酵素(enzyme),根据行业标准QB/T 5324—2018《酵素产品分类导则》中的定义,是以动物、植物、菌类等为原料,添加或不添加辅料,经微生物发酵制得的含有特定生物活性成分的产品;而食用酵素的定义为以动物、植物、食用菌类等为原料,添加或不添加辅料,经微生物发酵制得的含有特定生物活性成分可供人类食用的酵素产品。而酵素所含主要益生菌为乳酸菌、曲霉、酵母菌,通过发酵将原料中的物质转化为更加利于人体吸收、且功效更佳而副作用更小的生物活性成分,如促进肠道蠕动、降血脂、抗氧化以及增强机体免疫力等[1]。赵光远等[2]利用红枣发酵制备成一种具有高抗氧化活性的水果酵素饮料,兼具风味和营养价值。因此,利用发酵的方式加工采摘后的水果不但使其营养含量变高,同时克服贮存困难以及延长水果产业链、提升其经济效益[3]。
发酵乳(fermented milk)是一种由益生菌发酵的乳制品,与人的健康密切相关[4],能够有效降低胃肠道和心血管疾病、癌症的患病风险,并且对于预防胃肠道感染,降低血清胆固醇水平和抗突变活性等有积极的作用。范亦菲等[5]研发的枸杞酸奶具有显著抗氧化活性和肝脏保护效能。红枣(Ziziphus jujuba Mill.)是一种枣属植物的干果树种[6],富含多种营养物质,如多酚、多糖、黄酮类物质以及蛋白质,具备抗氧化、提高免疫力、保护肝脏、预防心脑血管疾病、排毒美容养颜等作用。目前,红枣经常被加工为各类食品在国内市场上流通,比如面包、饮料、枣粉、枣酱等。以红枣为原料制作的乳制品在市场上较为常见,将果蔬酵素制备成酸奶亦有报道,如汪秀妹等[7]和刘忠伟等[8]已进行相关研究。但将红枣制备成红枣酵素,并以红枣酵素和木糖醇为原料发酵制备成酸奶的研究较少,且在贮藏稳定性及其体外抗氧化活性等方面尚未有报道。
本文以红枣粉为原料,利用实验前期从宁夏本地农家自然发酵浆水中分离、筛选及鉴定,并经过耐酸耐胆盐及酶活性评价,得到一株优良发酵菌株植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)ZK-3,发酵后制成红枣酵素,将脱脂乳粉等原料经嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)与保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)(质量比为1∶1)发酵制得红枣酵素酸奶。通过基本理化指标分析,明确其与市售普通酸奶的差异;运用感官鉴评剖析其风味特征;借助体外模拟消化与抗氧化活性测定,探究其贮藏特性及抗氧化性能。从而为红枣酵素的高值化利用与创新性发展提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
红枣粉、脱脂乳粉、木糖醇,市售;MRS肉汤培养基、LB肉汤培养基,青岛高科技工业园海博生物技术有限公司;保加利亚乳杆菌、植物乳植杆菌、嗜热链球菌,由宁夏大学食品微生物应用技术与安全控制重点实验室保存。
1.2 仪器与设备
UV-2450紫外分光光度计、高压均质机,上海东华高压均质机厂;L530离心机,湖南湘仪离心机仪器有限公司;PHSJ-3F型 pH计,上海仪电科学仪器有限公司;YXQ-LS-50SⅡ立式压力蒸汽灭菌锅,上海博讯实业有限公司医疗设备厂;SW-CJ-2D超净工作台,江苏通净净化设备有限公司;PA2004电子天平,上海花潮实业有限公司;生化培养箱,上海博讯实业有限公司医疗设备厂。
1.3 实验方法
1.3.1 植物乳植杆菌的活化
用配制好的MRS固体培养基,将植物乳植杆菌划线后放入37 ℃恒温培养箱中,培养48 h,然后连续活化培养3代后,备用。
1.3.2 红枣酵素的制备
制备工艺流程:红枣粉、纯净水→以料液比1∶7的比例混合→均质→巴氏杀菌30 min→接种植物乳植杆菌ZK-3→发酵12 h→过滤→红枣酵素
1.3.3 红枣酵素技术指标检测及对比
a)pH值测定
按照GB/T 10468—1989《水果和蔬菜产品pH值的测定方法》进行测定。
