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乳酸菌协同外源酶对全麦粉营养品质 及抗氧化活性的影响

2022-06-29张书庆郑学玲洪静

现代食品科技 2022年6期
关键词:植酸聚糖乳酸菌

张书庆,郑学玲,洪静

(河南工业大学粮油食品学院,河南郑州 450001)

随着膳食纤维在饮食结构的作用越来越清晰,人们开始注重膳食纤维的摄入以期望达到健康饮食的标准[1,2]。小麦是主要的谷类作物之一,其皮层和胚芽含有大量植物活性成分,如膳食纤维、酚类化合物、木质素、维生素和矿物质等[3]。小麦中的麸皮和胚芽是酚类等抗氧化剂的良好来源。膳食纤维主要由不溶性的木质素、纤维素、半纤维素和一些可溶性阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖组成[4]。虽然膳食纤维是一种有益成分,但同时高膳食纤维会对产品加工产生不利影响,如植酸会降低金属离子利用率[5],一些膳食纤维与面筋相互作用降低面团稳定性[6,7],膳食纤维的表层绒毛会降低面团发酵能力[8],鉴于此,可通过机械处理、酶处理、生物发酵、蒸汽爆破、热处理等手段提高富含麸皮产品其营养特性和加工品质[9,10]。

酸面团发酵是一种重要的技术,在烘焙食品中应用广泛,对发酵食品的感官品质、组织结构、营养和货架期等特性有很大影响[11]。发酵是一个极其复杂的生化反应过程,酸面团中乳酸菌和酵母菌代谢产生的变化,如乳酸发酵、酸化、蛋白水解以及一些风味化合物的合成,很大程度上会对制品营养、功能和感官特性产生影响[12]。在发酵过程中通过环境变化激活多种内源酶,如植酸酶、淀粉酶等,降低植酸对金属离子的螯合[13,14],增加淀粉的浸出和溶出,并释放一些酚类和黄酮类物质,是一种良好的加工处理手段。

全麦粉品质改良中常见的酶制剂包括戊聚糖酶、纤维素酶、葡萄糖氧化酶、谷氨酰胺转化酶等,这些酶制剂有着不同的作用底物,在全麦粉处理中发挥着不同的作用。戊聚糖酶能切断戊聚糖主链,生成小分子组分[15],降低持水能力并释放水分,使得面筋网络更好的水合,增强面筋网络的强度,同时促进戊聚糖增溶,增加水溶性戊聚糖含量,降低不溶性戊聚糖对面团的不利影响[16,17]。纤维素酶主要作用于细胞壁,促进细胞壁的溶解,改变纤维素的结晶结构,并产生部分可溶性的微结晶[18],同时因为其结构变化导致生理功能性质产生变化,增加其保水能力、持油能力等[19]。虽然人们对单一乳酸菌发酵对全麦面团营养特性或酶处理对全麦面团的影响有了较多研究,但对于其协同作用还鲜有报道。

本实验主要探究乳酸菌协同外源酶对全麦粉中膳食纤维的影响,同时探究其对阿拉伯戊聚糖的溶解性,以及对内源植酸酶的激活效应,旨在通过这种结合处理手段探究对全麦粉营养品质的影响,同时对不同发酵类型乳酸菌进行比较,并对发酵全麦制品的营养品质变化做出一定的解释。

1 材料与方法

1.1 材料

全麦粉来自于河南农科院,新麦26全籽粒粉碎,过60目筛,后熟两周备用。纤维素酶、戊聚糖酶,购于诺维信生物技术有限公司。

本实验所用乳酸菌均购于中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)。短乳杆菌(Lactobacillus brevis):CICC 20269;植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum):CICC 22133。

试剂:标准品:标准木糖,麦克林;植酸标准品,麦克林;没食子酸,麦克林;Trolox,麦克林;磷酸二氢钾,阿拉丁。膳食纤维试剂盒,美国sigma公司;其他所用试剂均为分析纯或色谱纯。

