萌發(fā)綠豆芽粉對酸奶品質及營養(yǎng)的影響

符麗雪，韓 馳，李志江,2,3，邱彥超，李殿威，左 鋒,2，錢麗麗,2,3?

（1.黑龍江八一農墾大學 食品學院，黑龍江 大慶 163319；2.黑龍江省農產(chǎn)品加工與質量安全重點試驗室，黑龍江 大慶 163319；3.國家雜糧工程技術研究中心，黑龍江 大慶 163319）

綠豆是我國傳統(tǒng)常食豆類之一，其淀粉、蛋白質、脂肪含量配比優(yōu)于一般谷類[1]，含有豐富的膳食纖維、黃酮類化合物（主要成分為牡荊素和異牡荊素[2]）、功能性低聚糖、生物堿以及固醇[3]等功能性物質，具有清熱解毒[4]、抗氧化[5]、提高免疫力[6]、降低退行性疾病[7]、預防腫瘤[8]等作用，是一種食藥兼?zhèn)涞膬?yōu)良谷物。已有顯著的研究表明，綠豆在發(fā)芽過程中營養(yǎng)成分發(fā)生改變，蛋白質、淀粉大分子物質分解為易于人體吸收的氨基酸、多糖等小分子物質，合成新的酶，同時釋放更多的礦物質及新合成維生素 C[9]；除此之外，膳食纖維，功能性低聚糖等功能性物質含量有顯著的增加[10]，酚類物質及生物堿含量也有提升[11]。

目前國內大多數(shù)研究集中在綠豆酸奶的研制工藝上。李海濤等[12]以綠豆?jié){、超微綠豆粉和鮮牛乳為原料，研制了凝固型綠豆酸奶，同時發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌可用于綠豆酸奶的發(fā)酵。申靈[13]等研究了含谷粒發(fā)酵綠豆酸奶的工藝條件，李海燕[14]、張如意[15]也都對凝固型綠豆酸奶的研制進行了探究。因此，本研究選擇不同品種綠豆，篩選出營養(yǎng)及功能活性具佳的綠豆作為原料，在優(yōu)化工藝的基礎上制備萌發(fā)綠豆酸奶，以探究萌發(fā)綠豆芽粉的添加對酸奶加工品質及營養(yǎng)成分的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

綠豆（明綠豆、龍博9號綠豆、毛綠豆、小鸚哥）：吉林省白城市；純牛乳、白砂糖：市售；發(fā)酵菌種（保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶1，活菌數(shù)1010～1012cfu/g）：市售；羧甲基纖維素鈉（CMC）穩(wěn)定劑、氫氧化鈉、氯化鈉：天津市光復科技發(fā)展有限公司；酚酞指示劑：北京新開頓科技有限公司；乳酸細菌培養(yǎng)基（MRS）培養(yǎng)基、MC培養(yǎng)基：奧博星有限公司；瓊脂：BIO FROXX GMBH。

1.2 儀器與設備

HH-1數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市榮華儀器制造有限公司；TD5A臺式離心機：長沙英泰儀器有限公司；RH-600A型高速多功能粉碎機：新鄉(xiāng)市豐潤輕工機械有限公司；DGG-9140B型電熱恒溫鼓風干燥箱：上海森信試驗儀器有限公司；SKP01電熱恒溫培養(yǎng)箱：湖北黃石市醫(yī)療器械廠；SCIENTZ-04均質器：寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 綠豆前處理與萌發(fā)

對四個品種綠豆進行挑揀、清洗、浸泡處理后，置于發(fā)芽機內進行發(fā)芽，控制溫度、水分等指標，恒溫萌發(fā)48 h，生芽至4～5 nm。

1.3.2 凝固型萌發(fā)綠豆酸奶的制備

取萌發(fā)好的綠豆進行干燥、超微粉碎處理，將得到的萌發(fā)綠豆芽粉與 90 ℃熱水按一定比例混合，使其充分糊化。將糊化液與白砂糖、穩(wěn)定劑按相應比例加入牛奶中，均質（65 ℃，250 MPa）20 min后，進行巴氏殺菌。殺菌后冷卻到42 ℃，進行接種，密封保存，發(fā)酵4～5 h，后熟6 h。