b)乙醇含量的测定
按照QB/T 5323—2018《植物酵素》中规定的方法进行测定。
c)植物乳植杆菌活菌数
采用MRS琼脂平板计数法,参照GB 4789.35—2023《食品安全国家标准 食品微生物学检验 乳酸菌检验》:取100 μL发酵液梯度稀释后涂布,37 ℃培养48 h,计算活菌数。
d)乳酸含量的测定
按照GB 5009.157—2016《食品安全国家标准 食品中有机酸的测定》中规定的方法进行测定。
e)游离氨基酸的测定
按照GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》中规定的方法进行测定。
f)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性的测定
按照GB/T 5009.171—2003《保健食品中超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定》中规定的方法进行测定。
g)粗多糖含量的测定
采用苯酚-浓硫酸比色法。在酸性环境下多糖的水解物与苯酚作用,形成了带有颜色的混合液,通过比色确定多糖的含量。
h)多酚含量的测定
采用福林酚法。参照QB/T 5323—2018《植物酵素》中规定的方法进行测定。
根据QB/T 5323—2018《植物酵素》中规定,一般理化指标应符合表1国家标准,特征性指标应有3项或3项以上符合表2国家标准。
表1 红枣酵素一般理化指标检测对比
Table 1 Comparison of general physicochemical indexes of jujube enzyme
一般理化指标红枣酵素国家标准pH3.07±0.05≤4.5乙醇含量/(g/100 g)0.33±0.02≤0.5
注:表中各指标项为酵素发酵过程中产生的非外源添加的物质(下同)。
表2 红枣酵素特征性指标检测对比
Table 2 Comparison of characteristic indexes of jujube enzyme
特征性指标红枣酵素国家标准植物乳杆菌活菌数/(CFU/mL)8.7×108 ≥1×105乳酸/(mg/kg)2.35±0.51≥550游离氨基酸/(mg/100 g)42.28±0.57≥33SOD酶活性/(U/L)55.21±1.32≥15粗多糖/(g/100 g)1.06±0.03≥0.1多酚/(mg/g)2.01±0.83≥0.5
1.3.4 红枣酵素酸奶与普通酸奶的制备
1.3.4.1 菌种的活化
冷却灭菌后的脱脂乳粉和水的混合液后,将其分装入无菌试管。接着,将保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的冻干粉按照质量比为1∶1比例接种于试管之中,并将其放置在37 ℃的恒温培养箱内,摇床150 r/min活化24 h备用[9]。
1.3.4.2 红枣酵素酸奶制备操作要点
a)原料的调配:将脱脂乳粉与水(质量比为1∶6)调配成溶液,加入稳定剂(明胶)0.2%。b)配料:将红枣酵素(占比15%)与该溶液混合,并加入木糖醇(4%)与羧甲基纤维素钠(0.1%),搅拌均匀。c)均质:在60 ℃,15 MPa下均质5 min。d)巴氏杀菌、冷却:在65 ℃条件下杀菌30 min,待混合液冷却至42 ℃。e)接种发酵:依次接种0.3%的酸奶发酵剂至混合液中,在41 ℃条件下,进行发酵,发酵时间5 h。待发酵完冷藏至冰箱,冷却后熟15 h(注:以上成分占比均为质量分数占比)。
1.3.4.3 普通酸奶制备操作要点
a)原料的调配:将脱脂乳粉与水(质量比1∶6)调配成溶液,加入稳定剂0.2%(明胶)。b)配料:加入木糖醇(4%)与羧甲基纤维素钠(0.1%),搅拌均匀。c)均质:在60 ℃,15 MPa下均质5 min。d)巴氏杀菌、冷却:在65 ℃条件下杀菌30 min,待混合液冷却至42 ℃。e)接种发酵:依次接种0.3%的酸奶发酵剂至混合液中,在41 ℃条件下,进行发酵,发酵时间5 h。待发酵完冷藏至冰箱,冷却后熟15 h(注:以上成分占比均为质量分数占比)。
