肉蓯蓉紅棗復合酸奶制備工藝的響應面優化及其抗氧化活性的生物傳感器評價

孫伯祿 ，楊艷梅 ，楊 林 ，楊光瑞，唐道埔，萬靜雪，石紅霞

（1.蘭州理工大學生命科學與工程學院，蘭州理工大學溫州泵閥工程研究院，甘肅蘭州 730000；2.蘭州中檢科測試技術有限公司，甘肅蘭州 730000）

酸奶作為牛奶經乳酸菌發酵而成的產物，它具有口感細滑、營養豐富等特點，深受人們的喜愛[1]。隨著人們收入的不斷增加，消費者對酸奶市場的要求也不斷提高。然而，當前酸奶市場品種單一，具有特色口味和功能的產品較少。因此，功能型的酸奶[2]出現在了大眾的視野當中，與普通的酸奶相比， 功能型酸奶口味多樣、營養豐富， 適合更廣泛的消費群體，所以功能型酸奶具有極高的研究價值。同時肉蓯蓉作為分布于我國西北干旱地區的列當科肉蓯蓉屬植物的根莖[3]，它具有補腎、改善便秘[4]和抗氧化[5]等功效。因此，近年來跟肉蓯蓉相關的藥食產品的開發深受研究者的廣泛關注。紅棗作為一種藥食兩用的鼠李科棗屬植物，它含有豐富的營養物質，如氨基酸、多糖、維生素、核苷酸、黃酮類、有機酸和生物堿等，具有養血安神[6]、保護腸道[7]和清除自由基等[8]功效，其豐富的營養成分能同時滿足消費者的需求，基于其所開發的各種食品、保健品等深受廣大消費者的喜愛。可否將肉蓯蓉、紅棗以及酸奶三者有機的結合在一起，開發一款營養和口味俱佳，貼近消費者群體，滿足消費者需求的功能型復合酸奶。

近年來，隨著科技水平的不斷提高，人們對食品中各種功能的研究[9]也逐步加深，如抗癌、抗氧化、抗疲勞、抗衰老等。因此，在眾多功能型食品研制的過程中，抗氧化功能是人們研究的熱門內容之一。研究抗氧化的方法[10]主要有活性氧自由基清除能力、基于氫原子轉移、基于電子轉移（SET）等方法，這些方法操作簡單、成本較低，但是它的準確度較差、效率不高。因此亟待便捷、準確、高效和低成本的技術，電化學生物傳感技術因其操作簡便、快速，分析成本低等特點[11]，已有將其用于中藥提取物抗氧化活性評價的研究[12]。然而鮮有將其用于食品功能性如抗氧化活性等的評價研究。

本文以肉蓯蓉、紅棗、酸奶為原料，通過單因素實驗和響應面曲線分析優化了復合酸奶的制備工藝。并利用構建的DNA 電化學生物傳感器[13]，以電極表面DNA在含有VC、肉蓯蓉紅棗復合酸奶或原味酸奶的Fenton 體系中的損傷程度為評價指標，對復合酸奶功能之一的抗氧化活性進行了評價[14]。該研究為該類產品的研發及地方特產的高值化開發利用，以及對同類產品的抗氧化性檢測，開拓了思路，提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅棗、蜂蜜、白砂糖、明膠、檸檬酸等 均為食品級，市售；新鮮肉蓯蓉 阿拉善盟蓉天下生物科技有限公司；純牛奶 君樂寶，市售；酸奶發酵劑，保加利亞乳酸桿菌（Lactobacillus bulgaricus）:嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）1:1 北京川秀科技有限公司；鯡精DNA 美國Sigma-Aldrich公司；六銨合釕Ru（NH3）6Cl3北京百靈威科技有限公司；氮參雜石墨烯，N-G 南京先豐納米材料科技有限公司；L-抗壞血酸 上海中秦化學試劑有限公司；殼聚糖，CS 中國國藥有限公司。

Brookfield CT質構儀 保圣實業發展有限公司；JYZ-E91型號榨汁機 山東九陽小家有限公司；FA1004精密電子天平 瑞普儀器儀表有限公司；MB-530酶標儀 上海聚慕醫療器械有限公司；ERS2000-4均質機 浙江恒岳儀器有限公司；HCSM-D滅菌機 昊利新科技發展有限公司；CHI 6041E型電化學工作站 上海辰華儀器有限公司，采用三電極體系，裸玻碳電極（GCE）或修飾電極為工作電極，鉑絲（Pt）電極為輔助電極，飽和甘汞電極（SCE）為參比電極。