1.3.3 纖維含量的測定

1.3.3.1 總膳食纖維含量的測定 參考王大為等[16]對綠豆皮膳食纖維的測定方法進行測定。將萌發(fā)綠豆芽粉樣品放置在膳食纖維測定儀的酶培養(yǎng)消化裝置上經(jīng)酶解處理，用預熱至 60 ℃的 95%的乙醇沉淀24 h，在高效洗滌過濾系統(tǒng)中得到過濾殘渣，干燥稱重，再去除膳食纖維殘渣中的蛋白質、灰分和試劑空白即為樣品中的總膳食纖維。

1.3.3.2 不可溶性膳食纖維含量的測定 按總膳食纖維測定方法做相同的酶解處理，加入 0.5 g酸洗硅藻土，后將得到的殘渣進行抽濾；加入70 ℃熱水10 mL洗滌殘渣2次，再抽濾。從高效洗滌過濾系統(tǒng)上取下玻璃坩堝，將帶殘渣的玻璃坩堝干燥、稱重，除去玻璃坩堝和硅藻土的質量即為殘渣的重量。殘渣的重量再減去其中蛋白質和灰分的重量即為不可溶膳食纖維的重量。總膳食纖維與不可溶性膳食纖維含量差即為可溶性膳食纖維含量。

1.3.4 黃酮含量的測定

1.3.4.1 牡荊素和異牡荊素的提取方法 準確稱取待測樣品(2±0.01) g于50 mL離心管中，料液比按1∶20加入40 mL 75%的乙醇水溶液作為提取劑，渦旋，超聲 60 min，離心（4 000 r/min；10 min）取上清液于雞心瓶中，旋蒸（60 ℃；50 r/min）至近干，準確加入4 mL乙腈定容，渦旋，將雞心瓶中的乙腈相過0.45 μm有機微孔濾膜裝進樣瓶。作為待測樣品溶液。

1.3.4.2 標準品溶液的制備 準確稱量牡荊素和異牡荊素的標準品2 mg，以色譜純甲醇做溶劑，將標準品稀釋成0.1 mg/mL的標準品溶液，4 ℃冷藏。

1.3.4.3 色譜條件 參考常強等的測定方法確定如下色譜條件[17]。色譜柱：EC-C18（4.6×150 mm），檢測器：DAD（二極管陣列檢測器），進樣量：2 μL，流量：1 mL/min，柱溫：35 ℃，檢測波長：336 nm，流動相A為乙腈，B為0.2%乙酸水，梯度洗脫，0～30 min內A的比例由5%變?yōu)?5%，B的比例由95%變?yōu)?5%。

1.3.5 持水力測定

測定離心管質量m；取質量為m1的5 mL樣品于離心管中，測定質量，放入高速離心機中，以3 000 r/min離心30 min后，靜置5 min，倒出上清液，剩余物和離心管的總質量m2，酸奶持水率計算公式：

1.3.6 酸度測定

根據(jù)GB 5009.239—2016《食品酸度的測定》[18]進行。取萌發(fā)綠豆酸奶的待測樣品10 mL、蒸餾水20 mL，放入100 mL錐形瓶中，滴入1%酚酞指示劑1～2滴，震蕩均勻。用0.1 mol/L 的NaOH標準溶液進行滴定，測定消耗的NaOH標準溶液的體積，乘以10即為發(fā)酵乳酸度；將每組樣品進行3次測量，取平均值作為最終滴定酸度，以吉爾涅爾度（°T）表示。

1.3.7 乳酸菌計數(shù)（平板計數(shù)法）

根據(jù)GB 4389.35—2016《食品乳酸菌檢驗》[19]進行測定。取均勻待測樣品25 g加入到225 mL生理鹽水中，均質，得到稀釋比例為1:10的稀釋液后，注入到含有生理鹽水的試管中，依次10倍梯度稀釋，得到得到 1×10–6、1×10–7、1×10–8三種梯度樣品稀釋液。取 1 mL稀釋樣液分別注入含有15 mL MRS瓊脂培養(yǎng)基和15 mLMC瓊脂培養(yǎng)基的平皿中，輕微搖晃均勻，每種稀釋梯度做三個平行樣，放入溫度為(36 ± 1) ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3 d后，計乳酸菌總數(shù)，取平均值，記為最終數(shù)值。

1.3.8 感官評定（雙盲法）

按照國標 GB19302—2010《食品安全國家標準發(fā)酵乳》對萌發(fā)綠豆酸奶的凝乳狀態(tài)、乳清析出情況、色澤、香味以及口感的綜合感官評定進行打分，參考李海濤[20]等的評定方法，確定感官評價標準如下，取多人評分的平均值作為萌發(fā)綠豆酸奶的感官評分。

