浆果果渣对酸奶品质和抗氧化性的影响

2018-12-22胡锦涛孔芳邹木法郑雪赵玉红

现代食品科技 2018年11期

胡锦涛，孔芳，邹木法，郑雪，赵玉红

（东北林业大学林学院，黑龙江哈尔滨 150040）

我国小浆果资源丰富，浆果中含有大量的功能因子，具有抗氧化、保护视力、增强人体免疫机能、提高记忆力、降胆固醇、保护心脑血管、抗癌等保健功能[1～4]。果渣作为浆果饮料加工副产物,水分含量较高，如果暴露在空气中，容易被氧化产生腐臭味而污染环境。浆果果渣中含有丰富的膳食纤维和抗氧化的活性物质，若能对果渣资源进行综合利用，开发新型食品，不仅可以减少环境污染，而且増加了食品的多样性，具有很好的开发应用前景[5,6]。

浆果果渣中富含的膳食纤维和抗氧化活性物质有多种生理功能。膳食纤维是指不被人体消化的多糖类碳水化合物和木质素的总称，分为水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维两大类，具有通便、降血脂和降血糖等作用[7]。抗氧化剂在食品中是一类非常重要的复合物，可以防止脂质氧化，降低人体内活性氧的生理活性，多酚广泛分布于植物中，是研究最多的天然抗氧化剂[8]。多酚具有较强的抗氧化作用、抗老化和抗癌等功效，能够有效预防和抑制某些疾病[9]。

近几年对于浆果果渣的研究侧重于对其中活性成分的提取、纯化[10～12]，而用于新产品开发的研究相对较少，在食品中的应用主要集中在对浆果果渣膳食纤维的利用以获得低能量的高纤维产品[13～15]。酸奶作为风味独特、营养保健价值极高的制品倍受人们喜爱，酸奶与果蔬原料组合已被证实可以增加酸奶产品的多样性和功能性[16]。王建成等[17]将蓝靛果酒渣加入到酸奶制品中，提高了酸奶的膳食纤维含量和抗氧化能力。而有关浆果果渣的加入对酸奶制品在贮藏过程中成分和性质等方面产生影响的研究尚未见报道。

本文将富含膳食纤维和抗氧化活性物质的红树莓、蓝莓、黑加仑果渣应用于酸奶制品，研究不同浆果果渣的加入对酸奶在贮藏过程中成分、品质和抗氧化能力的影响，对提高浆果果渣的综合利用水平，开发新型功能性酸奶具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蓝莓、红树莓、黑加仑由黑龙江省尚志市米丘林浆果种植专业合作社提供；发酵剂(嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌)购自哈尔滨美华公司；脱脂奶粉、绵白糖、果胶等为市售。

无水乙醇、苯酚、DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）、丙酮、石油醚、重铬酸钾、三羟甲基氨基甲烷、冰乙酸、热稳定α-淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶、没食子酸标准品、福林酚试剂、铁氰化钾、磷酸盐、碳酸钠、硝酸铝等试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

KSW-5-12A马弗炉温度控制器，上海森信实验设备有限公司；ALC-110.4万分之一天平，深圳市泰立仪器仪表有限公司；YP 1410047电子天平，上海佑科仪器仪表有限公司；DHG-9240电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司；DK-SD电热恒温水槽，上海一恒科技有限公司；KQ-300DE数控超声波清洗器，昆明市超声仪器有限公司；722型可见分光光度计，上海光谱仪器有限公司；CT3-10K质构仪，中科美仪科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 浆果果渣的制备

将新鲜的浆果洗净，放入打浆机打浆，经4层纱布过滤得滤渣，取滤渣（100 g为一组，多组同时操作）置于40 ℃恒温干燥箱干燥3 h后称重，每30 min称重一次，至恒重（两次称量相差小于2.00 mg,果渣水分含量分别为红树莓果渣14.13%，蓝莓果渣10.51%，黑加仑果渣12.54%），粉碎，过120目筛（去除浆果籽），密封保存，备用。

1.3.2 灰分的测定

采用GB 5009.4-2016。

1.3.3 脂肪的测定

采用GB 5009.6-2016。

1.3.4 总糖的测定

参考张媛媛等[18]方法测定。以葡萄糖的微克数为横坐标，吸光值为纵坐标，作标准曲线,得到回归方程为：y=0.0069x+0.1236（R2=0.9992）。浆果果渣中总糖含量用干基百分含量表示。