1.3.5 分析与检测
a)pH值测定
采用pH计进行测定。
b)可滴定酸度的测定
按照GB 5009.239—2016《食品安全国家标准 食品酸度的测定》中酚酞指示剂法进行测定。
c)色差测定
使用色差仪进行测定(明亮度L*值,红绿a*值和黄蓝b*值),总色差ΔE*=(Δa*2+Δb*2+ΔL*2)1/2,ΔE*>2时的颜色变化易被人眼观察到[10]。
d)黏度
利用旋转式黏度计来测定酸奶的黏度值。
e)乳酸菌活菌数
根据GB 4789.35—2023《食品安全国家标准 食品微生物学检验 乳酸菌检验》对其乳酸菌活菌数进行测定。
f)持水力测定
称取一定质量(M1)酸奶于离心管,4 000 r/min离心10 min,弃掉上清液,称剩余物质质量(M2)[11]。按照公式(1)计算其持水力:
持水力
(1)
g)多糖的测定
采用苯酚-浓硫酸比色法。在酸性环境下多糖的水解物与苯酚作用,形成了带有颜色的混合液,通过比色确定多糖的含量。
h)感官评定
感官评价小组由10名志愿者(5男5女,年龄为20～45岁,涵盖学生、食品专业人员及普通消费者)组成,所有成员均通过GB/T 10220—2012《感官分析 方法学 总论》基础培训,确保无乳制品过敏史且近期未摄入辛辣/高糖食品。评价前进行2次统一培训,明确评分标准及注意事项,减少个体偏差。对红枣酵素酸奶与普通酸奶的感官指标分别进行评价,如表3与表4所示。
表3 红枣酵素酸奶感官评价标准
Table 3 Sensory evaluation standard of red jujube enzyme yogurt
项目评分标准分值范围组织状态(30分)色泽均匀呈暗红色或深红色25～30色泽不均16～24色泽昏暗或出现异常颜色0～15气味(20分)有红枣特有香气,香气浓郁15～20红枣香味不足,有发酵味道8～14几乎无原料的香味,有发酵或其他味道0～7滋味(20分)酸甜可口,无涩味15～20稍酸或稍甜9～14酸味不明显或甜味不明显0～8颜色(30分)颜色均匀一致,有光泽21～30颜色均匀一致、色泽浓、光洁度略差11～20颜色灰暗、色泽淡、光洁度略差0～10
表4 普通酸奶感官评定标准
Table 4 Sensory assessment criteria for ordinary yogurt
项目评分标准分值范围组织状态(30分)色泽均匀呈乳白色或微黄色25～30色泽不均16～24色泽昏暗或出现异常颜色0～15气味(20分)具有纯正、浓郁的酸乳香气15～20酸乳香气较淡,或有轻微异味8～14几乎无原料的香味,有发酵或其他味道0～7滋味(20分)酸甜可口,无涩味15～20稍酸或稍甜9～14酸味不明显或甜味不明显0～8颜色(30分)颜色均匀一致,有光泽21～30颜色均匀一致、色泽浓、光洁度略差11～20颜色灰暗、色泽淡、光洁度略差0～10
i)总酚含量的测定
精密量取样品液5 mL,定容至100 mL容量瓶中,制得测试溶液。取1 mL该测试溶液加入试管中,再加入5 mL 10%的福林酚试剂(质量分数),充分混匀后反应5 min。随后,加入4 mL 7.5%的碳酸钠溶液(质量分数),于室温下反应60 min,于765 nm波长处测定吸光度,实验重复3次。
j)抗氧化活性测定
DPPH自由基清除率:参照文献的方法,并稍作改动[12]。
ABTS阳离子自由基清除率:参照文献[13]。
1.3.6 红枣酵素酸奶贮藏品质测定
将已制备好的红枣酵素酸奶与市售普通酸奶在4 ℃冷藏条件下放置1、5、9、13、17、21 d,分别测定其在贮藏过程中pH值、滴定酸度、黏度、持水力、乳酸菌活菌数、总酚含量以及体外模拟胃肠道消化反应中抗氧化活性的变化。
1.3.7 体外模拟胃肠液消化反应
1.3.7.1 体外模拟胃消化
