抗疲劳发酵花生芽浆的研制

刘海燕，张建伟（.华北理工大学公共卫生学院，河北唐山063000；.唐山师范学院体育系，河北唐山063000）



抗疲劳发酵花生芽浆的研制

刘海燕1，张建伟2
（1.华北理工大学公共卫生学院，河北唐山063000；2.唐山师范学院体育系，河北唐山063000）

摘要：以萌发4 d的花生芽为主要原料，添加乳酸菌、木糖醇，经过杀菌、发酵、冷藏，制备发酵花生芽浆。以感官评分为评价标准，通过单因素分析和正交试验，确定了发酵花生芽浆的最佳工艺条件：花生芽料水比1∶4（g/mL），木糖醇7%，接种量2%，发酵时间15 h。此工艺制备的发酵花生芽浆有浓郁花生香味及芽的清香，组织结构均匀，酸甜适中，口感细腻。在小鼠爬杆实验中，中、高剂量的发酵花生芽浆可以明显延长小鼠爬杆时间，提高糖原储备并增加机体抗氧化能力，表明这一饮品可以延缓运动性疲劳的产生。

关键词：花生芽；发酵；工艺优化；白藜芦醇；抗疲劳

花生芽是一种食疗兼备的食品，营养特别丰富。能量、蛋白质和粗脂肪含量均居各种蔬菜之首，还富含维生素、钙、铁、锌、钾等矿物质，以及人体所需的各种氨基酸和微量元素，被誉为“万寿果芽”，也叫长寿芽［1］。有研究发现，花生芽的白藜芦醇含量比花生中的高100倍，比葡萄酒中的白藜芦醇含量高几十甚至上百倍。它具有抑制癌细胞、降脂降压、防治心血管疾病、抗氧化延缓衰老、增强免疫力、抗疲劳等多种作用，保健价值极高［2］。花生芽还可以使花生中的蛋白质水解为更易于人体吸收的氨基酸；花生中的油脂被转化为热量，脂肪含量大大降低，同时，提高了各种人体必需的微量元素利用率［3］。

人体在大运动量后会产生明显的疲劳等不适症状。这主要是由于体内能量耗竭引起的。为了延缓或减轻运动性疲劳，具有保健功效的运动营养补剂应运而生。西药副作用大对机体身心健康会带来危害。目前，国内多采用一种或多种中药进行配伍试图延缓运动疲劳的产生。但是，存在价格较贵、使用不方便、主要针对专业运动员而不能普及到大众等缺点［4］。

因此，本研究旨在将花生芽与植物乳杆菌相结合研制出一款具有抗疲劳作用的功能性发酵花生芽浆。

1　材料和方法

1.1原料菌种及仪器设备

1.1.1材料

花生、木糖醇：购于唐山市家乐福超市；植物乳杆菌1.2707（Lactobacillus plantarum）：中国微生物菌种保藏管理中心；MRS乳酸菌固体及液体培养基：北京陆桥生物技术有限公司；ICR小鼠：北京维通利华实验动物有限公司。

1.1.2仪器设备

HR型恒温培养箱：北京六一仪器公司；FLC-3超净工作台：北京东联哈尔仪器公司；SL-2全自动高压灭菌锅：日本Sanyo公司；JYL-350B型料理机：九阳股份有限公司；HW.SY11-KP2恒温水浴锅：北京长风仪器仪表公司；JYC-20BS3多功能电磁炉：山东九阳小家电有限公司；PT 2500E匀浆机：上海斯高勒生物科技有限公司；MIK-PH173笔式酸度计：杭州米科传感技术有限公司；WYT-4型手持糖量计：上海精密仪器仪表有限公司。

1.2工艺要点［5-6］

1.2.1花生萌发

选取颗粒饱满、无破损的籽粒，清水漂洗，然后80℃热水浸泡5 min，迅速过滤，加入花生重量4倍的自来水，20℃浸泡吸胀6 h～8 h。将吸胀后的花生均匀播种在塑料育苗盘上，30℃恒温催芽48 h，然后将育苗盘移至于黑暗环境中，相对湿度80%，室温继续培养48 h。去皮，得到花生芽，低温保存备用。

1.2.2花生芽浆的制备

将花生芽按照一定比例加入60℃热水中磨浆，过200目筛过滤，去渣后制得花生芽浆。分别测定未发芽的花生及花生芽浆中基本营养成分［7-10］。粗蛋白测定按照GB5009.5-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》，粗脂肪测定按照GB/T 14772-2008《食品中粗脂肪的测定》，粗灰分测定按照GB 5009.4-2010《食品安全国家标准食品中粗灰分的测定》，游离氨基酸总量测定采用茚三酮比色法，水溶性总糖测定采用蒽酮比色法。