1.3.5 蛋白质的测定

采用GB 5009.5-2016。

1.3.6 总膳食纤维的测定

采用GB 5009.88-2014。总膳食纤维含量用干基百分含量表示。

1.3.7 多酚含量的测定

样品溶液制备：料液比为1:20，将果渣加入60%浓度乙醇，在60 ℃提取温度下，超声（300 W） 90 min，合并滤液，以蒸馏水定容至100 mL，摇匀备用。下同。

参考张根生等[19]方法测定。以没食子酸标准溶液质量浓度（mg/mL）为横坐标，溶液吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，得到回归方程为：y=0.0159x+0.0399（R2=0.9994）。多酚含量以没食子酸当量表示(mg没食子酸/g干质量)。

1.3.8 黄酮含量的测定

参考Teow等[20]方法测定。以芦丁的标准溶液质量浓度（mg/mL）为横坐标，溶液吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，得到回归方程为：y=0.0165x+0.0235（R2=0.999）。黄酮的含量以芦丁当量表示(mg芦丁/g干质量)。

1.3.9 花色苷含量的测定

参考陈亮等[21]方法测定。

根据下式计算花色苷（以矢车菊色素-3-葡萄糖苷计）含量：

式中：A=(A525nm-A700nm)pH=1.0-(A525nm-A700nm)pH=4.5；矢车菊色素-3-葡萄糖苷的分子质量MW=449.2；矢车菊色素-3-葡萄糖苷的消光系数e/（mL/（cm·mg））=26900；DF为稀释倍数；V为样液总体积/mL；A为稀释后样品的吸光值；L为比色皿光程（1 cm）；m为样品干质量/g。

1.3.10 DPPH自由基清除能力

参考王建成等[17]方法测定。将2.00 mL不同稀释的浓度样品溶液及2.00 mL DPPH溶液加入到同一试管中，摇匀，室温下暗处静置30 min后，于517 nm下测定其吸光度A1；同时测定 2.00 mL DPPH溶液+2.00 mL无水乙醇混合后的吸光度A0以及2.00 mL测试样品溶液+2.00 mL无水乙醇混合后的吸光度A2。

1.3.11 总还原力

参考Bouayed等[22]方法测定。将6.00 mL FRAP试剂（0.30 mol/L醋酸盐缓冲液：10.00 mmol/L TPTZ：0.50 mL 20.00 mmol/L FeCl3=10:1:1）加热至37 ℃，向其中加入不同稀释浓度的样品溶液 0.20 mL，0.60 mL H2O，10 min后于 593 nm下测定吸光度。以FeSO4·7H2O浓度（μmol/L）为横坐标，吸光值为纵坐标，绘制标准曲线，得到回归方程为：y=0.0008x-0.0033（R2=0.9998）。总还原力以达到相同吸光值所需FeSO4的毫摩尔数衡量。

1.3.12 羟自由基清除能力

参考赵梦雅等[23]方法测定。在反应体系中依次加入9×10-3mol/L 的FeSO4溶液1.00 mL，9×10-3mol/L的水杨酸-乙醇溶液1.00 mL，及1.00 mL样品液，最后加6×10-3mol/L的H2O21.00 mL，启动反应，37 ℃水浴中反应0.5 h，在510 nm下测定样品的吸光度。空白组以相同体积蒸馏水代替样品溶液，按下式计算样品对·OH的清除率：

式中：AO为空白对照的吸光值，AX为加样品的吸光值，AXO为不加H2O2的吸光值。

1.3.13 酸奶的制备浆果果渣酸奶制作参考王建成等[17]方法，并进行修改：

1.3.13.1 工艺流程

全脂牛乳→调配(浆果果渣、脱脂奶粉、绵白糖等)→灭菌→冷却→接种→发酵→后熟→成品

1.3.13.2 配方

100 g全脂牛乳、1.00 g脱脂奶粉、8.00 g绵白糖、0.10 g果胶，1.50 g浆果果渣。

1.3.13.3 操作要点

调配：将绵白糖、果胶、脱脂奶粉充分干混，边搅拌边加入全脂牛乳中，浆果果渣（先经紫外灭菌1 h）少量多次加入，并不断搅拌。灭菌：在90～95 ℃的水浴锅中加热5 min。冷却：迅速冷却到42 ℃以下。接种：加入0.10%发酵剂。发酵：42 ℃恒温培养7 h。后熟：4 ℃冰箱中冷藏24 h。