体外模拟消化胃液制备:称取0.2 g胃蛋白酶,并加入5 mL 0.01 mol/L HCl溶液中溶解。体外胃消化模拟:根据参考文献[14],称取普通对照酸奶50 mL,红枣酵素酸奶50 mL分别做体外模拟消化实验,加入600 mL的生理盐水混合均匀,接着加入5 mL 的模拟胃液,搅拌均匀后,将1 mol/L的HCl溶液精确调至pH 2.0,然后置于37 ℃的恒温水浴中,同时将体外模拟消化仪打开,并设置胃部温度为37 ℃,待体外模拟消化仪胃部温度达到37 ℃时,将消化液加入体外模拟消化仪胃部,然后开始计时(设置参数为6 r/min)反应3.5 h,分别在0、0.5、1、2、3、3.5 h各取1次样,取样10 mL。
1.3.7.2 体外模拟肠道消化
体外模拟消化肠液的制备:分别称取胰蛋白酶0.2 g、猪胆盐1.24 g,将其溶解于50 mL 0.1 mol/L的碳酸氢钠溶液中;体外肠消化模拟:根据参考文献[12],体外模拟胃消化完成以后,先将80 mL肠液加入胃消化液中,充分进行混合,然后使用1 mol的碳酸氢钠溶液调节pH值至7,打开胃肠阀门,使胃消化液流入模拟小肠内进行反应,设置参数8 r/min,反应温度37 ℃,反应4 h。分别于0、1、2、3、4 h取样1次,每次取样20 mL。
1.4 数据处理
实验所得的数据采用Microsoft Excel 2010统计处理,采用SPSS 26.0进行单因素方差分析,采用Origin 2021软件进行图形绘制,每个实验重复3次,结果以“平均值±标准差”的形式展示。
2 结果与分析
2.1 红枣酵素酸奶贮藏期间pH值、滴定酸度与持水力的变化
pH值与滴定酸度在一定程度上代表酸奶的风味与口感,以及乳酸菌的生长代谢情况。将红枣酵素酸奶在4 ℃低温环境下放置不同时间,观察其pH值、滴定酸度和持水力的变化。
如图1-a所示,随着贮藏时间的延长,普通酸奶及红枣酵素酸奶的pH值均出现不同程度的下降趋势。然而红枣酵素酸奶的pH值始终低于普通酸奶。出现这种现象的可能机制是红枣酵素的添加通过调节乳酸菌代谢途径,影响pH值变化趋势。在贮藏过程中,随着pH值的持续下降,酸奶中的乳酸菌始终保持发酵状态,并充分消耗基质中的营养物质,导致大量乳酸的产生[9]。
a-pH值;b-滴定酸度;c-持水力
图1 两种酸奶在贮藏期间pH值、滴定酸度以及持水力的变化情况
Fig.1 Changes in pH,titration acidity and holding force of two yogurt during storage
注:在P<0.05水平下,如大写字母不同,表明在相同贮藏时间下,说明2种酸奶存在着显著的差异;如小写字母不同,表明同一样品在不同贮藏时间存在着显著的差异(下同)。
如图1-b所示,普通酸奶和红枣酵素酸奶的滴定酸度都随着贮藏时间的延长而增加。在1 d时,滴定酸度分别为86.32、89.78°T,有显著性差异(P<0.05)。在21 d贮藏期内,普通酸奶滴定酸度升高了28.81°T,红枣酵素酸奶升高了33.61°T。其中红枣酵素酸奶升高幅度大,此现象的可能机制为在酸奶中添加了红枣酵素这一营养物质,乳酸菌利用其含量丰富的多糖大量产酸,促进了乳酸菌的生长代谢。张晟[15]研究表明,滴定酸度的升高也与酸奶中脂肪酸氧化有关联,红枣酵素所含的有机酸也在一定程度上提高了酸奶酸度。
在贮藏期间,持水力较好的酸奶不易析出乳清。如图1-c所示,在1～21 d,普通酸奶与红枣酵素酸奶的持水力均呈下降趋势。然而红枣酵素酸奶的下降幅度却大于普通酸奶。出现此现象,可能是在贮藏期乳酸菌分泌的蛋白水解酶含量增加,从而影响了酸奶中蛋白亚胶体结构,使其亲和力得以减弱,酸奶的持水率受到了影响。根据ISANGA等[16]研究,红枣酵素的加入使酸奶中由酪蛋白颗粒构成的凝胶结构受到破坏,蛋白质分子间的亲和力显著下降,导致蛋白质胶体结合的水分减少,使酸奶的持水能力降低。这一发现与薛建娥等[9]的研究结果相符。在贮藏过程中,红枣酵素酸奶的持水力始终显著低于普通酸奶(P<0.05)。李荣华[11]指出,酸奶的持水能力与其所含的酪蛋白浓度有着密切的关联。因红枣酵素中含有大量的水分,从而导致红枣酵素酸奶总固形物的浓度下降,使得原料乳中的酪蛋白浓度减少,因此其持水能力低于普通酸奶[9]。