1.2.3调味

木糖醇和花生芽浆按照一定比例进行原料配比，轻轻搅拌均匀。

1.2.4灭菌

调味后的原料放入高压锅中，121℃，20 MPa，杀菌15 min。

1.2.5冷却

将灭菌的原料冷却至37℃。

1.2.6接种培养

在无菌条件下，将保藏的植物乳杆菌先进行MRS固体培养基平板活化，37℃培养16 h，然后接种于MRS液体培养基中进行扩大培养，37℃培养16 h，然后按照一定体积比接种于原料中。

1.2.7发酵

接种后的原料在37℃进行培养。

1.2.8后熟

发酵后于4℃保存4 h进行后熟，得到产品。

1.2.9单因素试验

1.2.9.1花生芽浆制备中料水比的选择

在木糖醇添加量为6%，植物乳杆菌接种量3%，原料发酵时间15 h条件下，选定花生芽与水的比例分别为1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8（g/mL），研究水的添加量对发酵花生芽浆的影响。

1.2.9.2木糖醇添加量的选择

在花生芽与水的比例为1∶5（g/mL），植物乳杆菌接种量为3%，原料发酵时间15 h条件下，选定木糖醇的添加量分别为3%、4%、5%、6%、7%、8%，研究木糖醇添加量对发酵花生芽浆的影响。

1.2.9.3植物乳杆菌接种量的选择

在花生芽与水的比例为1∶5（g/mL），木糖醇添加量为6%，原料发酵时间15 h条件下，选定植物乳杆菌的接种量分别为1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%，研究植物乳杆菌接种量对发酵花生芽浆的影响。

1.2.9.4发酵时间的选择

在花生芽与水的比例为1∶5（g/mL），木糖醇添加量为6%，植物乳杆菌接种量为3%条件下，选定发酵时间分别为12、13、14、15、16、17 h，研究发酵时间对发酵花生芽浆的影响。

1.2.10正交试验

选择花生芽与水的比例、木糖醇添加量、植物乳杆菌接种量、发酵时间4个因素，以感官评分为评价指标［11］，研究每个因素不同添加量对发酵花生芽浆品质的影响，在以上单因素试验基础上，设计四因素四水平的正交试验，优化发酵花生芽浆的制备工艺。

1.2.11感官评定

发酵花生芽浆感官评价标准见表1。

表1　发酵花生芽浆感官评价Table 1 Sensory evaluation of fermentative germinated peanut pulp

由食品相关专业的大学生30人进行感官评价，总分60分。根据色泽（20）、口感滋味（20）、气味（20）对产品进行综合评分，取平均值作为最终的感官评分结果。

1.3发酵花生芽浆理化指标和微生物指标测定

1.3.1理化指标测定

以优化后的最佳条件制备的发酵花生芽浆成品进行相关检测。3次试验，取平均值。对总糖的测定参照GB/T 5009.7-2008《食品中还原糖的测定》、酸度测定以酸度计进行测定。

1.3.2微生物指标测定［11-16］

乳酸菌测定按照QB/T 4575-2013《食品加工用乳酸菌》，菌落总数测定按照GB4789.2-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》，大肠杆菌测定按照GB 4789.38-2012《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠埃希氏菌计数》，沙门菌测定按照GB 4789.4-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验沙门氏菌检验》，志贺氏菌测定按照GB 4789.5-2012《食品安全国家标准食品微生物学检验志贺氏菌检验》，金黄色葡萄球菌测定按照GB4789.10-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验金黄色葡萄球菌》。

1.4白藜芦醇含量的测定

以上发酵花生芽浆制备过程中，在其他条件相同的基础上，制备发酵花生浆、花生浆和花生芽浆，分别测定以上4种饮品中白藜芦醇的含量。以溴量法测定发酵花生芽浆中白藜芦醇的含量［17］。

1.5产品抗疲劳功能的研究

1.5.1实验动物的饲养

雄性ICR小鼠60只，5周龄，体重（21±1.8）g。饲养温度（24±2）℃，湿度40%～60%，普通啮齿类饲料喂养。小鼠自由取食和饮水，经过5 d的适应进行正式实验。