1.2 實驗方法

1.2.1 酸奶制備的工藝 原料制備→調配→均質、殺菌→冷卻→接種→發酵→冷藏后熟→加紅棗汁→加肉蓯蓉汁→加蜂蜜→加白砂糖→灌裝→冷藏→成品

原料制備：分別挑選外形完整、新鮮、無腐爛的紅棗以及新鮮、無損壞的肉蓯蓉；將紅棗預煮10 min使其軟化后去核，將新鮮的肉蓯蓉洗凈、殺菌、切丁；分別將紅棗和肉蓯蓉按照與水料液比1:5和1:4 g/mL打漿，過150目篩，取上清液，冷藏備用。同時對純牛奶進行凈乳，將其冷卻至10 ℃以下保存。

調配：將穩定劑以及輔料加入到牛奶中混合，加熱至60～70 ℃，并循環攪拌20 min。

均質、殺菌：將混合好的料液進行均質，均質機壓力25 MPa，殺菌溫度為85 ℃，保持20 min。

冷卻、接種及發酵[15]：將殺菌后的料液冷卻至42 ℃，向冷卻好的料液中加入4%的發酵劑在45 ℃的條件下恒溫培養4 h，培養后送入2～6 ℃的冷藏設施內后熟24 h。

加入原料：將適當比例的紅棗汁、肉蓯蓉汁與發酵乳混合并攪拌，混勻后繼續加入適當比例的蜂蜜和白砂糖繼續攪拌混勻。

灌裝、冷藏：將制備好的酸奶灌裝入杯，嚴格檢查品質及封合情況，立即送入4 ℃的冷藏設施內進行冷藏。

1.2.2 單因素實驗 通過參考盛潔[16]、王玉茜[17]等酸奶單因素實驗的方法，以感官評分為指標，確定各因素的適宜水平范圍。研究酸奶發酵劑添加量（2%、3%、4%、5%、6%、7%）、紅棗汁添加量（10%、12%、14%、16%、18%、20%）、肉蓯蓉汁添加量（5%、6%、7%、8%、9%、10%）、白砂糖的添加量（4%、5%、6%、7%、8%、9%）、蜂蜜的添加量（1%、2%、3%、4%、5%、6%）對肉蓯蓉紅棗復合酸奶品質的影響。采用控制變量法，考察某一因素時，其他條件固定為酸奶發酵劑的添加量為4%，紅棗汁的添加量為18%，肉蓯蓉汁的添加量為8%，蜂蜜的添加量為5%，白砂糖的添加量為7%。

1.2.3 響應面設計試驗 在單因素實驗的基礎上，參考成堃[18]、李翔[19]等響應面試驗方法。選取對復合酸奶品質影響較大的3個因素（紅棗汁添加量、肉蓯蓉汁添加量、蜂蜜添加量）作為考察對象，以復合酸奶的感官評價為響應值，使用Design Expert 8.0.5軟件進行三因素三水平的響應面分析，構建模型，進行擬合分析，從而獲得復合酸奶的最佳工藝條件，響應面實驗因素與水平如表1 所示。

表1 響應面設計因素及水平Table 1 Response surface design factors and levels

1.2.4 產品的感官評價 選10 名專業的感官評價人員組成評定小組，進行感官評價。根據酸奶的評價指標（口感、組織狀態、氣味、色澤）對產品進行評分。收集組內成員的評定結果，取3次平均值作為感官評價的結果，感官評價標準如表2所示。

