趙龍巖，袁孝瑞，劉玉，袁一博，趙圣明

1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院（武漢 430070）；2.河南科技學(xué)院食品學(xué)院（新鄉(xiāng) 453003）

山楂葉是薔薇科山楂屬植物的葉子，山楂葉具有強(qiáng)心、清肝消火、降血脂、降血壓、減肥等功效[1]。研究表明山楂葉富含黃酮類、多糖類、微量元素等多種活性成分，有理氣通脈、抗菌消炎等功效[2]。山楂葉多糖作為山楂葉主要的有效活性成分之一，具有降血壓、降血脂和抗氧化等活性功能[3]。目前國內(nèi)對山楂葉多糖的研究主要集中在提取工藝方面的研究。山楂葉多糖作為一種功能保健品原料，將在功能食品的開發(fā)領(lǐng)域具有廣闊的市場。

γ-聚谷氨酸（γ-polyglutamic acid，γ-PGA）是一種水溶性、由L-谷氨酸和D-谷氨酸聚合形成的陽離子聚合物多肽。其無味，無毒，具有增稠、凝膠、乳化等活性功能[8]，目前已被廣泛應(yīng)用于食品加工中[4]。γ-聚谷氨酸還具有促進(jìn)礦物質(zhì)元素吸收和掩蓋礦物質(zhì)元素引起的不良風(fēng)味的作用[5]。酸奶由于凝乳不結(jié)實等因素會導(dǎo)致酸品質(zhì)下降。通常會添加一定量的穩(wěn)定劑來增加其穩(wěn)定性，γ-聚谷氨酸也可提高酸奶穩(wěn)定性且用量少。目前市面上將山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸添加于酸奶制作具有一定保健功能的凝固型酸奶尚未見報道。通過測定添加不同山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸酸奶的乳酸菌活菌數(shù)、持水力、Zeta電位、色澤、粒徑、質(zhì)構(gòu)和抗氧化活性等，研究山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸對益生菌發(fā)酵酸奶的品質(zhì)影響，為新型功能性酸奶的開發(fā)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

山楂葉，采自新鄉(xiāng)南太行山山區(qū)；γ-聚谷氨酸，南京軒凱生物科技有限公司；生牛乳，市售。

1.2 主要培養(yǎng)基和試劑

發(fā)酵劑（保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、植物乳桿菌），河南科技學(xué)院食品微生物實驗室保藏；DPPH，上海阿拉丁試劑有限公司；其他試劑均為市售分析純。

乳酸菌培養(yǎng)基（MRS培養(yǎng)基），北京奧博星生物技術(shù)有限公司。

1.3 儀器與設(shè)備

TU-1810型紫外分光光度計（北京普析通用儀器有限公司）；CR-400色差計（日本美能達(dá)公司）；TA-XT.plus質(zhì)構(gòu)儀（英國Stable Micro Systems公司）；5418高速離心機(jī)（芬蘭Eppendorf公司）；冷凍干燥機(jī)（德國Christ公司）；Zetasizer Nano-ZS型激光粒度儀（英國 Malvern公司）。

1.4 方法

1.4.1 山楂葉多糖提取

取新鮮的山楂葉烘干后粉碎，過0.15 mm篩，取篩下物，按照固液比1∶40（g/mL）加入熱水，于90℃水浴提取4 h，按4000 r/min離心20 min，收集上清液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀器濃縮至原體積的1/3，離心（5000 r/min，10 min）收集上清液，取上清液加入3倍體積無水乙醇，于4 ℃醇沉過夜后離心（按5000 r/min 離心10 min）得沉淀物，經(jīng)冷凍干燥即得山楂葉多糖粗提物[6]。

1.4.2 山楂葉多糖和γ-PGA制備

將生牛乳預(yù)熱至65～68 ℃，加入山楂葉多糖、γ-聚谷氨酸（山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸添加比例；處理組1：0.3 g/L和0.1 g/L；處理組2：0.6 g/L和0.2 g/L；處理組3：0.9 g/L和0.3 g/L；處理組4：0.3 g/L和0.2 g/L；處理組5：0.6 g/L和0.1 g/L；處理組6：0.9 g/L和0.2 g/L）和蔗糖，均質(zhì)；于85 ℃滅菌10 min；冷卻至室溫，分別接種0.1%的發(fā)酵劑，于42 ℃發(fā)酵6 h，于4 ℃后熟24 h，獲得凝固型酸奶[7]。