1.2 主要仪器与设备

JFXM110锤式旋风磨,杭州其伟光电科技有限公司;UV762紫外可见分光光度计,上海仪电分析仪器有限公司;SPX型生化培养箱,北京永光明;LXJ-IIB型低速大容量离心机,上海安亭科学仪器厂;立式压力蒸汽灭菌锅器,上海博讯医疗生物股份有限公司;pHS-3C pH计,上海仪电科学仪器;SHZ-B型水浴振荡器,上海博讯医疗生物仪器股份有限公司;SP-18S醒发箱,江苏三麦食品机械有限公司;SW-CJ-1D超净工作台,苏州净化;漩涡振荡器,艾卡公司;WZZ-3自动旋光仪,上海仪电物理光学仪器有限公司;SD matic肖邦破损淀粉仪,法国肖邦仪器公司。

1.3 方法

1.3.1 乳酸菌的活化及生长曲线

MRS液体培养基(g/100 mL):酪蛋白胨1.0,牛肉膏1.0,酵母粉0.5,葡萄糖0.5,乙酸钠0.5,柠檬酸二铵0.2,Tween 80 0.1,K2HPO40.2,MgSO4·7H2O 0.02,MnSO4·H2O 0.005,调 节pH 6.8。

两种乳酸菌冻干粉均使用CICC推荐的方法活化培养,并在初代活化后,接种到MRS液体培养基进行培养。培养基按前述配方进行配置,在添加各成分之后,加入90 mL水,用1 mol/L的NaOH调节pH值为6.8,之后再加入10 mL水。在121 ℃灭菌15 min后备用接种。在接种后用接种环挑取单菌落接种至MRS液体培养基活化培养,然后将乳酸菌按2%(V/V)的接种量再重新接种培养,然后每2 h取培养液在600 nm处测定OD值,并绘制生长曲线。

1.3.2 发酵面团冻干粉的制备

取培养到对数后期的菌悬液以5000 r/min的速度离心10 min,弃去上层的培养液,下层的菌泥沉淀用0.85%的生理盐水20 mL洗涤再离心沉淀两次。将下层沉淀重新悬浮于去离子水中并与全麦粉混合。其中菌悬液:全麦粉=20 mL:100 g,加水量为全麦粉的65%(m/m)。本实验中不同的处理方式包括植物乳杆菌(Lac)、植物乳杆菌+纤维素酶+戊聚糖酶(Lac-cel/Pn)、短乳杆菌(Lbr)、短乳杆菌+纤维素酶+戊聚糖酶(Lbr-cel/Pn)、纤维素酶+戊聚糖酶(cel/Pn)五种处理方式,并选取发酵时间为0、3、6、9、12 h的样品。发酵条件为温度35 ℃,湿度85%。取不同发酵时间的面团在-18 ℃冰箱冷冻后进行真空冷冻干燥,研磨过60目筛后得到不同发酵时间的面团冻干粉备用。

1.3.3 面粉基本指标的测定

粗蛋白含量的测定:使用全自动定氮仪法,参照GB/T 5009.5,蛋白质的换算系数6.25。

粗淀粉含量:参照GB/T 5009.9-1985,使用1%盐酸旋光仪法。

水分含量:参照GB/T 14608-85,进行130 ℃定温定时烘干法。

灰分含量:参照GB/T 5009.4-2003,采用550 ℃灼烧法。

破损淀粉含量使用SD matic肖邦破损淀粉仪进行测定,将1 g面粉样品放入仪器样品斗中,在反应杯中加入3 g硼酸和3 g碘化钾以及130 mL蒸馏水,放入仪器卡槽中,上机测试,等待大约10 min中仪器自动显示出测定结果。

膳食纤维含量:参考国标GB 5009.55-2014。采用膳食纤维测定试剂盒测定,按照试剂盒的操作说明进行实验以测定可溶性膳食纤维(Soluble Dietary Fiber,SDF)和不溶性膳食纤维(Insoluble Dietary Fiber,IDF),二者之和为总膳食纤维(Total Dietary Fiber,TDF)。测试盒购于sigma试剂公司。