表2 酸奶感官評定表Table 2 Sensory evaluation of yogurt

1.2.5 抗氧化活性測定

1.2.5.1 DNA/CS-N-G/GCE修飾電極的制備 參考孫伯祿等[20]的方法，首先將GCE分別在含有0.3和0.05 μm的拋光粉（Al2O3）的麂皮上反復打磨至光滑，然后將其分別放入甲醇和蒸餾水中各超聲10 min，將其拿出用蒸餾水沖洗表面，放到自然處晾干。在處理好的GCE 表面滴涂10 μL 1.0 mg/mL的CS-NG（0.2% CS：稱取殼聚糖0.2 g，用2%的醋酸定容至100 mL；將1 mg N-G與1 mL的0.2% CS，超聲2 h），在30 ℃紅外燈下進行烤干，在表面形成一層薄膜。然后滴涂5 μL 1.5 mg/mL鯡精DNA溶液（取15 mg DNA，用二次蒸餾水定容至10 mL），4 ℃自然晾干。用pH7.0的PBS溶液洗去電極表面吸附不牢的DNA，得到DNA/CS-N-G/GCE。每修飾一層，采用循環伏安法[21]（CV），對修飾好的電極進行測量，循環伏安法條件為：電壓范圍為-0.4～0.8 V；掃速100 mV/s。電解質溶液為5 mmol/L [Fe（CN）6]3-/4-，0.1mol/L KCL溶液。

1.2.5.2 DNA氧化損傷的過程檢測 以Ru（NH3）63+為探針溶液（1.0 mmol/L 含50 mmol/L KCl）采用SWV（方波伏安法）對修飾好的DNA/CS-N-G/GCE電極進行掃描（振幅為25 mV，掃描電壓范圍為-0.4～0.8 V）得到損傷前的電化學響應[22]。將相同的電極打磨修飾，完成后放入含有抗氧化劑的Fenton試劑（pH7.0的PBS溶液，含1 mmol/L FeSO4和5 mmol/L H2O2）中室溫溫育30 min（抗氧化劑：L-抗壞血酸被Fenton溶液稀釋為1 mmol/L），拿出后用pH7.0的PBS溶液沖洗電極，再將其置入Ru（NH3）63+溶液中進行SWV掃描，檢測對DNA損傷的抑制作用。同理，將再次修飾好的電極，放入Fenton試劑中室溫溫育30 min，將其取出后用pH7.0的PBS溶液沖洗電極，沖洗完后進行掃描，得到損傷后的電化學響應。

1.2.5.3 復合酸奶抗氧化性的檢測 重復1.2.5.2 中對DNA損傷過程的檢測，在此基礎上將修飾好的電極再放入分別含有L-抗壞血酸（VC）、復合酸奶、和原味酸奶的Fenton試劑中室溫溫育30 min，用pH7.0的PBS溶液沖洗電極，電極置入Ru（NH3）63+溶液中進行方波伏安掃描（每檢測一次，電極重新進行打磨修飾），根據峰電流比值來衡量抗氧化劑的抗氧化性能。復合酸奶及原味酸奶用Fenton溶液稀釋成抗氧化劑溶液，濃度為17.6 mg/mL。

1.2.5.4 DPPH自由基清除能力的檢測 通過對L-抗壞血酸（VC）、復合酸奶和原味酸奶對DPPH 自由基清除能力的檢測，驗證電化學生物傳感器評價肉蓯蓉紅棗復合酸奶抗氧化能力的可靠性，通過參考徐艷等[23]方法對復合酸奶DPPH自由基清除抗氧化活性進行了評價，并以原味酸奶和VC為對照。首先復合酸奶、原味酸奶和VC分別用蒸餾水進行萃取，配制成5、10、15、20、25 mg/mL的溶液。接著取1 mL的樣品溶液，加入1 mL的0.2 mmol/L的DPPH溶液（稱取0.0079 g DPPH粉末，用無水乙醇溶解定容至100 mL棕色容量瓶），在27 ℃條件下加熱15 min，然后在波長517 nm處測定吸光度值（Ai）；取1 mL的樣品溶液，加入1 mL的0.2 mmol/L的DPPH溶液，在517 nm處測定樣品本底吸光值（Aj）；以蒸餾水代替樣品作為空白對照測定空白吸光度值（A0）；所有樣品重復3次。分別計算復合酸奶、原味酸奶和VC對DPPH自由基的清除率（R），計算公式如下：

