蛋白桑酸奶研制及對(duì)α-葡萄糖苷酶 抑制效果分析

◎ 肖 凱，楚 麗，肖蓮榮，袁靈芝，郭闖江

（1.湖南新希望南山液態(tài)乳業(yè)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410200；2.湖南人文科技學(xué)院，湖南 婁底 417000）

酸奶在調(diào)節(jié)人體腸道菌群平衡、減輕乳糖不耐癥、降低膽固醇、延緩衰老及降血壓等方面有一定作用[1]。長(zhǎng)期飲用酸奶可為機(jī)體提供充足的鈣質(zhì)，調(diào)節(jié)人體代謝，提高抵抗力，對(duì)兒童、老年人尤佳[2]。目前市場(chǎng)上絕大數(shù)的酸奶都添加了蔗糖，選用不可被人體吸收的甜味劑代替蔗糖，有利于患有高血糖、高血脂等疾病人群飲用[3]。

蛋白桑是桑樹(shù)中的一種，屬于藥食同源植物，含有多種生物活性成分，具有良好的降血壓、降低膽固醇、維持血糖正常等作用[4]。桑葉多糖和桑葉黃酮能促進(jìn)肝糖合成[5-6]，增強(qiáng)糖尿病人的貯糖能力，改善胰島素抗性；桑葉生物堿DNJ（1-Deoxynojirimycin，1-脫氧野尻霉素）能抑制人體攝入食物中的寡糖、淀粉等轉(zhuǎn)化為葡萄糖，從而降低飯后血糖的峰值，起到防止血糖升高的作用[7-8]。黃秋葵是草本植物，營(yíng)養(yǎng)豐富，具有降血脂功能[9]；黃秋葵含有多種維生素，能促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，防止便秘；富含酚類化合物、黃酮醇衍生物等生物活性物質(zhì)，對(duì)心血管疾病、Ⅱ型糖尿病、消化系統(tǒng)疾病等具有很好的防治效果[10-11]。

隨著人們生活條件的改善，營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩現(xiàn)象日益嚴(yán)重，高血糖、高血脂、肥胖等癥狀變得普遍，消費(fèi)者對(duì)功能性健康食品的需求也越來(lái)越高，蛋白桑、黃秋葵功能活性成分高，其酸奶在市場(chǎng)上還未見(jiàn)開(kāi)發(fā)，因此，以黃秋葵、蛋白桑、牛乳為主要原料研制的酸奶適合于高血糖人群食用，具有較好的市場(chǎng)前景，同時(shí)為黃秋葵、蛋白桑的加工利用開(kāi)拓新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蛋白桑粉、黃秋葵、全脂奶粉、木糖醇、果膠、磷酸鹽緩沖鹽水（PBS，pH=6.9）和碳酸鈉，均為市售；酸奶復(fù)合發(fā)酵劑，江蘇新申奧生物科技有限公司；α-葡萄糖苷酶、對(duì)-硝甲基苯-α-D-葡萄糖苷（PNPG）、阿卡波糖，上海源葉生物科技有限公司。

303-5B培養(yǎng)箱，北京市光明醫(yī)療儀器有限公司；GJJ-1/25均質(zhì)機(jī)，上海市嘉定區(qū)高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)；DHG-9070烘箱，合肥歐特儀器有限公司；TJE06A-400榨汁機(jī)，浙江邵興蘇泊爾家居用品有限公司；752紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)。

1.2 方法

1.2.1 酸奶制作工藝流程

酸奶制作工藝流程如圖1所示。

圖1 酸奶制作工藝流程圖

1.2.2 操作要點(diǎn)

（1）原料處理。黃秋葵去蒂清洗，沸水中熱湯2 min后瀝干水。將黃秋葵切丁、榨汁，制得黃秋葵汁液；蛋白桑葉清洗、漂燙、烘干后粉碎制得蛋白桑粉。

（2）復(fù)原乳制備。按全脂奶粉∶水=1∶6的比例，水溫50 ℃溶解奶粉，在50 ℃，15 MPa條件下均質(zhì)，制得復(fù)原乳。

（3）原料混合。將蛋白桑粉、黃秋葵汁液、木糖醇、果膠加入復(fù)原乳中，各物質(zhì)攪拌均勻。

（4）殺菌。將上述混合原料隔水加熱至沸騰，95 ℃，5 min殺菌處理。

（5）接種。將殺菌乳冷卻至43～45 ℃時(shí)，無(wú)菌操作加入復(fù)合發(fā)酵劑，按照廠商建議的最佳使用量添加。

（6）發(fā)酵。盡快分裝于滅菌的玻璃瓶中，封口，置于45 ℃恒溫箱中培養(yǎng)發(fā)酵。

（7）攪拌、冷藏后熟。終止發(fā)酵過(guò)程，將酸奶冷卻，攪拌得到酸奶成品。

1.2.3 蛋白桑酸奶配方單因素試驗(yàn)

