楊希 葉明

摘 要：以乳粉為原料，通過添加菊花提取液、枸杞提取液，并適當強化營養(yǎng)素鈣，利用乳酸菌進行發(fā)酵，研制出一種具有保健功能的酸奶.利用正交實驗的方法，明確高鈣菊花枸杞酸奶的最優(yōu)配方為：菊花提取液添加量為5%，枸杞提取液添加量為6%，氯化鈣添加量為500 mg/kg，木糖醇添加量為7%.體外抗氧化和降血糖活性研究證實該酸奶具有較為顯著的抗氧化活性和一定的降血糖功能.

關(guān)鍵詞：菊花枸杞酸奶；加工工藝；抗氧化；降血糖

中圖分類號：TS252.4 DOI：10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2018.03.017

0 引言

按照中華人民共和國國家標準GB 19302-2010中對于風(fēng)味發(fā)酵乳的相關(guān)定義，發(fā)酵乳可以乳粉為原料，在發(fā)酵前或后添加食品添加劑、營養(yǎng)強化劑、果蔬、谷物等.隨著人民生活水平的提高，人們不僅要求發(fā)酵乳在口味上具有多樣性，方便滿足不同人群對于其風(fēng)味的特殊需求，而且還越來越重視發(fā)酵乳特殊的營養(yǎng)與保健功能，以期在滿足舌尖上誘惑的同時，還能夠補充營養(yǎng)，調(diào)節(jié)生理機能.

菊花中含有多種對人體有益的成分，如黃酮類物質(zhì)、氨基酸、揮發(fā)性油等，在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中其具有降低血脂、控制血壓、預(yù)防冠狀動脈粥樣硬化、預(yù)防衰老等功效[1].根據(jù)孫鵬等[2]的研究可知，將菊花提取液加入原料乳中進行酸奶制作，制得的酸奶組織狀態(tài)良好，并具有菊花的清香.枸杞是我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中常見藥材，其富含的枸杞多糖、蛋白質(zhì)、游離氨基酸、維生素E、維生素C，對于抗衰老、 降低膽固醇[3]、增強免疫力均有一定作用[4].根據(jù)蔣萌蒙等[5]的研究可知，將枸杞提取液加入原料乳中，制得的酸奶，口味酸甜合適，拉絲性較好，并且兼具枸杞特有的香味.

但是目前國內(nèi)外很少有將菊花和枸杞同時加入原料乳中進行發(fā)酵乳制備的研究.同時據(jù)相關(guān)報道，當前我國居民鈣的每日攝入量為366.1 mg[6]，距離《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量（2013修訂版）》中規(guī)定的18—50歲人群每日800 mg的鈣攝入量有較大的差距.查文獻可知，目前也沒有針對在菊花枸杞酸奶制備過程中進行營養(yǎng)素鈣強化的相關(guān)研究，更沒有對此種酸奶進行抗氧化和降血糖活性研究的先例.因此本研究選用乳粉為原料，通過在復(fù)原后的乳中，添加菊花和枸杞提取物，強化營養(yǎng)素鈣，研制出一種具有保健功能的酸奶，并通過對其所具有的抗氧化和降血糖活性的研究，為菊花、枸杞資源的進一步開發(fā)利用提供一條途徑.

1 材料與方法

1.1 材料

干菊花，枸杞，木糖醇，食品級氯化鈣，伊利全脂奶粉，伊利高蛋白脫脂高鈣奶粉，市售混合酸奶發(fā)酵劑（保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌干酪亞種），阿卡波糖（Acarbose）拜耳醫(yī)藥保健公司，α-葡萄糖苷酶為實驗室自制，α-淀粉酶購自美國Sigma公司.

1.2 儀器與設(shè)備

DNP-9082恒溫培養(yǎng)箱，全自動滅菌鍋，TG16W臺式高速離心機，752紫外-可見分光光度計，無菌操作臺，凱氏定氮玻璃裝置，AR1140分析天平，JYL-C012九陽打漿機.

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點

1）制備菊花提取液：將過60目篩（250 [μm]）粉碎后的干菊花，以1∶40的料液比與純凈水混合，煮制1.5 h，以3 500 r/min轉(zhuǎn)速離心20 min，得到澄清的菊花提取液.

2）制備枸杞提取液：將干枸杞以1∶30的料液比與純凈水混合，煮制1.5 h，用打漿機打漿3 min，過150 目篩（106 [μm]）得到枸杞提取液.