1.5.2实验动物分组、灌胃

60只ICR小鼠随机分为4组，每组15只。按照平均体重60 kg计算，白藜芦醇每人每天的推荐摄入量4 mg［18］。因此，设计了小鼠每天补充白藜芦醇的低、中、高3个剂量组分别为0.5、1、2 mg/kg。结合实验中测得的发酵花生芽浆中白藜芦醇的含量，用生理盐水进行以上相应不同浓度的配置，以灌胃生理盐水为空白对照，每只小鼠每天灌胃一次，每次2 mL，共灌胃4周。

1.5.3爬杆试验

在最后一次灌胃30 min后，将小鼠放在转棒式疲劳仪的有机玻璃棒上，设置转速为40 r/min，使其肌肉处于紧张状态，记录小鼠从有机玻璃棒上跌落下来的时间。第3次跌落后终止试验，累计3次的平均时间为爬杆时间［19］。

2　结果

2.1花生及花生芽浆基本营养成分

花生及花生芽浆中基本营养成分测定结果见表2。

表2　花生及花生芽浆中基本营养成分及其含量Table 2 The contents of basic nutritions in peanut and germinated peanut pulp %

由表2可知，花生芽浆中的粗蛋白和游离氨基酸总量比花生中显著增加（P＜0.05），而粗脂肪显著降低（P＜0.05）。

2.2单因素分析结果

2.2.1花生芽磨浆的料水比例的确定

花生芽与水的比例对发酵花生芽浆感官品质的影响见图1。

图1　花生芽与水的比例对发酵花生芽浆感官品质的影响Fig.1 Effect of ratio for germinated peanut and water on fermentative germinated peanut pulp sensory quality

由图1可知，花生芽与水的比例为1∶5（g/mL）时得分最高。花生香味与芽的清香味较为适宜和协调，大于1∶5（g/mL）时香气过浓，低于1∶5（g/mL）时花生香气逐渐变淡，所以选择花生芽与水的比例为1∶5（g/mL）进行以下的研究。

2.2.2木糖醇添加量对发酵花生芽浆感官质量的影响

木糖醇添加量对发酵花生芽浆感官质量的影响见图2。

由图2可知，木糖醇添加量过低则酸味过重，添加量过高则花生芽浆香味被掩盖，味道过于甜腻。木糖醇添加量为6%左右，发酵花生芽浆感官品质最好，酸甜适中。最终确定木糖醇添加量为6%。

图2　木糖醇添加量对发酵花生芽浆感官质量的影响Fig.2 The effect of the amount of xylitol on fermentativegerminated peanut pulp sensory quality

2.2.3植物乳杆菌接种量对发酵花生芽浆感官质量的影响

植物乳杆菌接种量对发酵花生芽浆感官质量的影响见图3。

图3　植物乳杆菌接种量对发酵花生芽浆感官质量的影响Fig.3 The effect of the amount of inoculum on fermentative germinated peanut pulp sensory quality

由图3可知，植物乳杆菌接种量低于3%则有发酵花生芽浆的清液析出，产酸较少酸味不足；高于3.5%则酸味过重，接种量为3%～3.5%左右，发酵花生芽浆酸甜适宜，口感细腻。最终确定发酵剂的量为3%。

2.2.4发酵时间对发酵花生芽浆感官质量的影响

发酵时间对发酵花生芽浆感官质量的影响见图4。

图4　发酵时间对发酵花生芽浆感官质量的影响Fig.4 The effect of fermentation time on fermentative germinated peanut pulp sensory quality

由图4可知，发酵时间过短则酸味不足；发酵时间过长则酸味过重，酸甜口味失调。发酵时间为15 h左右，发酵花生芽浆感官质量最好，酸甜适宜，口感细腻，质地均匀。最终确定发酵时间为15 h。

2.3正交试验结果与分析

根据单因素试验结果，设计四因素四水平的正交试验。正交试验因素水平见表3。正交试验设计及结果见表4。

表3　正交试验因素水平Table 3 Orthogonal factor level

表4　正交试验设计及结果Table 4 The result of orthogonal tests

由表4中极差R的大小可知，对发酵花生芽浆的感官质量影响顺序是：A（花生芽料水比）＞D（发酵时间）＞C（接种量）＞B（木糖醇），即花生芽料水比对发酵花生芽浆感官质量的影响最大，主要体现在口感上。根据K值结果最佳配方为A2B3C1D3，根据感官评分结果最佳配方为A3B2C4D3。按照A2B3C1D和A3B2C4D3两组配方配制成最后的产品，进行感官评价。30人对两种配方的感官评价结果取平均值为分别为85分和78分。因此，最后选择A2B3C1D3作为最佳配方。