1.3 數據處理

采用Design Expert 8.0.5 軟件對數據處理，進行響應面分析；用IBM SPSS Statistics 26.0軟件進行相對標準偏差和T檢驗分析；抗氧化性能數據分析采用Excel 2016版本，使用Origin Pro 2020 軟件進行繪圖。所有實驗均平行測定3次。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 酸奶發酵劑添加量對酸奶感官評分的影響酸奶發酵劑的添加量對復合酸奶感官評分的影響由圖1可知，隨著酸奶發酵劑添加量的增加，復合酸奶的感官評分呈現出先上升后下降的趨勢。當酸奶發酵劑添加量為2%時，不足以產生足夠多的乳酸，導致發酵不完全，組織性較差，感官評分最低。隨著添加量的增加，感官評分逐漸上升，當酸奶發酵劑的添加量為4%時，感官評分最高，分值平均值為87分，這時組織狀態均勻、酸度適中。當酸奶發酵劑添加量大于4%時，隨著添加量的不斷增大，酸奶的味道發生變化，感官評分開始下降，這有可能是因為乳酸含量增加，有乳清析出，影響了感官評分。因此，酸奶發酵劑最佳添加量為4%。

圖1 酸奶發酵劑添加量對酸奶的影響Fig.1 Effect of yogurt starter addition on yogurt

2.1.2 紅棗汁添加量對酸奶感官評分的影響 紅棗汁的添加量對復合酸奶感官評分的影響由圖2可知，隨著紅棗汁添加量的增大，復合酸奶的感官評分呈先增大后減小的趨勢，紅棗汁添加量為10%時，復合酸奶中棗味不明顯，味道偏淡，影響了復合酸奶的感官評分，隨著紅棗汁量的增加，感官評分逐漸上升，當紅棗汁添加量為18%時，復合酸奶口感細膩、顏色鮮亮，感官評分最高，分值平均值為92分，紅棗汁添加量高于18%時，感官評分降低，產品棗味過濃，掩蓋了酸奶的香氣，組織狀態差，有乳清析出。因此，紅棗汁最佳添加量為18%。

圖2 紅棗汁添加量對酸奶的影響Fig.2 Effect of the amount of red jujube juice addition on yogurt

2.1.3 肉蓯蓉汁添加量對酸奶感官評分的影響 肉蓯蓉汁的添加量對復合酸奶感官評分的影響由圖3可知，隨著肉蓯蓉汁添加量的增加，復合酸奶的感官評分呈現出先上升后下降的趨勢，當添加量為5%時，肉蓯蓉的香氣被紅棗和酸奶的風味掩蓋，風味較差，因此評分較低。隨著肉蓯蓉汁的不斷添加，感官評分逐漸上升，當肉蓯蓉汁的添加量為8%時，復合酸奶的感官評分最高，分值平均值為90分，這時復合酸奶的紅棗香氣、肉蓯蓉特征香氣與奶香相互諧調、口感爽滑細膩。當肉蓯蓉汁添加量高于8%時，感官評分迅速下降，此時復合酸奶肉蓯蓉澀味較重，影響食欲。因此，肉蓯蓉汁最佳添加量為8%。

圖3 肉蓯蓉汁添加量對酸奶的影響Fig.3 Effect of Cistanche deserticola juice addition on yogurt

2.1.4 蜂蜜添加量對酸奶感官評分的影響 蜂蜜的添加量對復合酸奶感官評分的影響由圖4 可知，隨著蜂蜜添加量的增加，復合酸奶的感官評分呈現出先上升后下降的趨勢，蜂蜜的添加量為1%時，復合酸奶的口感不夠爽滑、狀態稀薄、風味不易被接受，因此復合酸奶的感官評分最低。隨著蜂蜜添加量的不斷增加，復合酸奶的感官評分也不斷增加，當蜂蜜的添加量為5%時，復合酸奶的風味較好、酸甜適宜、粘稠度高，在此條件下復合酸奶的感官評分最高，分值平均值為89分。當添加量超過5%時，酸奶過甜、風味變差、凝固狀態變差，酸奶表面出現顆粒物質。因此，蜂蜜最佳添加量為5%。

圖4 蜂蜜添加量對酸奶的影響Fig.4 Effect of honey addition on yogurt

2.1.5 白砂糖添加量對酸奶感官評分的影響 白砂糖的添加量對復合酸奶感官評分的影響由圖5可知，隨著白砂糖添加量的增加，復合酸奶的感官評分呈現出先上升后下降的趨勢。白砂糖添加量為4%時感官評分最低，這主要是因為復合酸奶甜度不夠、口感發酸、香氣不良。隨著白砂糖添加量不斷增加，感官評分逐漸上升，當白砂糖添加量為7%時，感官評分最高，分值平均值為87分，這時復合酸奶其香味協調，甜度適中。白砂糖會影響酸奶的質地和甜度，當白砂糖添加量超過7%時，會導致酸奶甜度過高，影響酸度，且酸奶凝乳不均勻。因此，白砂糖最佳添加量為7%。