2.2 红枣酵素酸奶贮藏期间黏度与乳酸菌活菌数的变化
除了pH值和滴定酸度以及持水力以外,黏度与酸奶风味、品质及口感有着密不可分的影响,也是评价酸奶质量的一项重要指标。黏度适中的酸奶口感更佳。
如图2-a所示,在贮藏1～5 d,2种酸奶黏度值均处于下降趋势,且普通酸奶黏度值高于红枣酵素酸奶。在贮藏9 d时,普通酸奶黏度值快速下降,红枣酵素酸奶黏度值却显著高于普通酸奶(P<0.05)。红枣酵素酸奶可能因其加入红枣酵素这一成分,增加了多糖、多酚等营养成分,导致酸奶的质地更加浓稠,并出现了拉丝的效果[17],也有可能是羧甲基纤维素钠的加入通过增强凝胶网络结构,与多糖物质协同提升酸奶黏度。在贮藏9、13、17、21 d时,红枣酵素酸奶的黏度值显著高于普通酸奶(P<0.05)。李霞[18]指出,多糖有一定的持水作用,使酸奶凝胶体系结合水的能力得以提高。红枣酵素含有丰富的多糖,然而由于贮藏时间的延长,酸奶营养成分的流失,使黏度呈现下降的趋势[9]。由于红枣酵素酸奶中添加了红枣酵素,相较于普通酸奶,内部分子间作用力变得更强,使其明显高于普通酸奶。
图2 两种酸奶贮藏期间黏度值、乳酸菌活菌数以及总酚含量的变化情况
Fig.2 The change of viscosity value,number of lactobacillus and total phenol content of two yogurt
已有研究证实益生菌具有多种促进健康的作用,如平衡肠道微生物群、降低血液中胆固醇、提升免疫力和改善口腔健康等[19]。如图2-b所示,在贮藏期间,红枣酵素酸奶乳酸菌活菌数呈现先增大后减小的变化趋势,这与任然[20]研究的益生菌酸奶变化结果相一致。红枣酵素酸奶乳酸菌活菌数始终高于普通酸奶。在贮藏1、5 d时,红枣酵素酸奶活菌数较高,普通酸奶乳酸菌活菌数却在1～21 d呈现逐渐下降的趋势。
此现象的可能机制为红枣酵素等所含的营养成分为乳酸菌生长提供了一个良好的生长环境,增加了微生物可利用资源,加快了乳酸菌的生长繁殖,很好地保护了乳酸菌。贮藏期间,红枣酵素酸奶乳酸菌活菌数从8.63 lg CFU/g降至8.31 lg CFU/g,始终满足国家标准规定的发酵乳在保质期内乳酸菌活菌数量应≥1×106CFU/g(mL)的要求[10]。
2.3 红枣酵素酸奶贮藏期间感官评分的变化
感官评价是对酸奶品质最直观的反映。如表5所示,1～21 d贮藏期内,普通酸奶及红枣酵素酸奶的感官评分均呈现下降的趋势。随着贮藏期的延长,持水力与黏度的下降,破坏了酸奶的内部分子结构,使其组织状态与质构发生了一定的变化,影响了它的感官评定,其中风味、口感与总体接受性对酸奶感官得分影响最大,丁雨红[21]研究表明,有可能是贮藏过程中酸奶中的乳酸菌繁殖产酸、脂肪分解、蛋白水解及不同酸味化合物的产生,从而改变酸奶的口感及出现不良气味。红枣酵素酸奶在第1天贮藏期的感官评分为95.56分,至第21天为79.15分,下降了16.41 分。普通酸奶在第1天贮藏期的感官评分为92.33分,至第21天时为76.87分,下降了15.46分。从总体上来看,在各个贮藏期内,红枣酵素酸奶感官评分均高于普通酸奶。说明红枣酵素酸奶在组织形态、口感、风味等方面是优于普通酸奶的。
表5 两种酸奶贮藏期间感官评分的变化情况
Table 5 Changes in sensory scores during storage for both types of yogurt
贮藏时间/d普通酸奶/分红枣酵素酸奶/分192.33±0.1595.56±0.23589.67±0.5090.64±1.23985.24±0.8588.73±0.551382.56±0.7685.36±1.071780.21±0.7883.83±0.642176.87±0.3579.15±0.69