3）制備復(fù)原乳：全脂乳粉和脫脂乳粉按5∶1的比例混合，加入42 ℃溫水中，并持續(xù)攪拌直至其全部溶解，制得總固形物約為12%的復(fù)原牛乳.

4）混合：以一定比例，將復(fù)原乳、氯化鈣、木糖醇進行混合，然后加入菊花提取液、枸杞提取液混勻.

5）均質(zhì)：將上述混合液于30 MPa，60 ℃下進行均質(zhì)處理[7].

6）滅菌：混合液在95 ℃保持10 min處理后，降溫至44.5 ℃.

7）接種發(fā)酵：以3%（體積比）加入混合發(fā)酵劑，攪拌均勻后于44.5 ℃下恒溫發(fā)酵5.5 h，至凝乳形成.

8）后熟：在4 ℃條件下保存24 h.

1.3.3 菊花提取液及枸杞提取液添加量的確定

酸奶制作過程中需要添加風(fēng)味物質(zhì)以增強產(chǎn)品的特殊風(fēng)味，提高營養(yǎng)價值.通過將不同質(zhì)量分數(shù)的菊花提取液及枸杞提取液分別加入原料乳中，以考察兩者對于酸奶品質(zhì)的影響，從而確定添加量.

1.3.4 氯化鈣添加量的確定

根據(jù)GB14880-2012標準的規(guī)定，選用氯化鈣作為發(fā)酵乳的營養(yǎng)強化鈣源，參考其中對于調(diào)制乳中鈣的營養(yǎng)強化限量[8]：250～1 000 mg/kg，通過測定產(chǎn)品的感官品質(zhì)，考察不同質(zhì)量分數(shù)的氯化鈣對酸奶品質(zhì)的影響，確定氯化鈣的添加量.

1.3.5 木糖醇添加量的確定

木糖醇的添加量對于酸奶的滋味有較大影響，因此在制作產(chǎn)品時，通過在各實驗組中加入不同質(zhì)量分數(shù)的木糖醇，利用感官評分，考察木糖醇含量對于酸奶品質(zhì)的影響，從而確定木糖醇添加量.

1.3.6 正交試驗設(shè)計

根據(jù)前期的單因素試驗結(jié)果，選擇菊花提取液添加量、枸杞提取液添加量、氯化鈣添加量、木糖醇添加量做L9（34）試驗，根據(jù)每組的感官評定分值選出制作酸奶的最優(yōu)配方，正交試驗因素與水平設(shè)計見表1.

1.3.7 產(chǎn)品品質(zhì)測定

1）感官評定：以10名具備食品專業(yè)及酸奶感官評價背景的評審員對產(chǎn)品進行評分.分數(shù)統(tǒng)計取各分數(shù)的平均值.高鈣菊花枸杞酸奶感官評分見表2.

2）理化檢測：分別根據(jù)GB5009.5-2010 、GB 5413.39-2010、GB 5413.3-2010及GB 5413.34-2010測定酸奶中蛋白質(zhì)、非脂乳固體、脂肪含量及酸奶的酸度.

酸奶持水力的測定：取一定量酸奶（W1），室溫下以4 500 r/min離心10 min，再靜置5 min，稱量上清液質(zhì)量為W2.

3）微生物檢測：根據(jù)GB 4789.35-2010 、GB 4789.15-2010、GB 4789.4-2010、GB 4789.10-2010分別測定酸奶中的乳酸菌總數(shù)、霉菌和酵母菌數(shù)、大腸菌群數(shù)及金黃色葡萄球菌數(shù).

1.3.8 體外抗氧化活性研究

1）DPPH 自由基清除能力

參考任麗[9]的方法，并略作修改.取8 mL 1.0×10-4 mol/L DPPH乙醇溶液與2 mL不同濃度樣品溶液或95%乙醇（空白對照）混合，充分震蕩后室溫下暗處反應(yīng)30 min.接著以3 500 r/min離心處理樣品10 min后，于517 nm處測定上清液的吸光度值.