戊聚糖含量的测定参考高杨等[20]的方法并做出一定改进。取10 mg样品加入2 mL水,加10 mL显色液(2 g间苯三酚,10 mL无水乙醇,110 mL冰醋酸,2 mL盐酸,1 mL葡萄糖(1.75 g/100 mL))。沸水浴25 min后,置于冰水中冷却3 min,迅速在552 nm和510 nm处测定吸光度,以吸光度差值在标准曲线中查到相应的标准木糖浓度。以标准木糖为标准品,以吸光度差值和木糖浓度作标准曲线得y=1.6193x+0.0873,(r2=0.9962)。

式中:

C——标准曲线查到的木糖含量;

m——样品质量;

0.88 ——戊聚糖与木糖的比例系数。

1.3.4 面团pH值和总可滴定酸度(TTA)的测定

根据AACC方法(2000)02-52测定pH和TTA。将10 g样品放于装有90 g去离子水的烧杯中,高速均质2 min,静置10 min,用pH计测定pH。然后用0.1 mol/L NaOH溶液滴定至pH=8.6,消耗的NaOH体积为TTA,即总酸度。

1.3.5 植酸含量和植酸酶活性的测定

1.3.5.1 植酸含量的测定

植酸含量测定参考张成龙[21]的方法并做出修改。称取全麦粉2.000 g加入40 mL 1.2% HCl·10% Na2SO4溶液,旋涡振荡30 s,超声提取1 h,超声后以4000 r/min的速度离心10 min,上清液即为植酸提取液,置于4 ℃冰箱保存待用。取植酸提取液2 mL加入2 mL 15% TCA静置1 h,然后以4000 r/min的速度离心10 min,取上清液3 mL加入1 mL 0.03% FeCl3·6H2O 0.3%磺基水杨酸试剂,混匀后于500 nm测定吸光值。以标准植酸为标准品绘制标准曲线,标准曲线方程为y=-3.3018x+1.5842(r2=0.9913)。

1.3.5.2 植酸酶活性测定

参考GB/T 18634-2009测定植酸酶活性。样品(标准品)测定为:称取全麦粉5 g加入50 mL乙酸缓冲溶液I(20.52 g无水乙酸钠,0.5 g曲拉通X-100,0.5 g牛血清白蛋白,加入900 mL水,调节pH值为5.50后定容至1000 mL),超声15 min,再回流振荡30 min,以4000 r/min的速度离心10 min得上清液。取10 mL试管,加入上清液0.2 mL,乙酸缓冲溶液II(20.52 g无水乙酸钠溶于900 mL水,调节pH值为5.50后定容至1000 mL)1.8 mL,混匀后在37 ℃水中预热5 min,加入底物溶液(0.690 g植酸钠溶于90 mL乙酸缓冲溶液II,调节pH值为5.50后定容至100 mL)4 mL,于37 ℃下反应30 min后,加入终止液(2 mL硝酸(硝酸:水=1:2)+1 mL钼酸铵(100 g/L)+1 mL偏钒酸铵(2.35 g/L))4 mL。若有沉淀可以在4000 r/min的速度离心10 min。在415 nm处测定吸光度A。

样品(标准品)空白测定为:取10 mL试管,加入上述上清液0.2 mL,乙酸缓冲溶液II 1.8 mL,混匀后在37 ℃水中预热5 min,先加入终止液4 mL,于37 ℃下反应30 min后加入底物溶液4 mL。在415 nm处测定吸光度A0。

在样品测定中先加入底物溶液是为了让提取液中的植酸酶分解植酸,在酸性条件下能与钒钼酸铵发生显色反应,后加入终止液以终止植酸酶活性并显色;在样品空白中先加入终止液是使提取液中植酸酶灭活,再加入底物溶液作为空白对照。

其中以磷酸二氢钾为标准品。标准曲线为y=0.036x+0.0124(r2=0.9971),样品液的稀释倍数为1倍。计算公式如下:

式中:

X——酶活性,U/g(温度为37 ℃,pH值为5.50条件下,每分钟从5.0 mmol/L植酸钠溶液中释放1 μmol无机磷定义为一个酶活性);