优化的最佳配方为A2B3C1D3，即花生芽料水比1∶4（g/mL），木糖醇7%，接种量2%，发酵时间15 h。为了确定最佳配方的准确性，以此配方重复试验3次，试验结果感官评分平均分为86分。此时发酵花生芽浆的口感细腻，酸甜适宜，并有浓郁花生香味及芽的清香。

2.4发酵花生芽浆理化指标和微生物指标检验

产品理化及微生物指标测定结果见表5。

表5　产品理化及微生物指标测定结果Table 5 Results nutritional factors and microbiological counts in fermentative germinated peanut pulp

由表5可知，根据国标规定［20］致病菌不能检出，大肠杆菌应不超过3 MPN/mL，菌落总数不超过100 cfu/mL，发酵花生芽浆中所监测的各项指标均符合国标要求。

2.5发酵花生芽浆中白藜芦醇含量

白藜芦醇含量测定结果见表6。

表6　白藜芦醇含量测定（x±s，n=10）Table 6 The content measurement results of resveratrol

由表6可知，10次平行试验表明，发酵花生芽浆中白藜芦醇的含量为815.82 μg/L，而花生浆白藜芦醇含量仅为发酵花生芽浆中白藜芦醇含量的1/10，发酵花生浆白藜芦醇的含量有所增加，但是与发酵花生芽浆相比，花生浆发酵前后白藜芦醇含量都有显著下降（P＜0.05），花生芽浆的白藜芦醇含量与发酵花生芽浆比较显著下降（P＜0.05），但是比花生浆及发酵花生浆大幅增加。

2.6发酵花生芽浆对小鼠抗疲劳的影响

2.6.1发酵花生芽浆对小鼠爬杆时间的影响

发酵花生芽浆对小鼠爬杆时间的影响结果见表7。

表7　发酵花生芽浆对小鼠爬杆时间的影响Table 7 Effect of fermentative germinated peanut pulp on the time of pole climbing

由表7可知，与空白对照组比较，发酵花生芽浆中、高剂量组小鼠的爬杆时间显著升高（P＜0.05，P＜0.01）。

2.6.2发酵花生芽浆对小鼠肌糖原和肝糖原含量的影响

发酵花生芽浆对小鼠肌糖原和肝糖原含量的影响结果见表8。

表8　发酵花生芽浆对小鼠肌糖原和肝糖原含量的影响Table 8 Effect of fermentative germinated peanut pulp on the contents of liver glycogen and muscle glycogen of mice

由表8可知，与空白对照组比较，发酵花生芽浆中、高剂量组的肌糖原和肝糖原含量均显著升高（P＜0.05）。2.6.3发酵花生芽浆对小鼠血清和肝脏中SOD、MDA含量的影响

发酵花生芽浆对小鼠血清中SOD、MDA含量的影响结果见表9。

表9　发酵花生芽浆对小鼠血清中SOD、MDA含量的影响Table 9 Effect of fermentative germinated peanut pulp on the contents of SOD and MDA in serum of mice

由表9可知，与空白对照组比较，发酵花生芽浆中、高剂量组小鼠血清SOD值显著升高（P＜0.05，P＜0.01），而发酵花生芽浆中、高剂量组小鼠血清MDA值显著下降（P＜0.05）。

3　讨论

花生芽与黄豆芽和绿豆芽一样同属芽菜的一种。由于花生芽富含多种营养成分，尤其是白藜芦醇的含量极高，因此极具保健作用的新型芽菜品种，颇受消费者欢迎。

本研究将花生芽开发成一款经乳酸菌发酵而成的饮料。其中，该乳酸菌为一株植物乳杆菌，购买于中国微生物菌种保藏管理中心。由于该菌本身分离于发酵泡菜中，对于植物发酵的性能优良。动物乳含有胆固醇、乳糖，有的人群比如高血脂患者可能不适合摄入过多的胆固醇。采用高温瞬时灭菌充分保证了营养的损失最低。因此，此款饮品采用乳酸菌对发芽花生浆进行直接发酵，没有添加动物乳，扩大了该饮品的适用人群。