圖5 白砂糖添加量對酸奶的影響Fig.5 Effect of white granulated sugar addition on yogurt

2.2 響應面試驗優化結果

2.2.1 響應面試驗設計及結果 以肉蓯蓉紅棗復合酸奶的感官評分為響應值（Y），選取紅棗汁的添加量（A）、肉蓯蓉汁的添加量（B）、蜂蜜的添加量（C）為主要因素的自變量進行響應面試驗設計[24]，進一步優化肉蓯蓉紅棗復合酸奶的工藝，隨機進行試驗，試驗方案與結果見表3。

表3 響應面試驗方案與結果Table 3 Experimental design and results of response surface methodology

2.2.2 響應面回歸模型的方差分析 采用Design Expert 8.0.5軟件對表3 進行回歸擬合與方差分析[25]得回歸方程：

回歸方程方差分析見表4。由表4 可知，模型的P值＜0.0001為極顯著，失擬項P值＞0.05為不顯著，證明結果與實際符合。一次項A、B、C和交互項AC、BC及二次項A2、B2、C2對結果影響極顯著（P＜0.0001），其他項對結果影響不顯著（P＞0.05）。決定系數R2=0.9835，校正決定系數RAdj2=0.9685說明此模型與數據擬合度很高，試驗誤差小，預測結果較好。根據F值的大小，得出肉蓯蓉紅棗復合酸奶感官評分受各因素的影響次序為：C（蜂蜜的添加量）＞B（肉蓯蓉汁的添加量）＞A（紅棗汁的添加量）。

表4 回歸方程方差分析Table 4 Variance analysis of regression equation

2.2.3 產品的感官評分的響應面圖分析 通過對回歸方程的分析[26]，得到以感官評分為響應值的紅棗汁、肉蓯蓉汁和蜂蜜添加量這3個因素交互作用的響應面圖和等高線圖，結果見圖6～圖8。

圖6 紅棗汁添加量和肉蓯蓉汁添加量的相互作用對復合酸奶感官評分影響的響應面圖和等高線圖Fig.6 Response surface and contour plots of the interaction between the addition of red jujube juice and Cistanche deserticola juice on sensory evaluation of composite yoghurt

圖8 肉蓯蓉汁添加量和蜂蜜添加量的相互作用對復合酸奶感官評分影響的響應面圖和等高線圖Fig.8 Response surface and contour plots of the interaction between Cistanche deserticola juice and honey on sensory score of composite yoghurt

由圖6a可知，肉蓯蓉紅棗復合酸奶的感官評分隨著紅棗汁和肉蓯蓉汁的添加，呈現先上升后下降的趨勢，但總體起伏較為平緩，變化值不是很明顯。從圖6b可知，紅棗汁和肉蓯蓉汁添加量之間交互作用的等高線趨近于圓形，表明兩者之間的交互作用對感官評分影響不顯著。

由圖7a可知，當蜂蜜添加量一定時，感官評分隨著紅棗汁添加量的增加呈現先上升后下降的趨勢，總體起伏較為平緩。當紅棗汁添加量一定時，感官評分隨著蜂蜜添加量的增加呈現先緩慢增加后快速減少的趨勢，總體起伏較大，所以蜂蜜添加量對感官評分具有較大的影響。從圖7b可知，蜂蜜和紅棗汁添加量交互作用等高線趨近于橢圓形，表明二者之間的交互作用對感官評分影響極顯著。

圖7 紅棗汁添加量和蜂蜜添加量的相互作用對復合酸奶感官評分影響的響應面圖和等高線圖Fig.7 Response surface and contour plots of the interaction of red jujube juice and honey on sensory evaluation of composite yoghurt

由圖8a可知，當肉蓯蓉汁添加量一定時，感官評分隨著蜂蜜添加量的增加呈現先增加后減少的趨勢，從總體上看變化值并不明顯，但蜂蜜添加量感官評價的分值始終高于肉蓯蓉汁添加量感官評價的分值。當蜂蜜添加量一定時，感官評分隨著肉蓯蓉汁添加量的增加呈現先緩慢增加后快速減少的趨勢，總體起伏較大，所以肉蓯蓉汁添加量對感官評分也具有較大的影響。從圖8b可知，肉蓯蓉汁和蜂蜜添加量交互作用的等高線趨近于橢圓形，表明二者之間的交互作用對感官評分影響極顯著。

