因素試驗
以感官評分為主要參考指標,活菌數(shù)及滴定酸度為次要參考指標,參考Singh等[9]層次分析法(AHP)確定各指標的權(quán)重比例系數(shù)集為W={活菌數(shù),酸度,感官評分}={0.25,0.25,0.5},以模糊綜合評判值作為評價標準,探究菌種復配比例(1:1:1:1;2:2:1:1;2:2:1:2;2:2:2;1;1:1:1:2;1:1:2:1)、接種量(3%、4%、5%、6%、7%、8%,W/W)、發(fā)酵溫度(34 ℃、36 ℃、38 ℃、40 ℃、42 ℃、44 ℃)及發(fā)酵時間(5 h、6 h、7 h、8 h、9 h、10 h)對發(fā)酵火麻仁乳綜合品質(zhì)的影響,分別進行單因素試驗,以選取最適發(fā)酵條件。
1.3.3 響應面優(yōu)化發(fā)酵火麻仁乳制備工藝
在單因素實驗的基礎上選取合適水平范圍,根據(jù)Box-Behnken中心組合設計原理,以接種量、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度三個因素為自變量,以乳酸菌總數(shù)、酸度、感官評分的模糊綜合評判值為響應值,各因素的三個水平采用-1、0、1進行編碼,如表1所示。通過響應面優(yōu)化實驗設計,研究發(fā)酵條件對發(fā)酵效果的影響,并確定最佳發(fā)酵工藝條件。
表1 響應曲面設計實驗因素水平和編碼Table 1 Independent variables and their levels used in the response surface design
1.3.4 各項理化指標測定
1.3.4.1 乳酸菌活菌數(shù)
活菌數(shù)測定采用稀釋平板計數(shù)法,參考國標GB 4789.35-2010。
1.3.4.2 酸度
酸度值的測定采用電位滴定法,參考國標GB 5009.239-2016。
1.3.4.3 酚類物質(zhì)含量測定
總酚含量測定:參照Simwaka等[10]實驗方法,采用Folin-Ciocalteu法測定火麻仁發(fā)酵乳總酚含量??傸S酮含量測定:參照Wang等[11]實驗方法,采用NaNO2-Al(NO3)3比色法測定火麻仁發(fā)酵乳的總黃酮含量。
1.3.4.4 抗氧化活性測定
DPPH自由基清除能力測定參考Ma等[12]實驗方法進行測定。
ABTS+自由基清除實驗參考Re等[13]實驗方法進行測定。
1.3.4.5 持水性測定
稱取20 g發(fā)酵火麻仁乳樣品,置于有濾紙的漏斗中,放置120 min后收集濾液并稱重,用以下公式計算得酸奶持水性。
式中:M1表示濾液質(zhì)量(g);M2表示稱量酸奶樣品重量(g)。
1.3.4.6 可溶性固形物含量測定
取發(fā)酵火麻仁乳1 mL,加入4 mL蒸餾水混勻,手持式糖度計測定。
1.3.4.7 感官評價
選擇10名感官經(jīng)驗豐富的品評員,事先培訓。感官評價標準參考中國乳制品行業(yè)協(xié)會制訂的《乳與乳制品感官評價》,略做修改。具體評價指標以及評分標準如表2所示。
表2 感官評價表標準Table 2 Sensory evaluation criter
1.3.4.8 模糊綜合評價法
參照Singh等[9]模糊綜合評判法對相應指標進行多目標綜合評判,綜合考慮活菌數(shù)、酸度、感官評分等指標對發(fā)酵力及發(fā)酵汁品質(zhì)的重要程度,計算各指標總分占所有指標總分的比重[14]。
1.3.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
所有樣品均設3個平行試驗,實驗結(jié)果表示為平均值±標準誤差。采用Excel 2016和Origin 9.1對數(shù)據(jù)進行處理與作圖,采用Design Expert進行響應面實驗設計與分析,采用SPSS Statistic 24.0對數(shù)據(jù)進行顯著性差異及相關(guān)性分析。
2.1 單因素實驗
2.1.1 菌種復配比對發(fā)酵火麻仁乳的影響