1.3.14 酸奶的质构特性分析

采用CT3-10K质构仪，选择TA4/1000探头，选定压缩模式，设置触发力为7.00 g，测试速度为0.50 mm/s，测试距离为 20.00 mm。测试的指标是硬度，内聚性，稠度和粘性指数。

1.3.15 酸奶乳清析出率的测定

参照姚淑渠等[24]方法，将重量为M的成品酸奶倾斜，除去上层清液，称重为m。

1.3.16 酸奶pH的测定

采用pH计测定。

1.3.17 酸奶滴定酸度的测定

根据GB 5413.34-2010。

1.3.18 酸奶持水力的测定

参考蔡蕊等[25]方法，用离心管称取M待测样品后，放入离心机，以2500 r/min离心15 min后，取出离心管，静置，除去上清液，测残余物的质量W。

1.3.19 数据统计分析

采用Excel对数据进行分析，所得结果为平均值±标准差，用SPSS (17.0)进行方差分析，差异显著性判断标准为p＜0.05。

2 结果与分析

2.1 不同浆果果渣的化学成分测定结果

分别测定三种浆果果渣的灰分、脂肪、蛋白质、总糖和总膳食纤维的含量(%)，结果如表1所示。

表1 不同浆果果渣化学成分含量（%，干基）Table 1 Contents of chemical constituents of different berries pomace (%, Dry basis)

由表 1可知，三种浆果果渣灰分含量均低于3.50%；红树莓果渣脂肪含量最高（13.80%），蓝莓果渣脂肪含量最低（2.69%）；黑加仑果渣蛋白质含量最高（20.81%），红树莓果渣蛋白质含量最低（3.67%）；蓝莓果渣糖含量最高（16.74%），黑加仑果渣糖含量最低（6.12%）。总膳食纤维含量分别为55.21%（黑加仑果渣）、50.43%（蓝莓果渣）、45.24%（红树莓果渣），且有显著差异性（p＜0.05）。考虑到浆果的产地、采摘季节、储运技术和处理方式的不同，总膳食纤维及各成分含量与所查文献数据存在一定偏差[26]。浆果果渣可以作为酸奶的营养强化剂，提高其总膳食纤维含量。

2.2 不同浆果果渣的活性成分测定结果

三种浆果果渣中总多酚、总黄酮、花色苷含量的测定是根据实验测得吸光度数据，通过与标准曲线进行对比、计算，得出数据，整理得表2。

表2 不同浆果果渣活性成分含量Table 2 Contents of active ingredients of different berries pomace

由表 2可知，黑加仑果渣的总多酚含量（30.00 mg/g）高于蓝莓果渣（18.70 mg/g）和红树莓果渣（18.40 mg/g），且差异显著（p＜0.05）；总黄酮含量红树莓果渣（3.00 mg/g）与黑加仑果渣（2.90 mg/g）无显著差异（p＞0.05），都高于蓝莓果渣（2.00 mg/g），且差异显著（p＜0.05）；红树莓果渣的花色苷含量（14.30 mg/g）和蓝莓果渣的花色苷含量（14.10 mg/g）高于黑加仑果渣（10.50 mg/g），且差异显著（p＜0.05）。

2.3 不同浆果果渣的抗氧化能力测定结果

从DPPH自由基清除能力、总还原力、羟自由基清除能力三个方面衡量浆果果渣的抗氧化性。同一质量浓度（10.00 mg/mL）的提取液，分别进行实验，得出数据，整理得表3。