1.3.9 其他指標測定

各理化指標檢測：脂肪含量、蛋白質含量、微生物指標（乳酸菌數(shù)、大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、酵母、霉菌）均按照國標 GB 19302—2010《發(fā)酵乳》[21]進行檢測。

1.3.10 單因素、正交試驗

在主要影響萌發(fā)綠豆酸奶品質的四個單因素試驗的基礎上，以感官評分作為最終判定標準，以萌發(fā)綠豆芽粉、蔗糖、CMC穩(wěn)定劑、菌種添加量為主要研究因素，采用L9（34）正交試驗（表2），確定萌發(fā)綠豆酸奶的最佳配方。

表1 凝固型綠豆酸奶感官評價標準Table 1 Standards of sensory evaluation of the set yoghurt with mung bean

表2 萌發(fā)綠豆酸奶化正交試驗因素水平表Table 2 Table of factors in orthogonal experiment of germination of mung bean yoghurt

1.3.11 萌發(fā)綠豆酸奶抗氧化性測定

1.3.11.1 DPPH自由基清除率測定 將萌發(fā)綠豆酸奶于離心機（4 000 min/r）中離心10 min，取上清液，備用。參考王丹的方法[22]測定萌發(fā)綠豆酸奶對DPPH自由基的抗氧化性，以原味酸奶、綠豆酸奶作為對照。

1.3.11.2 羥自由基清除率測定 將萌發(fā)綠豆酸奶于離心機（4 000 min/r）中離心10 min，取上清液，備用。參考孫鮮明的方法[23]測定萌發(fā)綠豆酸奶對羥自由基的抗氧化性，以原味酸奶、綠豆酸奶作為對照。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析應用Excel及IBM SPSS Statistics 23數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件。

2 結果與分析

2.1 綠豆品種的選擇

測得四個品種綠豆萌發(fā)過程中總纖維素、總黃酮含量變化如圖1、表3～4所示。

由圖1可知，萌發(fā)48 h后，各個品種綠豆中總膳食纖維含量呈顯著性差異；毛綠豆和龍博 9號綠豆中不可溶性膳食纖維含量無顯著性差異，與另兩個品種差異顯著；四個品種中可溶性膳食纖維含量差異性顯著。可溶性膳食纖維以明綠豆和龍博9號綠豆中含量最高。

圖1 萌發(fā)48 h后各品種綠豆的總膳食纖維含量Fig.1 Changes of dietary fiber content in mung bean varieties during germination time of 48 h

本試驗以四個品種綠豆萌發(fā)后可溶性膳食纖維、牡荊素和異牡荊素含量為主要指標，優(yōu)選出制備萌發(fā)綠豆酸奶的最佳品種綠豆。綜合圖 1、表3～4來看，綠豆萌發(fā)48 h后，龍博9號品種綠豆最優(yōu)，因此后續(xù)試驗均選取該品種綠豆。

表3 萌發(fā)48 h各品種綠豆中牡荊素含量比較Table 3 Comparison of the vitexin content of mung bean sprouts in germination 48 h μg/g

表4 萌發(fā)48 h各品種綠豆中異牡荊素含量比較Table 4 Comparison of the isovitexin content of mung bean sprouts in germination 48 h μg/g

2.2 萌發(fā)綠豆芽粉添加量對酸奶品質的影響

選擇 0%、1%、2%、3%、4%的萌發(fā)綠豆芽粉添加量進行研究。其中0%為未萌發(fā)綠豆芽粉添加對照組。由表5和圖2可知，萌發(fā)綠豆芽粉的添加量對酸奶組織結構、風味和顏色有直接影響。相對添加未萌發(fā)綠豆芽粉，萌發(fā)綠豆芽粉的添加有利于酸奶組織結構的穩(wěn)定；萌發(fā)綠豆芽粉添加量在低于1%時，幾乎不具有綠豆風味，且感官評分較差；高于5%時，有明顯綠豆腥味，易產(chǎn)生沉淀；添加量為2%時，組織結構較好，風味獨特，視為最佳。

圖2 萌發(fā)綠豆芽粉添加量對酸奶品質的影響Fig.2 Effect of addition of germinated mung bean powder on quality of yogurt

表5 酸奶中萌發(fā)綠豆芽粉的添加量對成品品質的影響Table 5 Effect of addition of germinated mung bean powder in yogurt on product quality