由圖1a可以看出,不同的復配比例對感官評分、活菌數(shù)以及酸度均有較大的影響。組2的感官評分最高,為8.46分,組3因為具有最高的活菌數(shù)(2.1×107CFU/mL)和酸度(78.13 mg/mL),感官評分最低,為7.23分。組4的活菌數(shù)和酸度值最小,分別為1.6×107CFU/mL和68.99 mg/mL。由圖1b可以看出,組6的模糊綜合評判值最高,為0.972,其次是組1,模糊綜合評判值為0.968,組4的模糊綜合評判值最小,為0.852。綜合考慮,選擇1:1:2:1、1:1:1:1和2:2:1:2(保加利亞乳桿菌:嗜熱鏈球菌:干酪乳桿菌:嗜酸鏈球菌)作為響應面最佳取值范圍。
圖1 菌種復配比對發(fā)酵火麻仁乳品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of strain proportion on the quality of fermented hempseed milk
2.1.2 菌種接種量對發(fā)酵火麻仁乳的影響
圖2 a可以看出,保持菌種復配比例、發(fā)酵溫度以及發(fā)酵時間不變,隨著接種量的增加,活菌數(shù)和呈上升趨勢,感官評分呈先上升后下降趨勢。由圖2b可以看出,模糊綜合評判值隨著發(fā)酵時間的延長呈先上升后下降的趨勢。接種量越大,發(fā)酵火麻仁乳中活菌數(shù)越多,發(fā)酵產(chǎn)酸能力越強,適量的乳酸能提升發(fā)酵火麻仁乳的感官品質(zhì)。當接種量為6%時,模糊綜合評判值最高,為0.94。當接種量超過6%時,由于乳酸菌的產(chǎn)酸過多,使得感官品質(zhì)下降,從而模糊綜合評判值也逐漸降低。綜合考慮,選取5%、6%和7%作為響應面接種量的最佳取值范圍。
圖2 接種量對發(fā)酵火麻仁乳品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of inoculum concentration on the quality of fermented hempseed milk
2.1.3 發(fā)酵溫度對發(fā)酵火麻仁乳的影響
在發(fā)酵過程中,發(fā)酵溫度是發(fā)酵工藝中重要的環(huán)節(jié),溫度的高低將直接影響乳酸菌的生長和代謝,決定著發(fā)酵速度的快慢[15],從而對發(fā)酵火麻仁乳的感官品質(zhì)產(chǎn)生影響。
由圖3a可以看出,保持菌種復配比例、接種量以及發(fā)酵時間不變,隨著發(fā)酵溫度的增加,感官評分和酸度呈先增大后減小的趨勢,活菌數(shù)先上升后趨于平緩。由圖3b可以看出,模糊綜合評判值隨著發(fā)酵時間的延長呈先上升后下降的趨勢,當發(fā)酵溫度為42 ℃時,模糊綜合評判值最高,為0.967,隨后下降。這是因為隨著發(fā)酵溫度適當?shù)奶岣?,有利于乳酸菌的生長和發(fā)酵產(chǎn)酸,但是當發(fā)酵溫度超過乳酸菌的最佳生長溫度,就會對其生長和發(fā)酵產(chǎn)酸起到抑制作用[16]。因此,當發(fā)酵溫度超過42 ℃時,乳酸菌生長緩慢,產(chǎn)酸能力下降,從而使模糊綜合評判值降低。綜合考慮,選擇38 ℃、40 ℃、42 ℃作為響應面發(fā)酵溫度的最佳取值范圍。
圖3 發(fā)酵溫度對發(fā)酵火麻仁乳品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of fermentation temperature on the quality of fermented hempseed milk
2.1.4 發(fā)酵時間對發(fā)酵火麻仁乳的影響
由圖4a可以看出,隨著發(fā)酵時間的延長,活菌數(shù)及酸度不斷上升,感官評分先上升后下降,當發(fā)酵時間在6~7 h時,感官評分較高。由圖4b可以看出,模糊綜合評判值隨著發(fā)酵時間的延長呈先上升后下降的趨勢,當發(fā)酵時間為8 h時,模糊綜合評判值最高(0.943),隨后下降。主要是因為發(fā)酵時間越長,一方面使得乳酸菌濃度越高,發(fā)酵產(chǎn)酸越多,導致發(fā)酵火麻仁乳的酸度過高;另一方面過長的發(fā)酵時間使得乳酸菌發(fā)酵過度,使得大量乳清析出,從而影響其感官品質(zhì)。由圖4a可以看出,當發(fā)酵時間超過8 h時,由于酸度過高以及乳清析出的原因,感官評分就開始下降,但是由于活菌數(shù)增加的原因,模糊綜合評判值沒有降低;當發(fā)酵時間超過9 h時,由于酸度過高導致感官評分嚴重降低,從而使模糊綜合評判值降低。綜合考慮。選取7 h、8 h、9 h作為響應面發(fā)酵時間最適取值范圍。