由表3可知，三种浆果果渣的DPPH自由基清除能力均在 60%以上，以 VE作为标准品，得到 10.00 mg/mL VE的DPPH自由基清除能力达72%，对比发现，三种浆果果渣均有很强的抗氧化能力，其中红树莓果渣与蓝莓果渣抗氧化能力要高于相同质量浓度的VE。总还原力与羟自由基清除能力方面，黑加仑果渣显著高于蓝莓果渣和红树莓果渣。Saura-Calixto定义了抗氧化膳食纤维(antioxidant dietary fiber，ADF)，并提出要把植物原料看作 ADF需要满足以下条件：总膳食纤维含量应高于干物质量的50%；1 g ADF的DPPH自由基清除能力至少相当于50 mg VE；抗氧化能力必须是其固有的特征、来源于原料的天然组分[27]。结合表1实验结果，蓝莓果渣和黑加仑果渣符合抗氧化膳食纤维的定义。

表3 不同浆果果渣抗氧化能力Table 3 Antioxidant ability of different berries pomace

2.4 不同浆果果渣酸奶在贮藏中的性质和成分变化

2.4.1 不同浆果果渣酸奶在贮藏过程中的品质变化

对乳清析出率、持水力、pH和滴定酸度4个指标的数据分别进行显著性分析，实验结果如图1～4所示。

在同一贮藏时间点，对照组酸奶与三种浆果果渣酸奶在乳清析出率、持水力、pH和滴定酸度上存在显著差异（p＜0.05）。

图1 不同浆果果渣酸奶乳清析出率随贮藏时间变化Fig.1 Changes of whey syneresis of different berries pomace yoghurt with storage time

图2 不同浆果果渣酸奶持水力随贮藏时间变化Fig.2 Changes of water holding capacity of different berries yogurt with storage time

图3 不同浆果果渣酸奶pH随贮藏时间变化Fig.3 The pH of yoghurt berries yoghurt changes with storage time

图4 不同浆果果渣酸奶滴定酸度随贮藏时间变化Fig.4 Changes of titratable acidity of different berries pomace yoghurt with storage time

乳清析出率在21thd所测值显著高于其它时间点的数据（p＜0.05），且四种酸奶样品的乳清析出率均随时间而增加；持水力在1std时测得最大值，且四种酸奶样品的持水力均随时间显著降低（p＜0.05）。

可以看出，浆果果渣的加入并未改变酸奶的乳清析出率和持水力随贮藏时间的变化趋势，而四种酸奶样品的滴定酸度大于88.78 °T，符合GB 19302-2010对风味发酵乳的酸度要求，pH水平（4.17～4.51）使产香型噬热链球菌能生长繁殖，保证了酸奶的香气。三种浆果果渣酸奶的持水力从1std的80%降低到21thd的50%，与廖芬等[28]研究的香蕉凝固型酸奶的持水力相近，李荣华[29]研究表明持水力随着酪蛋白和乳清蛋白比例的增大而减小，所以酸奶乳清析出率的增加会使其持水力降低；另外持水力的降低与pH的降低有关，连小燕等[30]研究表明pH 5.0时，膳食纤维的持水力最高，pH的降低会使酸奶中膳食纤维的持水力降低；滴定酸度均高于70 °T，符合国家标准中关于风味发酵乳中酸度的相关规定[31]。

2.4.2 不同浆果果渣酸奶在贮藏过程中质构特性变化

实验结果如表4所示，同一时间点测得对照酸奶与三种浆果果渣酸奶硬度、黏度、凝聚力、粘性指数值均有显著差异（p＜0.05），整体呈增加趋势，浆果果渣的添加对酸奶质构有所改善。

对照组和红树莓果渣组在14thd时硬度值达到峰值，蓝莓和黑加仑果渣组7thd时的硬度值显著高于其它时间点（p＜0.05）。对照组、蓝莓组和黑加仑组的黏度值在7thd后开始降低，红树莓组则是在14thd后开始降低；对于凝聚力和粘性指数，对照组测得值随时间呈下降趋势，而黑加仑组将下降时间点延迟到7thd，红树莓组和蓝莓组将下降时间延迟到14thd。浆果果渣的加入，影响着贮藏期间酸奶的硬度、黏度、凝聚力、粘性指数值峰值出现时间。在贮藏期间，酸奶的硬度、黏度、凝聚力、粘性指数会先增加，这与范宇等[32]的研究结果一致，而贮藏后期，随着乳清析出率的增大，使酸奶的硬度、黏度、凝聚力、粘性指数下降[33]。