2.3 蔗糖添加量對酸奶品質的影響

在發(fā)酵溫度為 42 ℃，萌發(fā)綠豆芽粉添加量為2%的條件下，探究5%、6%、7%、8%、9%的蔗糖添加量對酸奶品質的影響。酸奶中乳酸菌的發(fā)酵依賴的主要碳源為蔗糖，所以其添加量直接決定乳酸菌的產(chǎn)酸量，間接影響發(fā)酵速度以及產(chǎn)品的酸甜度。由表6和圖3看出，蔗糖添加量對酸奶的組織結構和酸度的影響顯著。添加量少于6%時，酸奶凝乳狀態(tài)差，乳清析出多，口感酸澀；添加量大于8%時，會增大乳酸菌滲透壓，降低其活性，降低發(fā)酵速度，影響酸奶的發(fā)酵狀態(tài)，且口感甜膩。當添加量為7%時，酸奶組織結構最佳，口感最為適宜。

在發(fā)酵溫度為 42 ℃，萌發(fā)綠豆芽粉添加量為2%的條件下，探究5%、6%、7%、8%、9%的蔗糖添加量對酸奶品質的影響。酸奶中乳酸菌的發(fā)酵依賴的主要碳源為蔗糖，所以其添加量直接決定乳酸菌的產(chǎn)酸量，間接影響發(fā)酵速度以及產(chǎn)品的酸甜度。由表6看出，蔗糖添加量對酸奶的組織結構和酸度的影響顯著。添加量少于6%時，酸奶凝乳狀態(tài)差，乳清析出多，口感酸澀；添加量大于8%時，會增大乳酸菌滲透壓，降低其活性，降低發(fā)酵速度，影響酸奶的發(fā)酵狀態(tài)，且口感甜膩。當添加量為7%時，酸奶組織結構最佳，口感最為適宜。

2.4 CMC穩(wěn)定劑添加量對酸奶品質的影響

在發(fā)酵溫度為 42 ℃，萌發(fā)綠豆芽粉添加量為2%，蔗糖添加量為7%的條件下，探究0.1%～0.5%的CMC穩(wěn)定劑的添加量對酸奶品質的影響。綠豆中蛋白質和淀粉含量達80%左右，易導致酸奶凝乳狀態(tài)差，產(chǎn)生分層沉淀現(xiàn)象。CMC穩(wěn)定劑具有增加酸奶品質穩(wěn)定性以及口感滑膩性的作用。由表7和圖3可以看出，CMC穩(wěn)定劑的添加量對酸奶品質有明顯影響。添加量低于2%時，容易導致乳清析出，凝乳狀態(tài)差，口感稀松；添加量多于0.4%時，口感過于黏膩，粘口不清爽。CMC穩(wěn)定劑添加量為0.3%時，酸奶凝乳狀態(tài)適宜，結構穩(wěn)定，爽口，視為最佳。

表7 酸奶中CMC穩(wěn)定劑的添加量對成品品質的影響Table 7 Effect of stabilizer amount on the quality of the set yoghurt

2.5 菌種添加量對酸奶品質的影響

乳酸菌添加量主要影響酸奶中乳酸菌活菌數(shù)的數(shù)量，間接影響其產(chǎn)酸量。在發(fā)酵溫度為42 ℃，萌發(fā)綠豆芽粉添加量為2%，蔗糖添加量為7%，CMC穩(wěn)定劑添加量為 0.3%的條件下，探究 0.5～2.5 g/L的菌種添加量對酸奶品質的影響。由圖4和表8可以看出，菌種添加量對酸奶結構口感有顯著影響。添加量過少，產(chǎn)生的乳酸量不足，發(fā)酵速度緩慢，酸奶凝乳狀態(tài)較差；添加量過多，產(chǎn)酸量過多，發(fā)酵速度過快，導致凝乳結構松散，易使酸奶產(chǎn)生沉淀。菌種添加量為1.5 g/L，酸奶凝乳狀態(tài)最佳，風味、口感最為適宜。

圖4 菌種添加量對酸奶品質的影響Fig.4 Effect of bacteria adding amount on quality of yoghurt

表8 酸奶中菌種的添加量對成品品質的影響Table 8 Effect of bacteria adding amount on quality of solidified yoghurt