Y——实测吸光度(A-A0)由标准曲线计算的无机磷含量,μmol;

m——试样的质量,g。

t——酶解时间,min;

n——试样的稀释倍数。

1.3.6 总酚含量的测定

参照Folin-Ciocalteu法测定总酚含量并稍作改进。取1 g全麦粉加入25 mL 80%甲醇,超声辅助提取1 h,回流振荡1 h,以5000 r/min的速度离心20 min得上清液即为甲醇提取物。取10 mL刻度试管,加入1 mL甲醇提取物,加水4 mL,福林-酚试剂1 mL及质量分数为12%的碳酸钠溶液4 mL,在室温下避光反应2 h,在765 nm波长处测定样品的吸光度,试剂空白为参比。以不同浓度梯度的没食子酸标准品制作标准曲线,标准曲线为y=47.859x-3.5568(r2=0.9954)其中x轴为没食子酸浓度(μg/mL),y轴为吸光度。

1.3.7 抗氧化性的测定

1.3.7.1 DPPH清除率的测定

参考Fenglin等[22]方法进行测定并稍加改动。配制不同浓度的Trolox/甲醇标准溶液,取不同浓度的Trolox/甲醇标准溶液2 mL,加入0.25 mmol/L DPPH溶液2 mL,避光振荡反应30 min,517 nm出测定吸光值。以标准溶液中Trolox的浓度(mg/mL)为x轴,吸光度为y轴绘制标准曲线并得出回归方程为y=0.8895x+3.0106(r2=0.9933)。取1.3.6甲醇提取液2 mL加0.25 mmol/L DPPH溶液2 mL,避光反应30 min,在517 nm出测定吸光值。在标准曲线中计算相应的DPPH清除能力。最终结果用mg troloxeq/100 g dry weight表示,简写为mgTE/100 g DW。

1.3.7.2 铁离子还原能力

参考袁佐云[23]的方法并做出调整。配制不同浓度的Trolox/甲醇标准溶液,取不同浓度的Trolox/甲醇标准溶液0.5 mL,加入2.5 mL 0.2 mol/L PB缓冲液,加入2.5 mL铁氰化钾溶液(1%,m/V)混匀,于50 ℃水浴中保温20 min。之后加入2.5 mL三氯乙酸(TCA,10%,m/V)以终止反应。4000 r/min离心10 min后取上清液2.5 mL,加入1 mL蒸馏水,0.5 mL三氯化铁溶液(0.1%,m/V),700 nm下测定其吸光度值。以标准溶液中Trolox的含量(mg/mL)为x轴,吸光值为y轴制作回归方程y=2.3683x+0.0105(r2=0.9987)。最终结果用mg troloxeq/100 g dry weight表示,简写为mg TE/100 g DW。样品测定:取0.5 mL 1.3.6中甲醇提取液按相同的步骤测定得到吸光度,由标准曲线计算样品的铁离子还原能力。

1.3.8 数据处理

所有数据重复两次并取其平均值作为实验结果,用SPSS 25和Excel 2013对实验数据进行处理和差异性分析,并用Origin 2018进行制图。

2 结果与讨论

2.1 全麦粉基本指标

由全籽粒粉碎制取的全麦粉其破损淀粉含量较高,能满足发酵过程中所需的淀粉。

表1 面粉的基本指标 Table 1 Basic indicators of flour (%)

2.2 菌种的生长曲线

菌种生长曲线是判定菌种生长状态和确定最佳培养时间的重要参数。图1是在37 ℃下测定的Lac和Lbr生长曲线。经过2 h的延滞期后快速到达对数期,分别在10 h(菌体密度达到108CFU/mL)和8 h(菌体密度达到109CFU/mL)到达对数后期,因此在Lac和Lbr分别选发酵至10 h和8 h的菌液制作发酵面团。