通過(guò)預(yù)試驗(yàn)和查閱文獻(xiàn)[12-13]獲得基礎(chǔ)配方。設(shè)置蛋白桑粉、黃秋葵、木糖醇、果膠的添加量和發(fā)酵時(shí)間5個(gè)單因素試驗(yàn)。以下試驗(yàn)均按100 g乳液為基準(zhǔn)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)100%。

（1）蛋白桑粉添加量確定。設(shè)定蛋白桑粉添加量分別為3%、4%、5%、6%和7%，黃秋葵汁添加量為6%，木糖醇添加量為6%，果膠添加量為0.09%，發(fā)酵溫度45 ℃和發(fā)酵時(shí)間6 h制得的酸奶。

（2）黃秋葵汁添加量確定。設(shè)定黃秋葵汁添加量分別為4%、5%、6%、7%和8%，蛋白桑粉添加量為5%，木糖醇添加量為6%，果膠添加量為0.09%，發(fā)酵溫度45 ℃和發(fā)酵時(shí)間6 h，制得酸奶。

（3）木糖醇添加量確定。設(shè)定木糖醇添加量分別為4%、5%、6%、7%和8%，蛋白桑粉添加量為5%、黃秋葵添加量為6%，果膠添加量為0.09%，發(fā)酵溫度45 ℃和發(fā)酵時(shí)間6 h，制得酸奶。

（4）果膠添加量確定。設(shè)定果膠添加量分別為0.01%、0.05%、0.09%、0.13%和0.17%，蛋白桑粉添加量為5%、黃秋葵添加量為6%，木糖醇添加量為6%，發(fā)酵溫度45 ℃和發(fā)酵時(shí)間6 h制得的酸奶。

（5）發(fā)酵時(shí)間確定。以感官評(píng)價(jià)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)置發(fā)酵時(shí)間分別為：3 h、4 h、5 h、6 h和7 h，蛋白桑粉5%、黃秋葵6%，木糖醇6%，果膠0.09%、發(fā)酵溫度45 ℃制得的酸奶。

1.2.4 正交實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)4因素3水平的正交試驗(yàn)，見(jiàn)表1。

表1 正交因素水平表

1.2.5 感官檢測(cè)方法

選擇10人作為評(píng)價(jià)小組，從組織狀態(tài)、色澤、口感、滋氣味4個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)分[14]，見(jiàn)表2。

表2 感官評(píng)價(jià)表

1.2.6 蛋白桑酸奶對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制作用

通過(guò)測(cè)定蛋白桑酸奶和原味酸奶（未添加蛋白桑、黃秋葵）對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制作用進(jìn)行分析。對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制作用參照文獻(xiàn)檢測(cè)方法[15-17]，采用100 mmol·L-1磷酸鹽緩沖鹽水（PBS，pH=6.9）制備不同濃度（0.1 mg·mL-1、0.5 mg·mL-1、1 mg·mL-1、3 mg·mL-1和5 mg·mL-1）樣品溶液、α-葡萄糖苷酶（0.35 U·mL-1）和PNPG（1.5 mmol·L-1）。37 ℃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0.1 mL PNPG，保持溫度20 min，加入1 mL的Na2CO3（1 mol·L-1），以終止反應(yīng)。同時(shí)以緩沖液代替酶溶液，記為背景對(duì)照[18]；不加樣組為空白對(duì)照，其余操作條件同樣品。加入阿卡波糖（0.02～0.10 mg·mL-1）為陽(yáng)性對(duì)照，在400 nm讀取吸光度，α-葡萄糖苷酶的抑制率按式（1）計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋白桑酸奶配方單因素試驗(yàn)

2.1.1 蛋白桑粉添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

由圖2可知，當(dāng)?shù)鞍咨Ｌ砑恿繛?%時(shí)，感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高，酸奶酸度適中，黏度適中，口感細(xì)膩滑潤(rùn)，蛋白桑黃秋葵清香味濃厚，酸奶結(jié)構(gòu)均勻，無(wú)結(jié)塊，桑葉多糖可提高酸奶的黏度，改善酸奶的組織狀態(tài)[19]。當(dāng)?shù)鞍咨５奶砑恿看笥?%時(shí)，酸奶的品質(zhì)呈下降趨勢(shì)，這是由于蛋白桑中含粗纖維，影響酸奶的口感。