2.4 红枣酵素酸奶贮藏期间总酚含量的变化
图2-c为2种酸奶在不同贮藏期内总酚含量的变化情况。SUN-WATERHOUSE等[22]指出,随着贮藏时间的延长,酸奶中营养成分逐渐流失,pH值持续下降,滴定酸度逐渐升高,从而引发后酸化现象。这种过酸性的环境不利于酚类物质的稳定性,且乳酸菌分解代谢活动于一定程度上加速了酚类物质的降解和转化。在1 d的贮藏期,红枣酵素酸奶总酚含量为151.91 mg/100 mL,普通酸奶为136.76 mg/100 mL。由于在酸奶中添加了红枣酵素这一成分,使得酸奶中酚类物质增多并且稳定性大大提高。经过21 d的贮藏期,红枣酵素酸奶与普通酸奶逐渐又下降至132.61、119.16 mg/100 mL。在6次不同贮藏期内,红枣酵素酸奶的总酚含量均显著高于普通酸奶(P<0.05)。
2.5 红枣酵素酸奶贮藏期间各颜色指标的变化
如表6所示,在4 ℃条件下贮存21 d后,红枣酵素酸奶与普通酸奶的颜色指标变化。
表6 两种酸奶贮藏期间各颜色指标的变化
Table 6 Changes of the color indicators during the storage period of the two types of yogurt
贮藏时间/d普通酸奶红枣酵素酸奶L∗a∗b∗L∗a∗b∗172.33±0.56Bcf-1.59±0.045.39±0.01Bef69.18±0.40Acf-1.54±0.01ef4.23±0.06Abcdef571.51±0.32Bf-1.61±0.02df 5.45±0.12Bef67.55±0.52Acef-1.61±0.04df5.12±0.04Aaef970.63±0.28Badef-1.68±0.03ab5.54±0.04Bf65.24±0.17Aabdef-1.68±0.014.64±0.12Aaef1373.30±0.68Bcef-1.69±0.04b5.66±0.15B68.27±0.49Acef-1.70±0.05b4.96±0.05Aaef1775.61±0.42Babcdf-1.71±0.035.72±0.05Babf70.37±0.21Abcdf-1.71±0.06a5.45±0.02Aabcdf2176.78±0.57Babcde-1.72±0.035.96±0.03Babce73.61±0.18Aabcde-1.71±0.02ab6.12±0.03Aabcde
注:在P<0.05水平,若大写字母不同,表示2种酸奶在相同贮藏时间内存在着显著差异;若小写字母不同,表示同一样品在不同时间点同一指标下存在着显著的差异(下同)。
色泽是对产品影响最直观的因素[23]。ΔE*数值越大,表明色差越明显[9]。在不同贮藏期内,普通酸奶的L*值均高于红枣酵素酸奶,此现象的可能机制为红枣酵素所含的游离多酚影响了光分子的吸收,同时在红枣酵素酸奶贮藏21 d内,L*值的下降是由于乳蛋白分子间的相互作用和内部反应,减少了光的反射。在第1天贮藏期,普通酸奶与红枣酵素酸奶的L*值分别为72.33、69.18,普通酸奶显著高于红枣酵素酸奶(P<0.05),说明其颜色相对偏白。而a*值,红枣酵素酸奶与普通酸奶在1～13 d贮藏期内逐渐降低,而在13～21 d贮藏期内缓慢下降,并维持稳定。进一步计算可以得到,红枣酵素酸奶在对应贮藏期的总色差ΔE*分别为:1.76、2.79、4.65、2.35、5.48,普通酸奶在贮藏1～5、5～9、9～13、13～17、17～21 d的总色差ΔE*分别为:0.34、0.36、3.37、2.34、0.72。由此可知,红枣酵素酸奶较普通酸奶的ΔE*值大,色差变化比较明显。导致这一现象的主要原因是红枣酵素含枣红色素,对酸奶整体颜色产生了显著的影响,以及红枣酵素富含多酚、黄酮类物质,都会影响a*值和b*值,故对红枣酵素酸奶的颜色产生了变化。
2.6 红枣酵素酸奶贮藏期间抗氧化活性的变化