圖4 發(fā)酵時間對發(fā)酵火麻仁乳品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of fermentation time on the quality of fermented hempseed milk
2.2 發(fā)酵火麻仁乳工藝條件響應面優(yōu)化
2.2.1 響應面結(jié)果
在單因素實驗結(jié)果的基礎上,以菌種復配比例(A)、接種量(B)、發(fā)酵溫度(C)、發(fā)酵時間(D)為自變量,模糊綜合評判值為響應值,對發(fā)酵火麻仁乳進行四因素三水平響應面優(yōu)化,響應面實驗結(jié)果如表3所示。
表3 響應面實驗設計及結(jié)果Table 3 Design and results of response surface experiment
2.2.2 回歸模型建立及方差分析
通過Design Expert 10統(tǒng)計分析軟件對模糊綜合評判值進行回歸分析,分析結(jié)果如表4所示。對各因素回歸模擬后,得到回歸方程為:
F值檢驗是反應回歸模型的有效性,由表4可知,該模型F值為260.22,p<0.0001,表明實驗所用二次模型是極顯著的,在統(tǒng)計學上是有意義的;該模型的失擬項不顯著(p>0.05),表明模型合理,可以使用該數(shù)學模型推卸實驗結(jié)果。方程決定系數(shù)R2=0.9962,校正系數(shù)(Adj R2=0.9923)與預測決定系數(shù)(Pred R2=0.9821)相差較小,變異系數(shù)C.V.%=0.31<15%,信噪比Adeq Precision=63.95>4,表明實際值與預測值之間的擬合程度較好,利用響應面優(yōu)化發(fā)酵火麻仁乳發(fā)酵條件的方案可行。
由表4可知,模型中一次項接種量(B)、發(fā)酵溫度(C)、發(fā)酵時間(D)對模糊綜合評判值的影響極顯著(p<0.01),菌種復配比例(A)的影響顯著(p<0.05)。交互項菌種復配比例與接種量(AB)、菌種復配比例與發(fā)酵溫度(AC)、菌種復配比例與發(fā)酵時間(AD)、接種量與發(fā)酵溫度(BC)、發(fā)酵溫度與發(fā)酵時間(CD)的影響極顯著(p<0.01),而接種量與發(fā)酵時間(BD)的影響不顯著(p>0.05)。二次項A2、B2、C2、D2的影響均為極顯著(p<0.01)。此外,根據(jù)F值得大小可以判斷,各因素對模糊綜合評判值的影響順序為:發(fā)酵時間>菌種復配比例>發(fā)酵溫度>接種量。
表4 回歸模型及方差分析Table 4 Analysis of variance of regression equation
2.2.3 響應面及等高線分析
為了更加直觀的反映出菌種復配比例(A)、接種量(B)、發(fā)酵溫度(C)以及發(fā)酵時間(D)四個因素之間交互作用對模糊綜合評判值的影響,做出響應值3D曲面。交互作用的強弱可由等高線的形狀反映出來,橢圓形表示交互作用顯著,越接近圓形表示交互作用越不顯著。圖5所示為當固定任意三個因素,其余兩個因素之間的交互作用對火麻仁發(fā)酵乳模糊綜合評判值的影響。由圖5可知,在兩兩因素的交互作用對模糊綜合評判值的影響中,復配比例與接種量、菌種復配比例與發(fā)酵溫度、菌種復配比例與發(fā)酵時間、接種量與發(fā)酵溫度、發(fā)酵溫度與發(fā)酵時間的交互作用顯著,而接種量與發(fā)酵時間的交互作用不顯著,與表4中方差分析的結(jié)果一致。
圖5 兩兩因素對模糊綜合評判值的交互作用及等高線圖Fig.5 Interaction diagram and contour map of two Factors on fuzzy comprehensive evaluation value
2.2.4 響應面結(jié)果優(yōu)化及驗證性實驗