DPPH·清除率（%）按照式（2）計算：

2）羥基自由基（·OH）的清除能力

參考文獻[10]并略作修改.將1.5 mL鄰菲啰啉溶液（5×l0- 3 mol/L）與 2.0 mL磷酸緩沖液（0.05 mol/L、pH 7.4 ）混勻后，加入1.0 mL FeSO4溶液（7.5×10-3 mol/L），混勻后加入 1 mL H2O2（0.1%），以蒸餾水定容至10 mL.37 °C溫育60 min后，于536 nm下測A損傷.依據(jù)該方法，分別測定不同濃度酸奶的A加樣；不加 H2O2及樣品溶液的為A未損傷.·OH清除率（%）按照式（3）計算：

3）Fe2+螯合能力

參考文獻[11-12]的方法并略作修改.將10 mL不同濃度的樣品溶液分別與0.5 mL FeCl2（2 mmol/L）溶液混合，再分別加入菲啰嗪溶液2 mL（5 mmol/L），靜置20 min后于562 nm下測定吸光度A1.

1.3.9 體外降血糖活性研究

1）對α-葡萄糖苷酶抑制作用

根據(jù)Shan等[13]方法進行試驗.采用100 mmol/L磷酸鹽緩沖鹽水（PBS，pH 6.9）制備不同濃度（0.1、0.5、1、3、5 mg/mL）樣品溶液，α-葡萄糖苷酶（0.35 U /mL）和PNPG（1.5 mmol/L）.37 °C溫育α-葡萄糖苷酶（0.1 mL）與樣品（0.05 mL）的混合物10 min后，再加入PNPG（0.1 mL），保持溫育20 min.加入1 mL的Na2CO3（1 mol/L）以終止反應(yīng).不加樣組為空白對照，加入阿卡波糖組為陽性對照.在400 nm讀取吸光度，α-葡萄糖苷酶的抑制百分比按式（5）計算：

2）對α-淀粉酶抑制作用

根據(jù)Kwon等[14]的方法進行試驗.在0.1 mol/L磷酸鹽緩沖鹽水（pH 6.9）中制備不同濃度（0.1、0.5、1、3、5 mg/mL）樣品溶液、1 U/mL α-淀粉酶和1%（w/v）馬鈴薯淀粉.通過將20 mL96 mmol/L DNS與8 mL5.315 mol/L酒石酸鈉鉀四水合物在2 mL 2 mol/L氫氧化鈉中混合來制備二硝基水楊酸（DNS）試劑.在500 μL樣品中加入500 μL的α-淀粉酶，37 ℃下溫育10 min，隨后加入500 μL的馬鈴薯淀粉，37 ℃下再溫育10 min，最后以1 mL DNS試劑100 ℃溫育5 min終止反應(yīng).用10 mL蒸餾水稀釋冷卻至室溫的混合物.不加樣組為空白對照，加入阿卡波糖組為陽性對照.在540 nm處測量吸光度，α-淀粉酶的抑制百分比按式（6）計算：

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗結(jié)果分析

由表3看出，各因素的主次關(guān)系是C>A>B>D，即在4個因素中，氯化鈣添加量是主要因素，其次是菊花提取液添加量，枸杞提取液添加量和木糖醇添加量再次之.最佳配方組合為：A2B2C1D3，即添加5%的菊花提取液，6%的枸杞提取液，500 mg/kg的氯化鈣，7%的木糖醇.以最佳配方進行驗證試驗，制得的酸奶感官評分為97分，高于其他組合，故A2B2C1D3組合為本實驗的高鈣菊花枸杞酸奶的最佳配方組合.

2.2 產(chǎn)品品質(zhì)分析

2.2.1 感官

產(chǎn)品為乳黃色凝乳，質(zhì)地均勻，無氣泡，無乳清析出，具有發(fā)酵乳特有香味，并兼具菊花的清香，口感細膩，爽滑，酸度適宜.

2.2.2 理化指標

如表4所示，高鈣菊花枸杞酸奶的各項理化指標均滿足GB19302-2010的相關(guān)要求，且優(yōu)于國家標準.

2.2.3 微生物指標

如表5所示，高鈣菊花枸杞酸奶的各項微生物指標均滿足GB19302-2010的相關(guān)要求，且優(yōu)于國家標準.

2.3 體外抗氧化活性分析

2.3.1 DPPH·自由基清除能力

以不加菊花提取液和枸杞提取液的復(fù)原乳按相同方法發(fā)酵得到的酸奶作為對照酸奶.