DPPH自由基清除率、ABTS阳离子自由基清除率的大小可以反映食物抗氧化能力的强弱。如图3、图4分别为红枣酵素酸奶与普通酸奶在不同贮藏期内的6个时间点抗氧化活性的变化。
图3 两种酸奶贮藏期间DPPH自由基清除率的变化情况
Fig.3 Changes in DPPH free radical clearance during the storage period of the two yogurt species
图4 两种酸奶贮藏期间ABTS阳离子自由基清除率的变化情况
Fig.4 Changes in ABTS cationic free radical clearance during the storage period of the two yogurt species
如图3所示,在整个贮藏期内,2种酸奶的DPPH自由基清除率均呈下降趋势。红枣酵素酸奶的DPPH 自由基清除率一直高于普通酸奶。这可能是因为红枣酵素中所含高抗氧化活性物质,如酚类、多糖等,且其乳酸菌活菌数较高。根据KEDARE等[24]研究表明,乳酸菌发酵过程中产生了具有传递质子能力的化合物,从而自由基清除率得以提高。在1 d贮藏期内,红枣酵素酸奶显著大于普通酸奶(P<0.05)。在9～13 d贮藏期,红枣酵素酸奶的DPPH自由基清除率由下降变为缓慢上升,在13 d贮藏期后,又变为缓慢下降。而普通酸奶一直呈大幅度下降趋势。
如图4所示,在整个贮藏期内,红枣酵素酸奶的ABTS阳离子自由基清除率始终高于普通酸奶。红枣酵素所含有的黄酮、多酚等抗氧化活性物质,能大大提高酸奶的抗氧化性,并且在乳酸菌发酵过程中,也会产生抗氧化物质[25],这些均可体现红枣酵素酸奶较普通酸奶的优势。
2.7 红枣酵素酸奶贮藏期间及体外胃肠道消化模拟后抗氧化活性的变化
为了展现其健康益处,对2种酸奶的胃肠道活菌数量进行了检测,通常情况下,酸奶中较高的活菌数能够帮助维持肠道菌群的平衡,增强肠道的免疫功能,并促进消化和吸收。因此,对红枣酵素酸奶经胃肠消化后的生物活性进行评价具有重要意义[26]。
如表7所示,红枣酵素酸奶与普通酸奶在模拟胃液反应至120 min后,其乳酸菌的活菌数明显减少,在胃液低pH的环境下,保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的存活率变得较低,这可能是乳酸菌的结构完整性受损从而导致死亡率增加[27]。红枣酵素酸奶所含乳酸菌活菌数显著高于普通酸奶,红枣酵素可能通过其抗氧化成分(如较高的多酚含量)延缓了乳酸菌活性下降。在经过体外模拟肠消化120 min后,红枣酵素酸奶所含乳酸菌活菌数为 5.8×104 CFU/g,远远低于未消化样品,然而却比普通酸奶高出260倍。说明红枣酵素酸奶较普通酸奶更适宜于乳酸菌活菌的生长。
表7 两种酸奶经体外模拟胃肠道消化时活菌数的检测
Table 7 Detection of viable bacteria count of two kinds of yoghurt after digestion of simulated gastrointestinal tract in vitro
消化阶段模拟消化时间/min普通酸奶活菌数/(CFU/g)红枣酵素酸奶活菌数/(CFU/g)未消化03.6×1086.2×108302.9×1079.3×107胃消化609.2×1066.7×107905.7×1058.5×1061209.1×1037.5×105307.3×1023.9×105肠消化605.5×1022.6×105904.6×1028.3×1041202.2×1025.8×104
4 ℃条件下贮藏21 d内,经体外胃肠道消化模拟,对红枣酵素酸奶和普通酸奶分别进行不同天数的抗氧化活性测定,如表8、表9所示。
表8 两种酸奶在贮藏期间模拟胃液和模拟胃肠液处理对DPPH自由基清除率的影响 单位:%