2.3 发酵过程中pH和TTA值的变化

在面团发酵过程中,pH值是评判微生物发酵能力的一个重要指标,图2是发酵过程中面团pH值和TTA变化情况。由图2可以观察到随着发酵时间增加,面团的pH值显著降低(p<0.05),尤其是在0~6 h下降的更剧烈,这是因为在初始阶段乳酸菌的生长环境较为适合并且营养物质丰富,使得乳酸菌快速生长繁殖代谢,导致pH值的迅速下降,在发酵后期由于环境变化和代谢产物的积累,导致乳酸菌发酵活力降低,代谢繁殖缓慢[24]。由图2可以看出,在发酵12 h后面团的pH值分别从6.88降低到5.88、4.23、4.07、3.64、3.83,即下降程度为cel/Pn<Lac<Lac-cel/ Pn<Lbr-cel/Pn<Lbr。植物乳杆菌是同型发酵乳酸菌,主要的代谢产物是乳酸,短乳杆菌是异型发酵,其代谢产物是乳酸、乙酸和一些其他化合物。以上的结果显示出异型乳酸发酵有更强更快的产酸能力。这与卫娟等[24]的研究一致,他们报道了异型发酵有更强的产酸能力。图2中TTA值也验证出Lbr具有更强的产酸能力。同时通过对比发现,Lbr和酶的共同作用会延缓面团pH值的迅速下降,这两种酸度分布的差异可能是由于全麦面团系统中存在某些具有一定缓冲能力的化合物[25]。但是Lac和酶作用没有观察到这种协同作用,显示出协同作用的pH值降低更多,这可能是代谢物质中存在某些能与H+反应的物质,降低了可检测到的H+浓度。

2.4 发酵过程膳食纤维含量变化

膳食纤维含量的变化如表2所示,可以观察到Lac/Lbr-Cel/Pn处理将TDF含量从14.61%降低至9.86%和9.70%,而在发酵12 h后Lac和Lbr的膳食纤维含量分别为11.09%和11.12%,本研究中的处理方法均发生了膳食纤维的降解,并且在酶的作用下降解更显著,但是在不同发酵类型的Lac和Lbr发酵后,全麦粉中的TDF含量没有显著变化,这说明同型或异型的发酵途径对TDF的降解没有显著影响,一部分是酸水解非淀粉多糖的作用,更多的是激活内源酶产生的作用[26]。在单独的酶作用时,发酵12 h后其SDF的含量为2.45%,要明显小于Lac- Cel/Pn和Lbr-Cel/Pn的2.72%和3.22%,这表明在对膳食纤维进行降解时,乳酸菌和酶有很明显的协同作用,单纯的酶处理效果远小于酶和乳酸菌的共同作用,这可能是单一酶的环境pH值较高,纤维素酶和戊聚糖酶最适pH在4.5~5.5之间,起初pH值过高导致酶不能很好的作用,随着发酵时间的延长达到最适环境,降解速度加快,从表2单一酶处理中膳食纤维含量变化可以看到,随着时间延长,导致IDF降解速度和SDF升高速度加快。而且Lac-Cel/Pn和Lbr-Cel/Pn两种处理方法也观察到在相似现象。Zhao等[28]在用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵麸皮也发现可溶性膳食纤维的增加,他认为是乳酸菌激活内源酶或产生一些水解酶导致大分子的膳食纤维被降解。

表2 不同发酵时间的膳食纤维含量 Table 2 Dietary fiber content at different fermentation time

2.5 发酵过程戊聚糖含量的变化

戊聚糖是细胞壁的重要组成成分,能通过阿魏酸共价链接形成戊聚糖聚合物,具有很强的吸水能力。是面团的重要组成体系,而且由于全麦粉含有大量的外果皮导致其在全麦体系中含量很高。根据溶解性可分为水溶戊聚糖(SAX)和水不溶戊聚糖(IAX)[3]。水溶性戊聚糖主要作用于面团气室液膜,能增强液膜的刚性和稳定性,同时也能增加面团水相的黏度,增强面团的稳定性。不溶性的戊聚糖是很好的益生元成分,能调节肠道功能,AX可以被特定的酶部分降解,如内切戊聚糖酶,它在内部水解AX的戊聚糖骨架,并强烈影响其分子量、水提取性和一些功能特性[26,27]。表3中数据显示出,在不添加外源酶的情况下,Lac总戊聚糖从8.82%降低到8.43%,而Lbr从8.82%降低到7.84%,这表明在单一乳酸菌发酵的情况时Lac对戊聚糖的降解作用不明显。而Lbr发酵则显著降低,事实上在乳酸发酵过程中,葡萄糖在葡萄糖酶作用下会沿着6-磷酸葡萄糖途径进行发酵生成乳酸和乙酸盐,这说明只有异型发酵乳酸菌才能代谢戊聚糖[28]。而在Lac发酵中这种轻微的降解更多是短链的戊聚糖被酸分解。发现在单独使用乳酸菌发酵后IAX含量都有明显的增加,这表明无论是何种发酵途径都能产生戊聚糖的增溶现象。可能是降解产生的一些酶降解了高分子的不溶性戊聚糖,成为可溶性小分子的戊聚糖。添加Cel/Pn的三种发酵方式Lbr-Cel/Pn、Lac-Cel/Pn、Cel/Pn,其总戊聚糖含量分别为7.20%、7.48%、7.54%,这表明乳酸菌和外源酶在降解戊聚糖时有协同作用。这可能是在发酵过程中乳酸菌发酵的产物能更快的激活酶的活性增强酶的活力,并且在异型发酵途径有更明显的作用效果。