根據(jù)BBD-RSM試驗結(jié)果顯示,發(fā)酵火麻仁乳的最佳發(fā)酵工藝條件參數(shù)為:菌種復配比例為保加利亞乳桿菌:嗜熱鏈球菌:干酪乳桿菌:嗜酸鏈球菌=2:2:1:1.78、接種量為6.21%、發(fā)酵溫度為39.42 ℃、發(fā)酵時間為7.12 h,在此模型下,模糊綜合評判值為0.935。為了檢驗響應面法優(yōu)化發(fā)酵火麻仁乳發(fā)酵條件的可靠性,采用優(yōu)化后的工藝參數(shù)進行3次重復性驗證試驗。在此條件下,測得模糊綜合評判值為0.927,與模型預測值相差不大,模糊綜合評價法的相對誤差為0.86%,由此說明該模型是可行的。
2.3 火麻仁發(fā)酵乳營養(yǎng)成分分析
表5 反應了火麻仁乳發(fā)酵前后的營養(yǎng)成分含量的變化,其中總酸、總糖、持水性、可溶性固形物、總酚以及總黃酮含量均呈現(xiàn)顯著性變化(p<0.05)。由表5可知,持水性由發(fā)酵前的19.54%上升到了發(fā)酵后的31.08%,陳瑋等[17]測定酸奶TPA質(zhì)構(gòu)時發(fā)現(xiàn)持水性的提高可能與乳酸菌發(fā)酵過程產(chǎn)生的胞外多糖和火麻仁乳液中乳清蛋白的變性有關(guān);火麻仁乳發(fā)酵前后的總糖含量顯著降低(p<0.01),由初始發(fā)酵前142.03 mg/mL變?yōu)榘l(fā)酵后69.29 mg/mL。發(fā)酵前火麻仁乳的總酸含量為1.08 mg/mL,發(fā)酵后其總酸含量為7.99 mg/mL,增加了6.4倍,這是因為在發(fā)酵的過程中乳酸菌利用糖經(jīng)過EMP途徑產(chǎn)生丙酮酸然后還原成乳酸[18],此外中間還產(chǎn)生大量的有機酸,包括檸檬酸、琥珀酸、酒石酸等[19]。因此,發(fā)酵后火麻仁乳中的總酸含量顯著提高,總糖含量顯著降低。這也說明了在該發(fā)酵條件下,乳酸菌能夠充分利用糖類產(chǎn)酸,具有良好發(fā)酵力。發(fā)酵后的火麻仁乳的總酚和總黃酮均呈顯著性增加,分別增加了31.77%和14.10%,與方芳等[20]研究結(jié)果一致?;鹇槿嗜榻?jīng)乳酸菌發(fā)酵后,乳糖、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)約有20%被分解為半乳糖、氨基酸等小分子物質(zhì),乳酸菌可進一步將火麻仁乳中分解的氨基酸轉(zhuǎn)氨生成α-酮酸,降解產(chǎn)生醛類、多酚類和羧酸等抗氧化活性物質(zhì),且乳酸菌自身的代謝產(chǎn)物如有機酸、胞外多糖等可能阻斷了多酚類抗氧化活性物質(zhì)與基質(zhì)的結(jié)合,乳酸菌中的α-半乳糖苷酶水解半乳糖使得游離酚的含量增加,導致總酚和黃酮含量提高,抗氧化活性提高。
表5 發(fā)酵火麻仁乳營養(yǎng)成分Table 5 Nutrition components of fermented hempseed milk
2.4 火麻仁乳發(fā)酵前后抗氧化活性變化
2.4.1 DPPH自由基清除能力
發(fā)酵前后火麻仁乳對DPPH自由基清除率如圖6所示。由圖6可以看出,DPPH自由基清除率與樣品濃度存在良好的劑量-效應關(guān)系。在一定的濃度范圍內(nèi),隨著樣品濃度的增加,對DPPH自由基的清除率呈上升趨勢,然后趨于平緩,郭俊花等[21]發(fā)酵槐米酸奶時,其DPPH自由基清除率最高可達達到60.3%,與本實驗濃度40 mg/mL發(fā)酵火麻仁乳DPPH自由基清除率相當。當樣品濃度為100 mg/mL時,火麻仁乳和發(fā)酵火麻仁乳的DPPH自由基的清除率達到較高水平,分別為89.34%和96.84%,當濃度繼續(xù)提高時,對DPPH自由基清除率變化不明顯。當濃度小于25 mg/mL時,發(fā)酵前后對DPPH自由基清除能力變化不大;當濃度為30 mg/mL時,發(fā)酵火麻仁乳的清除能力明顯提高。
圖6 發(fā)酵火麻仁乳的DPPH自由基清除能力Fig.6 DPPH radical scavenging ability of of fermented hempseed milk
