绿豆皮酸奶功能特性和贮藏期间的变化

马永哲，罗磊，曹伟民，朱文学，关宁宁，薛依涵

绿豆皮酸奶功能特性和贮藏期间的变化

马永哲，*罗磊，曹伟民，朱文学，关宁宁，薛依涵

（河南科技大学食品与生物工程学院，河南洛阳471023）

采用响应面分析方法对工艺参数进行优化，并对酸奶的抗氧化性、酸奶在贮藏过程乳酸菌，以及风味成分变化进行了研究。结果表明，绿豆皮酸奶要在11 d内饮用，3 d内饮用效果最好；在体外抗氧化试验方面，与普通酸奶相比有较好的抗氧化效果。

绿豆皮；酸奶；抗氧化；贮藏

0 引言

绿豆又名青小豆，是豆科一年生草本植物，在我国大部分地区均有种植，被人们广泛食用。在绿豆食品加工过程中，绿豆皮常被当作农作物饲料或垃圾丢弃，没有得到充分利用。绿豆皮中富含膳食纤维和功能性低聚糖。膳食纤维可增大粪便体积，有利于排便，肠道微生物可将部分膳食纤维降解为低级脂肪酸，降低了肠道pH值，有利于酸性益生菌的生长，从而抑制碱性有害菌的生长。

酸奶具有一定的营养保健功能。酸奶有利于消化吸收，促进胃酸的分泌，糖类会水解成小分子糖，能够减轻乳糖不耐症，部分蛋白质会水解成小分子的肽链，同时乳酸菌可以产生维生素，增强人体消化功能[1]。食用酸奶能够抑制肠道内腐败菌的繁殖、维持肠道内菌群平衡、抑制有害菌对肠道的侵入，抑制了这些有害菌所产生的致癌因子，从而达到防癌的目的[2-3]。据国际统计数据显示，冠心病和动脉粥样化等心血管疾病的病发率与摄入的胆固醇含量有密切关系[4]。Jeun J等人[5]通过喂养体脂含量超标的小鼠，研究发现无论小鼠摄入活菌或者死菌，体内的胆固醇含量均能得到改善，所以推测酸奶中含有能够降解胆固醇合成的酶系，从源头上控制了胆固醇的合成。所以，经常饮用酸奶对身体健康大有益处。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

绿豆皮，洛阳新农村蔬菜食品有限公司提供；嗜热链球菌、保加利亚杆菌、川秀牌乳酸菌；全脂奶粉、雀巢全脂奶粉、白砂糖，购于洛阳丹尼斯超市；无水乙醇，天津市博迪化工提供。

MRS固体培养基各试剂用量如下：蛋白胨10 g，牛肉膏10 g，酵母浸粉4 g，葡萄糖20 g，柠檬酸氢二铵2 g，磷酸二氢钾2 g，硫酸锰0.04 g，硫酸镁0.2 g，乙酸钠5 g，吐温80 1 mL，琼脂14 g，蒸馏水1 000 mL；pH值6.0±0.2，121℃灭菌20 min。

1.2 仪器与设备

HMB-701型研磨式超微粉碎机，北京环亚天元机械技术有限公司产品；KQ-500DE型超声波清洗器，昆山市仪器有限公司产品；UV2400型紫外-可见分光光度计，上海舜玉恒平科学仪器有限公司产品；HH-S型恒温水浴锅，江苏金坛市亿通电子有限公司产品；XMTD-8222型鼓风干燥箱，上海精宏试验设备有限公司产品；TDZ5-WS型多管架自动平衡离心机，湖南湘仪离心机仪器有限公司产品；YP1002N型电子天平，上海第二天平仪器厂产品；BCD-168M型冰箱，美的集团产品。

1.3 试验方法

1.3.1 酸奶制作工艺

先将绿豆皮进行清洗，清洗干净后放入烘箱于55℃条件下干燥6 h，将干燥好的绿豆皮置于粉碎机中进行粉碎，收集过200目筛的绿豆皮微粉备用。

复原乳→加糖、绿豆皮、稳定剂→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→后熟→成品。

1.3.2 绿豆皮酸奶发酵工艺的响应面优化

确定三因素三水平的最佳参数，根据感官评价指标进行响应面分析。数据处理采用SPSS软件进行统计分析，不同组间与对照组的比较采用方差分析，p＜0.05为差异显著，p＜0.01为差异极显著，响应面分析结果用Design Expert 8.05进行分析。

1.3.3 贮藏期间乳酸菌的变化

稀释涂布法测定乳酸菌数：无菌条件下吸取5 mL样品和45 mL无菌水于无菌三角瓶内，振摇5 min制成1∶10的均匀稀释液，继续进行梯度稀释10-7。在进行递增稀释的同时，吸取该稀释度的稀释液1 mL，置于灭菌平皿内，将降温至45℃左右的乳酸菌计数培养基注入平皿，待琼脂凝固后，翻转平板，置于37℃恒温箱内培养48 h，然后对平板中的菌落进行计数。