Table 8 Effects of simulated gastric fluid and simulated gastrointestinal fluid treatment on DPPH free radical clearance during storage
贮藏时间/d普通酸奶红枣酵素酸奶模拟胃液消化模拟胃肠液消化模拟胃液消化模拟胃肠液消化156.55±1.05Bcdef43.39±0.16Bcde72.35±0.72Acdef53.68±0.56Acde553.72±0.61Bcef45.22±0.83Bde70.27±0.31Adef56.72±0.21Acd950.40±0.28Babdf46.79±0.22Baef68.12±0.27Aaef59.36±0.19Aabf1352.64±0.71Bacef48.30±0.76Bbef66.82±0.56Aabef60.54±0.31Aabf1749.44±0.84Babdf38.45±1.04Babcdf63.45±0.70Aabcd 57.28±0.83Aa2145.11±0.36Babcde44.65±0.52Bcde62.05±0.63Aabcd54.32±0.16Acd
表9 两种酸奶在贮藏期间模拟胃液和模拟胃肠液处理对ABTS阳离子自由基清除率的影响 单位:%
Table 9 Effects of simulated gastric fluid and simulated gastrointestinal fluid treatment on ABTS cationic free radical clearance during storage
贮藏时间/d普通酸奶红枣酵素酸奶模拟胃液消化模拟胃肠液消化模拟胃液消化模拟胃肠液消化170.51±0.40Bcdef63.91±0.65Bbcdef77.34±0.58Abcdef72.60±0.77Aef567.64±1.11Bde60.54±1.31Baef72.16±1.65Aaf74.16±0.50Adef964.23±0.86Bad57.62±0.98Baf68.73±0.88Aadf71.74±1.16Aef1360.37±0.18Babce55.72±1.05Ba71.69±0.22Aacef67.73±0.77Abf1761.75±0.27Babd53.81±0.60Babf68.46±0.38Aadf65.64±0.38Aabcf2162.43±0.87a52.42±1.02Babce63.28±1.13abcde62.53±0.68Aabcde
在模拟胃肠道消化反应后,2种酸奶的DPPH自由基清除率均在贮藏期1～13 d逐渐增大,17～21 d出现下降趋势,最终趋于稳定,普通酸奶的降幅大于红枣酵素酸奶;红枣酵素酸奶的ABTS阳离子自由基清除率在贮藏第1～5天增加,由于这种酸奶含有较多活性乳酸菌,发酵过程中产生了具有质子传递能力的化合物,提升了自由基清除能力[28]。而在9～21 d又稳定下降,随着贮藏时间的延长,酸奶体系中营养物质的逐渐流失使其抗氧化活性逐渐减弱。普通酸奶的ABTS阳离子自由基清除率则一直维持稳定下降,且两者之间有显著性差异(P<0.05)。经过更深入的分析发现,2种酸奶在经过体外模拟胃肠道消化后,其DPPH自由基和ABTS阳离子自由基的清除率都会出现不同程度的降低,可能是由于酸奶中的抗氧化成分,尤其是某些活性肽[29],在胃肠液环境下被分解所导致的。且红枣酵素酸奶在不同贮藏期内对2种自由基的消除率均高于普通酸奶。
3 结论
研究表明,在4 ℃贮藏期间,红枣酵素酸奶相比普通酸奶,其感官品质佳,理化指标如滴定酸度、黏度和乳酸菌活菌数更优,抗氧化能力也较强。体外模拟消化显示其对乳酸菌生长和抗氧化有益,为红枣酵素产品开发提供了理论依据。
但该研究存在不足,仅聚焦4 ℃贮藏和体外模拟消化,未涉及其他贮藏条件与体内实验。未来应拓展不同环境贮藏研究,开展动物和人体试验,进一步探究其在体内的作用机制与健康功效。
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