1.4.3 乳酸菌活菌數(shù)測定

取25 g酸奶樣品加入225 mL滅菌生理鹽水中，制成10-1的稀釋液，再吸取1 mL加入到9 mL滅菌生理鹽水中，制成10-2的稀釋液，并依次進(jìn)行梯度稀釋。選擇10-5，10-6和10-7三個梯度，每個梯度取100 μL稀釋液涂布于MRS固體培養(yǎng)基上，培養(yǎng)48 h后計數(shù)[8]。

1.4.4 持水力測定

空離心管質(zhì)量為W0，加入10 mL酸奶，總質(zhì)量為W1。樣品按3000 r/min，4 ℃離心10 min。靜置10 min棄上清液，稱其質(zhì)量W2[9]。持水力按式（1）計算。

1.4.5 Zeta電位測定

取1 mL酸奶樣品置于100 mL容量瓶中，定容。將適量樣品置于粒度電位儀凹槽中，運(yùn)行測定[10]。

1.4.6 色澤測定

采用CR-400色差計測定。采用標(biāo)準(zhǔn)比色板進(jìn)行校正，標(biāo)準(zhǔn)比色板為L*=97.22，a*=-0.14，b*=1.82。

1.4.7 質(zhì)構(gòu)測定

參考Bedani等[11]方法，略有改進(jìn)。采用質(zhì)構(gòu)儀選擇質(zhì)地剖面分析測試模式和P/0.5探頭進(jìn)行測定。速率：測前2.0 mm/s、測中1.0 mm/s和測后2.0 mm/s，下壓間隔1 s，最小觸發(fā)力0.3 N。

1.4.8 DPPH自由基清除能力的測定

將1 g酸奶樣品溶解到9 mL 95%的無水乙醇中，向2 mL樣品溶液中加入2 mL 0.16 mmol/L DPPH乙醇溶液，于25 ℃水浴30 min，在517 nm處測試樣吸光度（Ai）。以2 mL蒸餾水代替樣品測得空白吸光度（A0）。以2 mL 95%乙醇代替2 mL DPPH乙醇溶液。測得樣品本底吸光度（Aj）[12]。按式（2）計算清除率。

1.4.9 粒徑測定

樣品經(jīng)稀釋至澄清透明后靜置30 min，倒入比色皿中采用粒度分析儀進(jìn)行測定。

1.4.10 酸奶感官評定

根據(jù)表1所示的評分標(biāo)準(zhǔn)，選取10位有酸奶感官評定經(jīng)驗的老師，根據(jù)酸奶的色澤、組織狀態(tài)、口感和風(fēng)味四個方面對酸奶進(jìn)行感官評定。滿分100分。

表1 酸奶感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.4.11 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 24軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并用Excel 2010軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 山楂葉多糖和γ-PGA對乳酸菌活菌數(shù)的影響

乳酸菌活菌數(shù)是評價酸乳品質(zhì)的重要指標(biāo)，添加不同濃度山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸對酸奶乳酸菌活菌數(shù)結(jié)果見表2。從表2可以看出：處理組乳酸菌活菌數(shù)均高于空白對照組，且處理組3和處理組6活菌數(shù)最高，達(dá)到了109以上。主要因為山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸可作為益生元，促進(jìn)乳酸菌的生長繁殖，使發(fā)酵乳中的營養(yǎng)物質(zhì)得到充分的利用，發(fā)酵產(chǎn)生更多的活性物質(zhì)，對人體產(chǎn)生更好的益生效果[13]。

表2 山楂葉多糖和γ-PGA對乳酸菌活菌數(shù)的影響

2.2 山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸對酸奶持水力的影響

持水力是影響發(fā)酵乳質(zhì)量的重要因素。添加不同濃度的山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸對酸奶持水力的影響見圖1。從圖1可以看出：所有處理組酸奶的持水力均高于空白對照組，其中處理組2的持水力最高，達(dá)到80.6%。有研究表明添加適量的山楂葉多糖能夠促進(jìn)酪蛋白相互作用，且γ-聚谷氨酸的添加提高了乳中蛋白質(zhì)和總固形物的含量，減少乳清析出，從而使持水力升高[14]。山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸可以協(xié)同提高酸奶的持水力，改善發(fā)酵乳的品質(zhì)。

圖1 山楂葉多糖和γ-PGA對酸奶持水力的影響

2.3 山楂葉多糖和γ-PGA對酸奶Zeta電位的影響

Zeta電位絕對值反映的是整個酸奶體系的穩(wěn)定性。添加不同濃度山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸對酸奶Zeta電位見圖2。從圖2可以看出：所有處理組酸奶的Zeta電位均高于空白對照組，其中處理組2的Zeta電位的絕對值最高，達(dá)到12.58。Zeta電位絕對值越大，酸奶的穩(wěn)定性越好。γ-聚谷氨酸吸附于酪蛋白的表面，形成雙電子層，從而酪蛋白與γ-聚谷氨酸形成復(fù)合物。而復(fù)合物之間可能同時存在著靜電引力和靜電斥力以及范德華力，這幾種力的相互作用，使酸奶保持較為穩(wěn)定的平衡狀態(tài)[15]。