2.6 萌發(fā)綠豆酸奶的正交優(yōu)化試驗

本試驗以萌發(fā)綠豆酸奶的感官評分、酸度、持水率、乳酸菌活菌數(shù)四個指標的加權評分作為綜合評價指標，以萌發(fā)綠豆酸奶的感官評分為主要指標，乳酸菌活菌數(shù)、酸度、持水力為次要指標，權重系數(shù)比為0.5、0.3、0.1、0.1。綜合評分=(感官評分/滿分 100分)×50+(樣品乳酸菌活菌數(shù)/酸奶的最大乳酸菌活菌數(shù))×30+(樣品酸度/酸奶的最大酸度值)×10+(樣品持水率/酸奶的最大持水率)×10,分析結果見表9。

由表 9可以看出，影響萌發(fā)綠豆酸奶品質的因素順序為B>A>C>D，即蔗糖添加量>CMC穩(wěn)定劑添加量>萌發(fā)綠豆芽粉添加量>乳酸菌添加量，得出最佳組合為A2B2C3D2，即萌發(fā)綠豆芽粉添加量為2%、蔗糖添加量為7%、CMC穩(wěn)定劑添加量為0.3%、菌種添加量為1.5 g/L的條件下生產(chǎn)出的萌發(fā)綠豆酸奶為最佳狀態(tài)。

表9 萌發(fā)綠豆酸奶化正交試驗結果Table 9 Orthogonal experiment results of germination mung bean yoghurt

2.7 萌發(fā)綠豆芽粉酸奶的品質影響

2.7.1 對發(fā)酵的影響

根據(jù)最佳配方制作酸奶，對最終產(chǎn)品以及對照組中的乳酸菌進行計數(shù)，計算乳酸菌含量。由表10可知，添加萌發(fā)綠豆芽粉可以增加乳酸菌數(shù)量，一定程度上增加產(chǎn)酸量。萌發(fā)綠豆酸奶制作過程中發(fā)酵速度顯著加快，發(fā)酵時間縮短，酸奶結構也優(yōu)于另外兩個對照組。

表10 萌發(fā)綠豆芽粉的添加對乳酸菌含量的影響Table 10 Effect of germinating mung bean powder addition on lactobacillus content

2.7.2 對膳食纖維含量的影響

由表11可知，萌發(fā)綠豆芽粉的添加，使酸奶中增添了膳食纖維，加大了酸奶對腸道菌群的調節(jié)性，同時增加降血糖、降血壓等多種生理功能。

表11 萌發(fā)綠豆芽粉的添加對膳食纖維含量的影響Table 11 Effect of germinating mung bean powder addition on dietary fiber content %

2.7.3 對抗氧化性的影響

由圖 5可以看出，萌發(fā)綠豆芽粉的添加可以增強酸奶的抗氧化性，DPPH、羥自由基清除率均有顯著提升；相對于普通綠豆酸奶，其自由基清除率也有顯著提升。

圖5 萌發(fā)綠豆芽粉的添加對自由基清除率的影響Fig.5 Effect of adding germinated mung bean powder on free radical scavenging rate

3 結論

通過感官評定以及持水率、酸度、乳酸菌活菌數(shù)的測定，在單因素試驗的基礎上通過正交優(yōu)化試驗確定了萌發(fā)綠豆酸奶的最佳配方，即在萌發(fā)綠豆芽粉添加量為2%，蔗糖添加量為7%，CMC穩(wěn)定劑添加量為0.1%，菌種添加量為1.5 g/L，灌裝后于 42 ℃下培養(yǎng) 5 h條件下制作出的凝固型萌發(fā)綠豆酸奶，組織狀態(tài)穩(wěn)定，風味獨特，酸甜適口。

萌發(fā)綠豆芽粉的添加對酸奶品質有明顯影響，主要在組織狀態(tài)、風味、乳酸菌活性、保健功能等方面體現(xiàn)：相較于普通綠豆粉，添加萌發(fā)綠豆芽粉可以加強酸奶組織結構，增加乳酸菌活菌數(shù)，并賦予酸奶獨特的綠豆風味；同時，萌發(fā)綠豆芽粉的添加可以增強酸奶的抗氧化性，為酸奶增添了可溶性膳食纖維、牡荊素和異牡荊素等有益成分，賦予酸奶改善腸道菌群、降血壓等生理保健功能。此外，通過對照組試驗，可以發(fā)現(xiàn)萌發(fā)綠豆酸奶的綜合品質與保健功能都優(yōu)于普通綠豆酸奶。