2.2.4 復合酸奶工藝參數的確定 利用Design Expert 8.0.5軟件對所得回歸方程進行分析求解，確定復合酸奶制備工藝的最佳參數。當紅棗汁、肉蓯蓉汁和蜂蜜的添加量分別為18%、8%、5%時，復合酸奶的品質最優，感官評分為92.2分，與預測值92.5分極為接近。說明真實值與該模型預測值二者擬合良好，對復合酸奶進行配方優化具有可操作性[27]。

2.3 復合酸奶的抗氧化活性評價

2.3.1 修飾電極的電化學表征 由圖9 可知，曲線a為[Fe（CN）6]3-/4-在裸GCE電極上的氧化還原峰，在裸電極表面修飾CS-N-G后，氧化還原峰值增大（曲線b），這主要是CS和N-G促進了電子轉移，使電極具有良好的導電性[28]，在修飾DNA/CS-N-G/GCE后，[Fe（CN）6]3-/4-上的氧化還原峰基本消失（曲線c），當DNA/CS-N-G/GCE在Fenton試劑中損傷一段時間后，[Fe（CN）6]3-/4-的氧化還原峰有所上升（曲線d），這表明當DNA負載到電極上時形成的膜阻礙了[Fe（CN）6]3-/4-電極上的電化學響應[29]，當ds-DNA形成的膜被破壞后，[Fe（CN）6]3-/4-的氧化還原峰有所上升，但峰值較低。

圖9 電極在5.0 mmol/L [Fe（CN）6]3-/4-溶液中的循環伏安圖Fig.9 Cyclic voltammetry of the electrode in 5.0 mmol/L[Fe（CN）6]3-/4- solution

2.3.2 DNA損傷以及復合酸奶抗氧化性的電化學檢測 由圖10A可知DNA/CS-N-G/GCE 在Fenton試劑中損傷30 min后所檢測到的氧化還原峰最高（曲線c），損傷前所檢測到的氧化還原峰最低（曲線a），這主要是由于ds-DNA在電極表面形成了一層薄膜，從而阻礙了電極上的電化學響應峰電流下降。將修飾好的電極放入Fenton試劑中進行溫育，在反應的過程中生成了·OH攻擊膜內的ds-DNA，對DNA造成了損傷，進而氧化還原峰上升[30]。當在Fenton試劑中加入VC形成抗氧化劑時，其氧化還原峰（曲線b）有所下降，說明抗壞血酸作為抗氧化劑對Fenton反應引起的DNA損傷具有良好的保護作用。在圖10B中，修飾好的電極以Ru（NH3）63+為探針，檢測到損傷前（曲線a）的氧化還原峰最低，當在Fenton溶液中加入L-抗壞血酸（VC曲線b）、復合酸奶（曲線c）、原味酸奶（曲線d）形成抗氧化劑時，其所檢測到的氧化還原峰與損傷后（曲線e）檢測到最高的氧化還原峰相比有所下降，這主要是VC、復合酸奶以及原味酸奶作為抗氧化劑，能夠有效的清除一些自由基，對DNA損傷具有一定的保護作用，而VC作為強抗氧化劑其清除自由基的能力高于復合酸奶和原味酸奶，而復合酸奶中添加了肉蓯蓉和紅棗，肉蓯蓉中的苯乙醇苷以及紅棗中的多酚類物質具有良好的抗氧化作用。因此，由DNA生物傳感器評價抗氧化活性結果可知，其抗氧化能力為L-抗壞血酸（VC）＞復合酸奶＞原味酸奶。

圖10 電極的DNA損傷檢測和復合酸奶抗氧化性的電化學檢測的方波伏安圖Fig.10 DNA damage detection of electrodes and the electrochemical test chart of the antioxidant activity of compound yogurt by square wave voltammetry

2.3.3 DPPH自由基清除能力的測定 由圖11可知，DPPH 自由基清除率隨著樣品濃度的增加而增加，通過擬合方程計算得L-抗壞血酸、復合酸奶和原味酸奶的DPPH 由基的IC50值分別為4.54、15.65、22.94 mg/mL，其抗氧化活性大小依次為L-抗壞血酸、復合酸奶、原味酸奶，這主要是肉蓯蓉中的苯乙醇苷以及紅棗中的多酚類物質增強了復合酸奶的抗氧化性。