圖2 蛋白桑粉添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響圖

2.1.2 黃秋葵添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

由圖3可知，黃秋葵添加量為6%時(shí)，感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高，酸奶酸度適中，黏度適中，風(fēng)味柔和，口感細(xì)膩滑潤(rùn)，酸奶結(jié)構(gòu)均勻，無(wú)結(jié)塊，且黃秋葵汁中含有黃秋葵籽營(yíng)養(yǎng)豐富，能提高酸奶的保健功能[20]；當(dāng)黃秋葵的添加量大于6%時(shí)，酸奶中黃秋葵風(fēng)味較重，口感黏稠偏高，酸奶的品質(zhì)呈下降趨勢(shì)，因?yàn)辄S秋葵中含有果膠影響酸奶黏度[21]。

圖3 黃秋葵汁添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響圖

2.1.3 木糖醇添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

由圖4可知，當(dāng)木糖醇添加量達(dá)到7%時(shí)，酸奶的感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高，此時(shí)酸奶酸甜適中，蛋白桑黃秋葵清香味適中，口感細(xì)膩滑潤(rùn)，酸奶結(jié)構(gòu)均勻，無(wú)結(jié)塊，添加木糖醇有利于調(diào)整酸奶的口感。

2.1.4 果膠添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

由圖5可知，果膠的添加量在0.09%時(shí)，酸奶的感官評(píng)價(jià)最高，組織結(jié)構(gòu)均勻，無(wú)結(jié)塊，黏度適中，口感細(xì)膩滑潤(rùn)。果膠添加量小于0.09%時(shí)，酸奶的組織結(jié)構(gòu)較差，乳清析出較多，分層現(xiàn)象明顯；當(dāng)果膠添加量大于0.09%時(shí)，酸奶的黏度偏大，結(jié)構(gòu)均勻，但口感過(guò)于黏稠，爽口性變差，感官評(píng)分降低。

圖5 果膠添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響圖

2.1.5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

由圖6可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，酸奶的感官評(píng)分也呈先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為6 h時(shí)，感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間較短時(shí)，發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸不足凝乳不充分，有乳清析出；發(fā)酵時(shí)間超過(guò)6 h后，酸奶酸度過(guò)高，乳口感變差，感官評(píng)分下降，這與王志江的研究一致[22]。

圖6 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響圖

2.2 蛋白桑風(fēng)味酸奶配方正交試驗(yàn)結(jié)果分析

由表3可知，黃秋葵添加量、蛋白桑添加量、果膠添加量和發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)影響程度為：蛋白桑粉添加量（%）＞黃秋葵添加量（%）＞果膠添加量（%）＞發(fā)酵時(shí)間（h）。根據(jù)K值，最佳試驗(yàn)組為A2B2C2D2，而正交試驗(yàn)中感官評(píng)分最高的為A2B1C2D3。對(duì)這二組進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得出A2B2C2D2感官評(píng)分為95.5，A2B1C2D3感官評(píng)分為93.5。因此得到蛋白桑黃秋葵酸奶最佳研制條件為A2B2C2D2，即：蛋白桑粉添加量為5%，黃秋葵添加量為6%，果膠添加量為0.09%，發(fā)酵時(shí)間為6 h。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果表

2.3 蛋白桑酸奶對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制作用

如圖7所示，阿卡波糖對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制能力強(qiáng)，一直處在較高的抑制水平上；隨著酸奶濃度的增加，蛋白桑酸奶對(duì)于α-葡萄糖苷酶的抑制率不斷增大，但是蛋白桑酸奶對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制能力比阿卡波糖的抑制能力小，比原味酸奶的抑制能力明顯大；原味酸奶對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制能力非常小。因此，蛋白桑酸奶對(duì)于α-葡萄糖苷酶的抑制能力較強(qiáng)，α-葡萄糖苷酶抑制劑能抑制碳水化合物分解為單糖，從而控制餐后血糖上升[23]，達(dá)到降血糖的目的。

圖7 不同質(zhì)量濃度發(fā)酵乳對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制活性圖

3 結(jié)論

以黃秋葵汁、蛋白桑、全脂奶粉為主要原料，研制對(duì)α-葡萄糖苷酶具有抑制作用的風(fēng)味酸奶。確定了蛋白桑酸奶的最佳制作條件：黃秋葵最佳添加量為6%，蛋白桑粉最佳添加量為5%，果膠最佳添加量為0.09%，木糖醇最佳添加量為7%，最佳發(fā)酵時(shí)間為6 h，在此條件下制得的酸奶口感細(xì)膩，組織結(jié)構(gòu)均勻，具有蛋白桑、黃秋葵的清香味，對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制能力較好。