1.3.4 酸奶羟基自由基（OH）清除能力

参照何书美等人[6]的试验方法。

1.3.5 酸奶中乙醛含量的测定[7]

乙醛在酸性条件下与亚硫酸氢钠发生加成反应生成乙醛亚硫酸氢钠，剩余的亚硫酸氢钠被碘氧化；在碱性条件下，乙醛亚硫酸氢钠与碘定量反应。根据当量关系计算乙醛含量，其反应式为：

酸性条件下

碱性条件下

1.3.6 酸奶中双乙酰含量的测定

参照吕嘉枥等人[8]的试验方法。

2 结果与分析

2.1 响应面试验结果

选用白砂糖添加量（A）、接种量（B）、绿豆皮添加量（C）3个因素作为自变量，感官评分作为因变量，采用Box-Behnken设计原理对绿豆皮酸奶发酵工艺参数进行优化。

Box-Behnken试验因素与水平设计见表1。

表1 Box-Behnken试验因素与水平设计

对绿豆皮酸奶发酵工艺进行优化，对白砂糖添加量、接种量和绿豆皮添加量这3个影响因素进行二次回归试验设计和分析，依据Box-Benhnken试验设计原理，设计三因素三水平的试验方案，需进行17组试验。

响应面试验设计与结果见表2。

表2 响应面试验设计与结果

对试验数据进行分析，得到响应面回归模拟方程：

方差分析见表3。

建立该数学模型p＜0.01，说明该数学模型非常显著；失拟项0.796 4＞0.1，不显著，说明该试验能很好地拟合试验的真实情况，可以用于绿豆皮酸奶发酵工艺的优化。另外，交互相BC极显著，说明接种量和绿豆皮添加量这2个因素对绿豆皮酸奶感官品质影响存在着交互作用。

绿豆皮添加量、接种量交互作用对感官评分影响的响应曲面和等高线见图1。

由图1可知，响应曲面和等高线呈椭圆形，表明二者交互作用显著，这一点与方差分析表分析结果一致。绿豆皮添加量和接种量交互作用显著，可能是因为绿豆皮的添加会对菌种的发酵效率产生一定影响，因而最终对绿豆皮酸奶感官评分产生交互影响。当接种量的比例增加时，感官评分逐渐升高，上升速率较快，在接种量为1.6 g/L左右时达到最大，之后又逐渐下降。随着绿豆皮添加量的增加，感官评分逐渐增加，而且曲线上升的速率比较快，当绿豆皮粉添加量达到10.5%左右的时候，感官评分达到最高，之后又逐渐下降。

表3 方差分析

图1 绿豆皮添加量、接种量交互作用对感官评分影响的响应曲面和等高线

2.2 验证试验结果

根据所建立的模型进行参数最优化分析，得到发酵工艺最佳参数为白砂糖添加量11%，接种量2 g/L，绿豆皮添加量10%。按照上述条件进行绿豆皮酸奶发酵工艺验证试验，最终感官评分为88.5分，和预测值（87.7分）基本相同。这就说明该模型具有较好的预测性，能够应用于试验的预测。

2.3 绿豆皮酸奶乳酸菌活菌数的变化

在贮藏期间绿豆皮酸奶乳酸菌活菌数的变化见表4。

表4 在贮藏期间绿豆皮酸奶乳酸菌活菌数的变化

由表4可知，绿豆皮酸奶在贮藏期间，前期乳酸菌活菌数增加，此时酸奶中的成分和环境适合乳酸菌的生长，乳酸菌菌群处于对数生长期。到第3天时，乳酸菌活菌数达到最高。3 d之后乳酸菌活菌数逐渐下降，由于酸奶中的乳酸菌能够利用营养物质缺乏和酸奶提供的微环境不再适合微生物的生长，整个乳酸菌种群逐渐开始衰退，乳酸菌活菌的数量逐渐减少，到第13天时乳酸菌活菌数已经达不到国家标准规定的要求。所以在11 d内，绿豆皮酸奶符合国家标准要求，能满足生产对产品稳定性的要求。

2.4 羟基自由基清除率

绿豆皮酸奶对羟基自由基清除率见图2。

图2 绿豆皮酸奶对羟基自由基清除率

羟基自由基是一种化学性质活泼、活性非常强的化学基团，它在人体内几乎可以与所有具有生物活性的物质反应。例如，DNA、蛋白质都可以与之反应，且反应速度较快，这就可能导致细胞衰亡，甚至引起机体病变[9]。绿豆皮中黄酮类化合物具有多种生物活性，如抗炎、调节免疫、抗氧化、保护心血管、镇静和镇痛等作用[10]；黄酮类化合物还具有很好的抗氧化活性。对照酸奶质量浓度为30 mg/mL，羟基自由基清除率达到42%，而此时绿豆皮酸奶羟基自由基清除率达到了58%。