圖11 不同樣品對DPPH 自由基清除率的影響Fig.11 Effect of different samples on scavenging effect of DPPH free radical

2.3.4 電化學生物傳感器穩定性和準確性的研究重復1.2.5抗氧化活性測定的步驟，相同的實驗條件下（各抗氧化劑的濃度為1 mmol/L），通過電化學生物傳感器評價和DPPH自由基清除法對L-抗壞血酸、復合酸奶和原味酸奶的抗氧化活性分別進行評價，每個方法進行3次平行實驗，記錄檢測值，對測得的每一種抗氧化劑的峰電流值以及自由基清除率結果進行相對標準差的計算和T檢驗分析，結果見表5～表8。

表8 三種抗氧化劑DPPH 自由基清除率樣本T檢驗分析結果Table 8 Three antioxidant DPPH free radical scavenging rate sample T-test analysis results

由表5可知，三種抗氧化劑由方波伏安法檢測的峰電流值相對標準偏差分別為2.3%、3.8%、4.6%。

表5 三種抗氧化劑峰電流值的相對標準偏差Table 5 Relative standard deviation of peak current value for three antioxidants

由表6 結果，DPPH自由基的清除率由大到小依次為L-抗壞血酸（VC）、復合酸奶、原味酸奶，且RSD值分別為3.7%、4.1%、4.9%。

表6 三種抗氧化劑DPPH自由基清除率的相對標準偏差Table 6 Three antioxidants DPPH radical scavenging rate relative standard deviation

根據電化學生物感器評價和DPPH自由基清除法對三種抗氧化劑進行測定的相對標準偏差結果可知，在相同條件下，電化學生物傳感器評價的結果優于DPPH自由基清除法的評價結果，表明用來檢測復合酸奶抗氧化性的電化學生物傳感器具有良好的穩定性。

由表7、表8可知，L-抗壞血酸、復合酸奶和原味酸奶的電化學生物傳感器測定的峰電流值以及自由基清除率的P值均小于0.01為極其顯著，說明用電化學生物傳感器和DPPH自由基的清除體系對L-抗壞血酸、復合酸奶、原味酸奶進行抗氧化活性評價具有可行性，實驗結果較為可靠，且電化學生物傳感器評價與DPPH自由基清除結果一致，三種抗氧化劑的抗氧化活性為L-抗壞血酸＞復合酸奶＞原味酸奶。由此證明構建的電化學生物傳感器用于復合酸奶抗氧化性評價時具有較佳的穩定性和準確性，且方法相對便捷高效。

表7 三種抗氧化劑峰電流值的樣本T檢驗分析結果Table 7 Sample T-test analysis results of peak current value for three antioxidants

3 結論

以感官評分為指標，采用單因素和響應面試驗對影響肉蓯蓉紅棗復合酸奶感官評分的紅棗汁、肉蓯蓉汁和蜂蜜的添加量3個因素進行工藝優化，同時利用DNA電化學生物傳感器和DPPH自由基清除體系對復合酸奶的抗氧化活性進行評價。由單因素和響應面試驗的結果可得復合酸奶的最佳工藝為：紅棗汁添加量為18%、肉蓯蓉汁的添加量為8%、蜂蜜的添加量為5%，由此工藝所得酸奶質地均勻、組織細膩、口感更佳，感官評分最高。在同等優化條件下，當DNA/CS-N-G/GCE 生物傳感器用于抗氧化活性評價時L-抗壞血酸、復合酸奶和原味酸奶的峰電流值分別為6.5×10-5、8.5×10-5、1.05×10-4A，其抗氧化活性大小分別為L-抗壞血酸、復合酸奶、原味酸奶。DPPH 自由基清除實驗進一步驗證顯示，L-抗壞血酸、復合酸奶和原味酸奶的IC50值依次為4.54、15.65、22.94 mg/mL，該結果與生物傳感器的評價結果一致。這表明本工藝所制備的肉蓯蓉紅棗復合酸奶具有一定的抗氧化作用，不僅為肉蓯蓉紅棗復合酸奶工藝的優化提供了參考，而且還為生物傳感技術介入食品功能性評價拓展了思路。