将影响饮料品质的主要相关因素进行正交试验，确定了最适宜添加比例，配制出一款色泽乳白，具有光泽，口感细腻、酸甜适宜并具有浓郁花生香味和芽的清香味的发酵花生芽浆。

花生本身含有白藜芦醇，但是花生芽中的白藜芦醇要远高于花生［21-22］。本试验中花生芽浆比花生浆中白藜芦醇的含量显著增加，验证了前人的研究。而且本试验表明了花生芽中的蛋白质分解为氨基酸利于人体吸收［23］，适合于对蛋白质过敏的人群；脂肪含量大大降低［24］，适合于减肥人群；同时，人体必须的微量营养素增加，因此与花生相比，花生芽更有利于人体健康。本试验中，花生芽或花生在发酵后白藜芦醇含量都高于发酵之前，表明发酵过程使白藜芦醇的含量提高，但是其机理尚不明确，有待进一步证实。不过，仅就饮品最终的口感而言，发酵后酸甜口感更加宜人，而且有益菌的加入增加了饮品的营养价值。总之，试验表明了花生芽浆经乳酸菌发酵后白藜芦醇的含量是4种以花生为基础的饮料中最高的。

在小鼠爬杆实验中，中、高剂量的发酵花生芽浆显著提高了小鼠的爬杆时间。爬杆时间的增加表明发酵花生芽浆能够抵抗或延缓肌肉疲劳的产生。肌肉活动的能量主要来源于肌糖原，当运动是肌糖原消耗时也伴随着体力的耗竭疲劳的产生［25-26］。为了维持一定血糖水平，当肌糖原大量减少时，肝糖原就会被动用而减少。本试验中，发酵花生芽浆中、高剂量组肌糖原和肝糖原含量均显著升高，说明了发酵花生芽浆能够增加肝糖原储备为机体提供更多能量，达到抗疲劳目的，对延缓疲劳产生具有很好的保健作用。

研究表明，长时间运动以后机体内的氧自由基产生增多，抗氧化能力减弱是导致运动性疲劳和影响恢复的原因之一［27］。SOD（超氧化物歧化酶）是体内抗氧化酶系统中的关键酶，活性高低反映机体的抗氧化能力［28］。MDA（丙二醛）是脂质过氧化最重要的产物之一，MDA的含量反映机体脂质过氧化的程度［29］。本试验中，发酵花生芽浆使小鼠爬杆时间明显增加，血清SOD含量显著增加，而MDA含量显著降低，说明发酵花生芽浆能够增加机体耐力运动时间，提高机体抗氧化能力，从而延缓疲劳的产生。

4　结论

通过对发酵花生芽浆制作工艺的研究，确定了最佳工艺参数。花生芽料水比1∶4（g/mL），蔗糖7%，接种量2%，发酵时间15 h。在此条件下，发酵花生芽浆的感官评分最高。经过理化和微生物检验，各项指标达到了国家标准。经测定，该饮品中含有丰富的白藜芦醇。小鼠的爬杆实验表明，该饮品能明显增加小鼠爬杆时间，提高糖原储备并增加机体抗氧化能力。这一营养丰富的饮品有望成为具有更广泛适用人群的抗疲劳的运动饮料。

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Preparation of Anti-fatigue Fermentative Germinated Peanut Pulp

LIU Hai-yan1，ZHANG Jian-wei2
（1. School of Public Health，North China University of Science and Technology，Tangshan 063000，Hebei，China；2. Department of Physical Education，Tangshan Normal University，Tangshan 063000，Hebei，China）

Abstract：Fermentative germinated peanut pulp was prepared by using four-day germinated peanut as raw materials，adding Lactobacillus and xylitol before pasteurized，fermentation and cold storge. By single factor analysis and orthogonal test，the optimum conditions for fermentative germinated peanut pulp were mixed with water at a ratio of 1∶4（g/mL），xylitol 7%，fermentation agent 2%，fermentation time 15 h. Product quality was evaluated through sensory evaluation. In mice climbing pole test，the climbing pole time was significantly prolonged in fermentative germinated peanut pulp of medium and high doses groups. And glycogen reserve and antioxidant capacity were remarkably increased. The result showed that the drink could delay sports fatigue.

Key words：germinated peanut；fermentation；technology optimization；resveratrol；anti-fatigue

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.022

基金项目：河北省教育厅项目（ZD2015122）；唐山市应用基础研究计划项目（14130254B）；2014省级大学生创新创业训练计划项目（201410081087）

作者简介：刘海燕（1977—），女（汉），讲师，博士，研究方向：功能性食品的开发利用。

收稿日期：2015-12-08