蘆丁對低脂酸奶品質和抗氧化能力的影響

侯彩云 郭秀蘭 彭家宣 盧玉容

(成都大學藥學與生物工程學院，四川 成都 610106)

酸奶是一種倍受歡迎的保健食品，它富含益生菌、鈣、高質量蛋白質、多種維生素和碳水化合物[1]，能補充人體所需營養素，同時具有增強腸道免疫反應、潤腸通便等功效[2]。而低脂酸奶因脂肪含量較低，可有效避免高脂肪引起的高血糖、高血脂、高血壓、肥胖等疾病[3]，因此成為目前備受關注的乳制品之一。然而，低脂酸奶由于缺乏脂肪，易導致酸奶出現乳清析出、質構變差、口感不佳等質量問題[4]。近年來，有研究[2-3]將多酚等天然提取物添加到酸奶中，發現其能改善質構，降低乳清析出，并提高抗氧化活性。

蘆丁是自然界普遍存在的一類天然多酚，廣泛存在于各類植物和水果中[5]。蘆丁也被稱為維生素P，具有較高的抗氧化活性，能顯著抑菌、抗血小板、抗病毒、抗高血壓、降血糖和強化毛細血管功能等，能有效預防疾病的發生和保持基因組的穩定性[6]。但蘆丁被動物體攝入后在腸道中吸收很少，大部分滯留于腸道并排出體外[7]，而蘆丁被酸奶中益生菌發酵分解后更利于人體的吸收[8]。

目前，并未有相關報道將天然提取蘆丁應用到酸奶中，因此本試驗將天然提取的蘆丁按不同比例添加到低脂酸奶中，考察蘆丁對低脂酸奶感官品質、理化指標和抗氧化性的影響，以期為開發富含蘆丁的低脂抗氧化酸奶，為蘆丁的綜合利用以及功能性低脂酸奶的開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

脫脂奶粉：安佳脫脂乳粉(含1%脂肪)，市售；

酸奶發酵劑：北京川秀科技有限公司；

蔗糖：市售；

蘆丁：成都歐康醫藥股份有限公司；

DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)：東京化成工業株式會社；

超凈工作臺：VS1300-L型，蘇州安泰空氣技術有限公司；

立式壓力蒸汽滅菌器：LDZX-30FBS型，上海申安醫療器械廠；

恒溫生化培養箱：SPX-80型，北京科偉永興儀器有限公司；

高速離心機：F1650型，長沙湘儀離心機儀器有限公司；

紫外可見分光光度計：UV755B型，上海佑科儀器儀表公司；

分析天平：JA2003N型，上海佑科儀器儀表公司；

pH計：雷磁PHS-2F型，上海精密科學儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 蘆丁低脂酸奶制作工藝及操作要點

蘆丁

↓

脫脂奶粉、蔗糖、水→調配→均質→滅菌→冷卻→接種(0.1%)→罐裝封口→發酵→冷藏、后熟

(1)蘆丁還原乳的制備：按奶粉與水質量比為12.5∶100 配制成還原奶，加入5%的蔗糖使其充分溶解，再添加不同比例的(0.015%，0.020%，0.025%，0.030%)蘆丁粉于料液瓶中，充分攪拌均勻。

(2)均質：將料液用均質機在10 MPa壓力下均質1～2 min。

(3)殺菌、冷卻：將混合好的料液在85 ℃恒溫水浴鍋中巴氏殺菌10 min，然后將其放置在滅了菌的超凈工作臺內冷卻至40 ℃，待用。

(4)接種：在超凈工作臺中，向混合乳液中接種0.1%發酵劑，并混合均勻。

(5)罐裝封口：將接種完畢的乳液分裝于預先滅菌的玻璃發酵瓶中并封口。

(6)發酵及后成熟：于42 ℃恒溫培養箱中培養至凝固取出，并記錄發酵時間，取出后放置在1～4 ℃冰箱，后熟發酵24 h即得成品。

1.2.2 感官評定 選取10位經培訓的具有食品感官檢驗基礎的同學，按照表1所給出的蘆丁低脂酸奶感官評分標準進行感官評價，將從色澤、氣味、口感、狀態4方面進行評定打分。

表1 低脂酸奶感官評分標準Table 1 Yoghurt sensory evaluation criteria

1.2.3 微生物數量的測定 取3 g酸奶樣品，用無菌生理鹽水稀釋至10-6，10-7，每個組別、每個梯度取 100 μL菌液進行膠注培養[9]。乳酸桿菌采用MRS培養基37 ℃厭氧培養72 h，嗜熱鏈球菌采用M17培養基42 ℃厭氧培養72 h，再分別進行微生物計數。