IC50表示當自由基清除率為50%,所需樣品的濃度,IC50值越小,則清除自由基能力越強。根據(jù)火麻仁乳、發(fā)酵火麻仁乳以及生育酚清除DPPH自由基曲線的線性回歸方程分別計算出IC50,如表6所示,火麻仁乳、發(fā)酵火麻仁乳以及陽性對照生育酚對DPPH自由基清除活性的IC50值分別為:29.14 mg/mL、26.09 mg/mL和0.25 mg/mL。26.09 mg/mL的發(fā)酵火麻仁乳對DPPH自由基清除能力與0.25 mg/mL的生育酚相同,因此原發(fā)酵火麻仁乳(0.992 g/mL)對DPPH自由基清除能力與9.51mg/mL的生育酚相同。
2.4.2 ABTS自由基清除能力
火麻仁乳和發(fā)酵火麻仁乳對ABTS+自由基清除率如圖7所示。由圖7可以看出,隨著樣品濃度的增加,ABTS+自由基的清除能力先急劇上升;當濃度為15 mg/mL時,火麻仁乳和發(fā)酵火麻仁乳的ABTS+自由基清除率分別為83.06%和90.63%;當濃度繼續(xù)增大,對ABTS+自由基清除率變化不明顯。當濃度小于12.5 mg/mL時,發(fā)酵前后對ABTS+自由基清除能力變化不大;當濃度為15 mg/mL時,發(fā)酵火麻仁乳的清除能力明顯提高(p<0.05)。李子葉等[22]用嗜酸乳桿菌KLDS 1.0901對酸奶進行發(fā)酵顯示其ABTS+自由基清除能力只有53.16%,可能與發(fā)酵原料及濃度不同有關(guān)。Di等[23]研究顯示ABTS+自由基清除能力的提高可能是由于ABTS+自由基與加入的乳酸菌作為抗氧化劑,避免了蛋白質(zhì)與ABTS+自由基之間相互結(jié)合,因此導致蛋白質(zhì)被降解,抗氧化肽生成,增加了火麻仁乳的抗氧化能力。由表6可知,火麻仁乳、發(fā)酵火麻仁乳以及陽性對照生育酚對ABTS+自由基清除活性的IC50值分別為:7.91 mg/mL、7.22 mg/mL和0.13 mg/mL,說明7.22 mg/mL的發(fā)酵火麻仁乳對ABTS+自由基清除能力與0.13 mg/mL的生育酚相同,即原發(fā)酵火麻仁乳(0.992 g/mL)對ABTS+自由基清除能力與17.86 mg/mL的生育酚相同。
表6 發(fā)酵火麻仁乳抗氧化活性Table 6 Antioxidant activity of fermented hempseed milk
圖7 發(fā)酵火麻仁乳的ABTS自由基清除能力Fig.7 ABTS+· scavenging ability of fermented hempseed milk
3.1 本實驗在單因素的基礎上,采用Box-Behnken響應面法優(yōu)化火麻仁乳發(fā)酵工藝,得到發(fā)酵條件的回歸模型為:Y=0.91-2.333E-003A-5.121E-004B-8.647E-003C-0.033D-7.293E-003AB-4.784E-003AC-0.01AD-0.029BC-7.5E-004BD-0.022CD+7.438E-003A2-0.029B2-0.02C2-0.015D2。最佳發(fā)酵條件為:菌種復配比例為保加利亞乳桿菌:嗜熱鏈球菌:干酪乳桿菌:嗜酸鏈球菌=2:2:1:1.78、接種量為6.21%、發(fā)酵溫度為39.42 ℃、發(fā)酵時間為7.12 h。在此條件下,發(fā)酵火麻仁乳的活菌數(shù)、滴定酸度以及感官評分分別為1.9×108CFU/mL、78oT和8.74分,模糊綜合評判值為0.927,與預測值0.935的相對誤差僅為0.86%,此時產(chǎn)品活菌數(shù)含量充足、酸度適宜、色香味俱佳。
3.2 發(fā)酵后火麻仁乳的總糖、總固形物含量與發(fā)酵前相比含量顯著降低(p<0.05),總酸、總酚和總黃酮含量分含量均顯著提高(p<0.05)??寡趸瘜嶒灡砻?,當DPPH自由基清除率、ABTS+自由基清除率為50%時,發(fā)酵火麻仁乳的濃度分別為26.09 mg/mL、7.22±0.13 mg/mL,與0.25 mg/mL和0.13 mg/mL生育酚相當,抗氧化活性得到了顯著提高(p<0.05)。本文對發(fā)酵火麻仁乳的工藝進行探究,可以制作出營養(yǎng)豐富、口感濃郁、抗氧化能力強的火麻仁發(fā)酵產(chǎn)品,為火麻仁乳的加工利用和新型產(chǎn)品研發(fā)提供了理論依據(jù)。