由于DPPH· 是十分有效的自由基捕獲劑，常被用于檢測受試物清除自由基的能力[15].如圖1所示，高鈣菊花枸杞酸奶在各個相同酸奶濃度時均表現(xiàn)出高于對照酸奶的DPPH· 清除率.且隨著酸奶濃度的不斷提高，兩者對于DPPH· 清除率均有所提高，且高鈣菊花枸杞酸奶表現(xiàn)的更為突出；且在試樣濃度25 mg/mL時，兩者間的清除率差異最大.

2.3.2 羥基自由基（·OH）的清除能力

·OH是一種強氧化劑，常由身體的氧化代謝產(chǎn)生，其易造成DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的損傷，進而引起某些疾病.如圖2所示，高鈣菊花枸杞酸奶在各個相同酸奶濃度時均表現(xiàn)出高于對照酸奶的·OH清除率.且隨著酸奶濃度的不斷提高，兩者對于·OH清除率均有所提高，但是高鈣菊花枸杞酸奶的·OH清除率的提高幅度更為明顯.

2.3.3 Fe2+螯合能力

如圖3所示，高鈣菊花枸杞酸奶的Fe2+螯合率在各個相同酸奶濃度下均超過對照酸奶.且隨著酸奶濃度的不斷提高，兩者的螯合率均有所提高，但是高鈣菊花枸杞酸奶的Fe2+螯合率的提升幅度更為明顯.

2.4 體外降血糖活性

2.4.1 對α-葡萄糖苷酶的抑制活性

在降血糖的功效上，α-葡萄糖苷酶抑制劑是以抑制碳水化合物分解為單糖來達到控制餐后血糖上升的目的 [16].臨床上常用作控制血糖的阿卡波糖，不僅可以抑制α-葡萄糖苷酶活性，同時也達到抑制α-淀粉酶的活性的效果[17].如圖4所示，阿卡波糖對α-葡萄糖苷酶的抑制率隨酸奶濃度增加的效果不明顯，但是其一直處在較高的抑制水平上.隨著酸奶濃度的增加，高鈣菊花枸杞酸奶對于α-葡萄糖苷酶的抑制率表現(xiàn)為不斷上升，但是與阿卡波糖對α-葡萄糖苷酶的抑制能力相比，高鈣菊花枸杞酸奶的抑制作用較弱.

2.4.2 對α-淀粉酶抑制活性

由圖5所示，高鈣菊花枸杞酸奶對于α-淀粉酶有一定的抑制作用，且抑制作用隨樣品濃度的增加而增強.但是與阿卡波糖對α-淀粉酶的抑制活性相比，高鈣菊花枸杞酸奶的抑制作用較弱.

3 結(jié)論

本研究以兩種奶粉加水制得復(fù)原乳為原料，通過添加不同的物質(zhì)，研制出風(fēng)味、營養(yǎng)及各項指標均符合國標的高鈣菊花枸杞酸奶.產(chǎn)品最佳配方為：5%的菊花提取液添加量，6%的枸杞提取液添加量，500 mg/kg的氯化鈣添加量，7%的木糖醇添加量.

與普通酸奶相似，隨著高鈣菊花枸杞酸奶濃度的增加，其在清除DPPH·和·OH及與Fe2+螯合能力上均呈現(xiàn)大幅度的提升.但在同等酸奶濃度時，其3項功能均優(yōu)于普通酸奶，顯示出高鈣菊花枸杞酸奶比普通酸奶具有更強的抗氧化作用.

高鈣菊花枸杞酸奶對α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶存在一定的抑制能力，顯示其具有降血糖能力，但其控制血糖上升的效果不及阿卡波糖.反映出其雖然具有一定的輔助降血糖的能力，但是不能作為降血糖專用藥物使用.

本項實驗對高鈣菊花枸杞酸奶的最佳配方進行了初步的研究.通過感官評價的方式篩選出最優(yōu)配方組合，同時對于該配方進行驗證實驗，通過對該種酸奶進行滿足國家標準下的感官、理化及微生物指標的檢測，判定出該高鈣菊花枸杞酸奶在各方面均表現(xiàn)出優(yōu)于普通酸奶的特性.且與普通酸奶相比該產(chǎn)品有更強的抗氧化能力和一定的降血糖功效，顯示出其較高的營養(yǎng)價值和保健價值，可為日后進行抗氧化及降血糖等功能性食品的開發(fā)提供一定的數(shù)據(jù)支持，反映出該產(chǎn)品具有更廣闊的市場前景和應(yīng)用價值.

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