1.2.4 酸奶pH及酸度的測定 取少量酸奶用pH計直接測定pH值，酸奶酸度的測定按GB 5009.239—2016執行。

1.2.5 酸奶持水力的測定 參照劉亞瓊等[10]的方法，將離心轉速降低為2 000 r/min。

1.2.6 酸奶中蘆丁含量測定 參照李淑云等[11]的方法，利用分光光度計，在255 nm波長下測定吸光度，建立標準曲線，計算回歸方程，根據測定值確定樣品中蘆丁含量。

1.2.7 DPPH自由基清除能力的測定 參照Muniandy等[12]的研究并稍作修改，進行DPPH 自由基清除測定。采用分光光度比色法，測定517 nm波長樣品吸光度，按式(1)計算清除率：

(1)

式中：

R1——DPPH自由基清除率，%；

Ac——1 mL乙醇溶液與3 mL DPPH乙醇溶液的吸光值；

Ai——1 mL樣液與3 mL DPPH乙醇溶液的吸光值。

1.2.8 OH自由基清除能力的測定 參照Baydar等[13]的方法，采用分光光度比色法，測定510 nm波長吸光度，按式(2)計算清除率：

(2)

式中：

R2——OH自由基清除率，%；

As——樣液測定的吸光值；

Ao——對照組測定的吸光值。

1.2.8 數據統計分析 不同指標均進行3～5個平行試驗，至少選取3組進行數據分析，試驗數據表示為平均值±標準偏差(SD)，方差分析采用SPSS 17.0單因素方差分析和Duncan's多重比較分析，當P<0.05時表示具有顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 蘆丁對低脂酸奶感官品質的影響

將蘆丁按不同比例(0.015%，0.020%，0.025%，0.030%)添加制成含有蘆丁的低脂酸奶，經感官分析得出評分見圖1。添加量為0.015%～0.025%的酸奶質地均勻，乳清析出減少，狀態感官評分顯著提高(P<0.05)，其中0.025%組最佳；蘆丁添加量過大(0.030%)，酸奶的色澤偏暗，蘆丁苦味較明顯，過量的蘆丁不能完全融入酸奶體系中，部分沉淀到發酵瓶底，使酸奶體系不均勻，導致酸奶感官品質極顯著降低(P<0.01)。結果表明適量蘆丁的添加對低脂酸奶狀態感官品質有明顯的促進作用。

2.2 蘆丁對低脂酸奶微生物的影響

蘆丁添加抑制了酸奶中微生物的生長(表2)，且隨添加劑量的增加抑制效果更加明顯：與對照組相比，蘆丁添加量為0.015%時嗜熱鏈球菌數目顯著減少(P<0.05)；劑量為0.020%時嗜熱鏈球菌和乳酸桿菌數量進一步減少(P<0.05)；劑量為0.025%時嗜熱鏈球菌數量極顯著低于對照組(P<0.01)；劑量為0.030%時2種菌都極顯著低于對照組(P<0.01)。這與Mazzeo等[7]報道蘆丁對乳酸菌的生長有明顯的抑制作用的研究結果一致。Chan等[14]研究表明，多酚對酸奶中微生物有抑制作用，但抑制情況與細菌的種類、活性及多酚的結構相關。此外，酸奶發酵過程中隨著pH的降低，嗜熱鏈球菌的生長會受到顯著抑制，而乳酸桿菌較耐酸[15]，因此嗜熱鏈球菌的生長會同時受到蘆丁和pH的影響，導致其生長抑制更明顯。然而4種酸奶微生物數量均>6 lg CFU/g，符合GB 19302—2010中的相關規定。

同一評分類別中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

2.3 蘆丁對低脂酸奶pH、酸度和發酵時間的影響

酸奶的凝固與體系的pH值密切相關。微生物在發酵過程中產生有機酸從而降低體系的pH值，當pH降至酪蛋白的等電點(pH=4.6)時該蛋白發生變性凝固[16]，此時終止發酵并記錄發酵時間。添加蘆丁對酸奶pH、酸度和發酵時間的影響見表2，各處理發酵至凝固即取出，并終止發酵，所以樣品的pH及滴定酸度差異不明顯(除0.03%組外)。但酸奶的發酵時間隨著蘆丁濃度的增加而延長，當添加量為0.020%時顯著延長了發酵時間(約0.3 h，P<0.05)，蘆丁濃度為0.030%時延長了約0.57 h(P<0.01)。這可能是蘆丁的添加抑制酸奶中發酵細菌的數量并提高酸奶的持水力，從而降低了乳酸的產生和pH的下降速度，導致酸奶的發酵時間延長。這與Tseng等[17]的研究結果類似，添加適量富含多酚的果皮提取物延長了酸奶的發酵時間。