圖2 山楂葉多糖和γ-PGA對酸奶Zeta電位的影響

2.4 山楂葉多糖和γ-PGA對酸奶色澤的影響

L*、a*和b*值分別表示樣品從亮到暗、從綠變紅以及從藍(lán)變黃的過程[16]。添加不同濃度山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸酸奶色澤結(jié)果見表3。從表3可以看出：所有處理組酸奶的L*值均低于空白對照組，而a*值和b*值均高于空白對照組。且添加不同濃度山楂葉多糖酸奶的L*、a*和b*值與對照組之間具有顯著性差異（p＜0.05）。這主要因為山楂葉多糖本身呈褐色，隨著添加量的增加，酸奶的顏色逐漸變暗，賦予酸奶褐色的色澤。

表3 山楂葉多糖和γ-PGA對酸奶色澤的影響

2.5 山楂葉多糖和γ-PGA對酸奶質(zhì)構(gòu)的影響

添加不同濃度山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸的酸奶質(zhì)構(gòu)參數(shù)見表4。從表4可以看出：所有處理組酸奶的硬度、咀嚼性和黏性均高于空白對照組。其中處理組2，酸奶的硬度、咀嚼性和黏性最高，分別達(dá)到17.12，6.24和57.23。硬度、咀嚼性和黏性越大，說明酸奶的凝固狀態(tài)越好。山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸對酸奶質(zhì)構(gòu)的改善主要可能是因為適量的山楂葉多糖和酸奶中的酪蛋白發(fā)生相互作用，促進(jìn)了酸奶發(fā)酵過程中酪蛋白分子作用力，形成更加穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[17]。

表4 山楂葉多糖和γ-PGA對酸奶質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.6 山楂葉多糖和γ-PGA對酸奶DPPH自由基清除能力的影響

DPPH是一種穩(wěn)定的自由基，抗氧化劑可與DPPH上的孤對電子配對，導(dǎo)致其在517 nm附近的光吸收減弱或消失，因此可以利用光吸收減弱程度來判斷抗氧化劑的抗氧化能力[18]。添加不同濃度山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸對酸奶DPPH自由基清除能力結(jié)果見圖3。從圖3可以看出：所有處理組酸奶的DPPH自由基清除能力均高于空白對照組。主要是因為山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸中含有供氫物質(zhì)，因此能提高酸奶對DPPH自由基清除能力。

圖3 山楂葉多糖和γ-PGA對酸奶DPPH自由基清除能力的影響

2.7 山楂葉多糖和γ-PGA對酸奶粒徑的影響

添加不同濃度山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸酸奶粒徑結(jié)果見圖4。從圖4可以看出：處理組酸奶的粒徑均小于空白對照組。處理組2酸奶的粒徑最小。粒徑越小，酸奶的體系穩(wěn)定性越好?？赡苁且驗樯介~多糖和γ-聚谷氨酸帶負(fù)電，可以通過靜電引力吸附在帶正電的酪蛋白表面形成雙電子層。由于三種粒子之間強(qiáng)烈的靜電引力，導(dǎo)致間距變短，粒徑減小。

圖4 山楂葉多糖和γ-PGA對酸奶粒徑的影響

2.8 山楂葉多糖和γ-PGA對酸奶感官品質(zhì)的影響

添加不同濃度山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸對酸奶感官品質(zhì)的影響見圖5。從圖5可以看出：所有處理組酸奶的評分均高于空白對照組。說明添加一定量的山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸可以增加發(fā)酵乳的風(fēng)味，改善發(fā)酵乳的組織狀態(tài)，提高發(fā)酵乳的口感。

圖5 酸奶的感官評價

3 結(jié)論

添加山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸可以提高酸奶中益生乳酸菌的活菌數(shù)、持水力、Zeta電位和抗氧化活性以及改善發(fā)酵乳色澤、粒徑和質(zhì)構(gòu)特性等；還可以有效改善酸奶的組織狀態(tài)，增強(qiáng)發(fā)酵乳的風(fēng)味，提高發(fā)酵乳的品質(zhì)。當(dāng)山楂葉多糖和γ-聚谷氨酸添加量分別為0.6 g/L和0.2 g/L時，酸乳的持水力、Zeta電位、粒徑、質(zhì)構(gòu)特性和感官評價最佳。