表4 贮藏期间浆果果渣酸奶质构特性变化Table 4 Changes of texture characteristics of berries yoghurt with storage time

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注：同一列不同大写字母表示数据具有显著性差异（p＜0.05），同一行不同小写字母表示数据具有显著性差异（p＜0.05）。

2.4.3 不同浆果果渣酸奶在贮藏过程中的总膳食纤维含量变化

图5 不同浆果果渣酸奶中总膳食纤维含量随贮藏时间的变化Fig.5 Changes of total dietary content in different berries yoghurt with storage time

图6 不同浆果果渣酸奶中IDF/TDF随贮藏时间的变化Fig.6 Changes of IDF/TDF in different berries yoghurt with storage time

由图5可知，三种浆果果渣酸奶的总膳食纤维随着贮藏时间的延长而减少，干基百分含量分别由1std的2.64%、2.40%、2.60%，减少到21thd的1.27%、1.17%和1.52%。

由图 6可知，不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber，IDF)占总膳食纤维（total dietary fiber，TDF）的百分比随贮藏时间延长而减少。

在贮藏期间，三种浆果果渣酸奶的总膳食纤维含量和不溶性膳食纤维的含量均在减少，但均显著高于对照样品（p＜0.05），所以浆果果渣的加入可以显著提高酸奶中的膳食含量。可溶性膳食纤维有很强的吸水性[34]，膳食纤维总量以及可溶性膳食纤维含量均减少，可溶性膳食纤维的减少使浆果果渣酸奶持水力下降，与图2结果一致。

2.4.4 不同浆果果渣酸奶在贮藏过程中的活性成分含量变化

三种浆果果渣酸奶在贮藏过程中的总多酚、总黄酮、花色苷成分含量变化结果如图7所示。

图7 不同浆果果渣酸奶中活性成分含量随贮藏时间的变化Fig.7 Changes of active constituents content of different berries yoghurt with storage time

总多酚含量在14thd时达到峰值，红树莓果渣酸奶的总多酚含量由最初的1.02 mg/g增加到1.30 mg/g，蓝莓果渣酸奶的总多酚含量从1.47 mg/g增加到2.03 mg/g，黑加仑果渣酸奶的总多酚含量从1.49 mg/g增加到2.32 mg/g。14thd之后多酚含量均有所减少，在21thd时，红树莓和蓝莓果渣酸奶的多酚含量仍高于1std的数据。浆果果渣酸奶中总黄酮含量的变化与总多酚相似，在贮藏期间含量均有增加，但花色苷变化不稳定，其稳定性差，除受其结构影响外，还易受pH、温度、光和氧等因素的影响[35]，其21thd花色苷含量相比于1std显著减少了。浆果果渣的添加对于贮藏期间酸奶中活性成分的增加有显著影响，主要体现在多酚与黄酮含量的增加。

含多酚等活性成分的果渣的加入是酸奶中活性成分含量增加的主要原因，贮藏中活性成分含量的变化有可能与温度和pH等因素有关，具体原因需要进一步研究。

2.4.5 不同浆果果渣酸奶在贮藏过程中的抗氧化性变化

反应液浓度为100.00 mg/mL，实验结果如表5所示。在同一贮藏时间点，添加三种浆果果渣的酸奶相比于对照酸奶在DPPH自由基清除能力、总还原力、羟自由基清除率上均有显著提高，分别可以提高至对照酸奶的2.51～3.93倍、7.54～13.11倍、1.98～4.28倍，浆果果渣的添加可以显著提高酸奶的抗氧化能力。不同浆果果渣酸奶样品测得的抗氧化性在1std、7thd、14thd、21thd四个时间点之间存在显著差异。三种浆果果渣酸奶样品在7thd测得DPPH自由基清除率显著高于其它时间点，总还原力方面，三种浆果果渣酸奶所测值在14thd到达峰值，蓝莓和黑加仑果渣酸奶的羟自由基清除率7thd的值显著高于其它时间点的数值。实验结果与Bertolino等[8]研究结果一致。可以看出，在7thd和14thd这个时间段内浆果果渣对酸奶抗氧化性的影响更加明显，浆果果渣酸奶拥有更佳的抗氧化性。