2.4 蘆丁對低脂酸奶持水力的影響

濃度蘆丁對酸奶持水力的影響結果見表2。與對照組相比，蘆丁添加量為0.015%～0.025%時酸奶持水力顯著提升(P<0.05)，但添加量為0.030%時持水力則顯著下降，說明添加適量蘆丁(0.015%～0.025%)能有效增強酸奶持水力。Hasni等[18]研究表明，多酚類物質具有多羥基結構，能與酪蛋白作用形成緊密的結構，強化凝膠的三維網狀結構，并容納更多的水分子；Lorena等[19]研究發現乳清蛋白會吸附蘆丁，使得體系穩定性更佳。本試驗結果與Tseng等[17]和Oliveria等[20]研究結果一致，其發現適量植物多酚與酸奶中蛋白質及多肽結合形成復合結構，能有效防止水分子逃逸，提高酸奶持水力；而大量的多酚與蛋白質復合物會不斷凝聚，甚至形成沉淀[21]，過量添加富含多酚的提取物導致酸奶持水力下降[17]。因此添加適量蘆丁有效防止乳清析出，提高酸奶持水力，并能保證酸奶體系的穩定性，然而過量蘆丁的添加導致水分流出，持水力下降。

表2 蘆丁低脂酸奶理化指標及益生菌數量?Table 2 Physicochemical and probiotics value of rutin low-fat yoghurt

? 同列不同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。

2.5 低脂酸奶中蘆丁含量和抗氧化狀態

低脂酸奶中蘆丁含量和抗氧化能力見圖2、3。隨著蘆丁添加量的增加，酸奶中蘆丁含量提高，但蘆丁含量均低于添加水平。這可能是蘆丁在發酵過程中被益生菌發酵分解成能被吸收的小分子[8]，且酸奶中酪蛋白與蘆丁會形成多酚—蛋白質復合物[18]，此外乳清蛋白能吸附蘆丁[19]，從而導致酸奶中檢測出的蘆丁含量偏少。

不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

同一曲線不同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)

蘆丁含有多個酚羥基，能直接清除自由基和活性氧等強氧化性物質[22]，因而具有較強的抗氧化能力。Baydar等[13]報道蘆丁對于DPPH自由基、OH自由基具有較強的清除能力，且優于BHT(二丁基羥基甲苯)等常見抗氧化劑。圖3表明隨著蘆丁添加量的增加，酸奶對DPPH自由基和OH自由基的清除率逐漸上升：與對照組相比，添加量0.015%～0.020%時顯著提高了DPPH自由基和OH自由基的清除率(約2倍，P<0.05)，添加量0.025%～0.030%時進一步提高了自由基的清除率(約3倍，P<0.01)。這些結果證實蘆丁的添加可顯著提升酸奶的抗氧化能力，這也與劉帥濤等[23]的研究結果一致，其發現蘆丁含量越高抗氧化能力越強；而將富含酚類的天然提取物添加到酸奶中，酸奶對自由基的清除能力和抗氧化活性顯著提升，其效果隨添加量的增加而增強[24-25]。

3 結論

蘆丁具有多種保健作用。本試驗將天然提取的蘆丁添加到低脂酸奶中，結果發現添加0.015%～0.025%蘆丁時酸奶狀態感官評分和持水力有所提高，抗氧化能力顯著增強，但發酵微生物的生長受到抑制，在添加量超過0.020% 時發酵時間顯著延長；添加過量蘆丁(0.030%)酸奶酸度、持水力和感官品質均不及對照組。因此，蘆丁可作為一種優良的抗氧化劑，適宜的添加(0.015%～0.025%)可提高酸奶持水力和抗氧化能力，并改善感官品質，但超過0.020%時會延長發酵時間。本研究結果證實天然提取蘆丁在酸奶中的應用潛力，表現出適量添加可有效提高酸奶持水力、抗氧化能力以及感官品質的優點，但其抑制發酵導致酸奶發酵時間延長，因此未來可研究添加其他天然提取物復合發酵(如多糖等)，以期改善酸奶發酵時間。