2.5 酸奶中乙醛含量的结果

贮藏期间酸奶中乙醛含量的变化见图3。

乙醛是酸奶中重要的风味物质[11]，由图3可知，在贮藏过程中，2种不同的酸奶乙醛含量都是先上升后降低，而且都是在第7天达到最高值，7 d之后乙醛含量开始逐渐下降，绿豆皮酸奶乙醛含量始终比对照酸奶高。随着贮藏时间的增加，酸度越来越高，当酸度达到一定值，乙醛就会被氧化成乙酸。另外，嗜热链球菌可以产生乙醇脱氢酶，这种酶在酸性条件下有较高的活性，可以把乙醛还原成乙醇，因此绿豆皮酸奶在贮藏过程中乙醛含量会减少。

图3 贮藏期间酸奶中乙醛含量的变化

2.6 酸奶中双乙酰的变化

贮藏期间双乙酰含量的变化见图4。

图4 贮藏期间双乙酰含量的变化

双乙酰是酸奶中一种风味物质。微量的双乙酰存在酸奶中，有研究称是由嗜热链球菌的一些菌株形成的；也有研究称双乙酰是酸奶发酵过程中某些香味细菌产生的，它可以使酸奶产生类似坚果仁的风味[12]。常见的香味细菌有噬柠檬酸明串珠菌、腐橙链球菌、乳链球菌双乙酰亚种等。不同益生菌发酵的酸奶中双乙酰含量在贮藏期内也有明显区别，其变化趋势大致相同，都是先增加后减少，其规律性与Nada等人研究的结果相同。

3 结论

对绿豆皮酸奶的抗氧化性和贮藏期间成分的变化进行了研究，结果表明绿豆皮酸奶具有良好的抗氧化能力。绿豆皮酸奶在11 d内饮用，3 d内饮用效果和口感最佳。

[1]朱永胜，刘小杰.酸奶功能特性的研究进展[J].乳业科学与技术，2013，36（2）：30-33.

[2]Díaz L E，Samartín S，Gómez S，et al.Viability of the lactic-acid bacteria（LAB）of yoghurt in the gastrointestinal tract[J].Nutricion Clinica Y Dietetica Hospitalaria，2003，23（4）：36-44.

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[5]Jeun J，Kim S，Cho S Y，et al.Hypocholesterolemic effects of Lactobacillus plantarum KCTC3928 by increased bile acid excretion in C57BL/6 mice[J].Nutrition，2010，26（3）：321-30.

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[7]陈世贤，安颖，靳烨，等.不同益生菌的加入对酸奶储藏期内风味的影响[J].中国乳品工业，2008，36（5）：12-15.

[8]吕嘉枥，李成涛.酸奶中双乙酰含量的测定方法初探[J].中国乳品工业，2006，34（1）：21-22.

[9]叶玉娥.大豆酸奶、葡萄多酚酸奶的制备及抗氧化活性的研究[D].合肥：合肥工业大学，2012.

[10]盛雪飞.柑橘黄酮抗氧化及协同作用研究[D].杭州：浙江大学，2010.

[11]刘宁宁，郭红敏，葛春美，等.酸奶中乙醛和双乙酰含量对其风味的影响[J].中国食品添加剂，2012（S1）：269-273.

[12]余华.酸奶风味的形成及控制[J].成都大学学报（自然科学版），1999（4）：19-21.◇

Study on Functional Characteristics of Mung Bean Hull Yogurt and Changes during Storage

MA Yongzhe，*LUO Lei，CAO Weimin，ZHU Wenxue，GUAN Ningning，XUE Yihan
（College of Food&Bioengineering，He'nan University of Science and Technology，Luoyang，He'nan 471023，China）

This paper studies the response surface analysis method is used to optimize the process parameters，the antioxidant activity of yogurt and the change of lactic acid bacteria and flavor components in yoghurt during storage.Studies show that mung bean hull yogurt to drink within 11 d，3 d drinking the best results.In vitro antioxidant experiments，compared to ordinary yogurt has a better antioxidant effect.

mung bean hull；yogurt；antioxidation；storage

TS252

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.07.003

1671-9646（2017）07a-0011-04

2017-05-15

国家自然基金面上项目（31171723）。

马永哲（1989—），男，硕士，研究方向为食品加工与安全。

*通讯作者：罗磊（1976—），男，博士，教授，研究方向为食品干燥品质控制、食品营养成分与活性。