表3 不同发酵时间的戊聚糖含量 Table 3 Pentosan content at different fermentation times

2.6 植酸含量和植酸酶活性

植酸(磷酸或肌醇六磷酸)可以螯合沉淀多价阳离子矿物质,并且会降低钙、镁以及微量元素如铁和锌的利用度[29]。全谷物小麦中矿物质的生物利用率可以通过植酸酶的作用来提高,植酸酶是一种能够将磷酸水解为游离无机磷酸盐和低肌醇磷酸酯的磷酸单酯酶。由图4可知,在发酵时间为6 h的时候,植酸酶的活性显示出最高值,有研究表明,植物植酸酶的最适pH值为4.8~5.5,当pH值偏离最佳值时,植酸酶的活性会显著降低[30]。本研究在后续的乳酸菌发酵中pH值降低导致植酸酶活性降低证实了这一观点。并且发现Lac的植酸酶活性要更高,这与前人研究一致,只有淀粉乳杆菌和植物乳杆菌被报道产生显著的胞外植酸酶活性[31]。在图5的植酸含量变化中可以发现,植酸含量降低也主要发生在3~9 h,其中Lac和Lac-Cel/Pn发酵引起的变化更显著,分别从2.92 mg/g下降到1.38 mg/g和1.03 mg/g。在乳酸菌发酵过程中发现植酸含量的降低可能是由于内源植物植酸酶的活化或发酵过程中pH值下降导致的肌醇六磷酸和蛋白质的共沉淀[32],这是两个影响植酸含量变化的主要因素。而在单独酶处理12 h没有发现植酸含量的明显变化(p>0.05),其含量从2.97 mg/g下降到2.91 mg/g,这也表明在较高的pH值下,肌醇六磷酸的降解轻微,环境对植酸降解影响显著。在图4中发现Lac-Cel/Pn和Lbr-Cel/Pn的植酸酶活性要远高于Cel/Pn,在发酵到6 h后分别高达3.71倍和2.71倍,这说明单一的酶处理对于植酸含量的影响是很小的,更多的是乳酸菌发酵改变环境激活植酸酶导致植酸的降解。

2.7 总游离酚含量变化

酚类物质分为游离酚和结合酚,在全麦粉中酚类物质主要以结合酚的形式存在[33]。但是已经证实,人体内的酶不能消化结合酚类物质,食品中的结合酚主要是在小肠中通过微生物发酵被释放出[34],但是在小肠中的消化利用率较低,所以可以通过适当处理全麦粉达到释放酚类物质的目的。由图6可以看出乳酸菌发酵能明显增加甲醇提取液中酚类物质的含量,并且随着乳酸菌发酵的进行,对于结合酚类物质的释放有明显的促进作用。经过不同的处理方式对比,发现Lac-Cel/Pn和Lbr-Cel/Pn的总游离酚含量分别增加110.55%和95.94%。而Lac和Lbr单独处理中,检测到的酚类物质含量分别增加96.79%和89.88%。这说明两者具有协同作用能快速增加酚类物质含量。应该是酶和乳酸菌的协同作用破坏了细胞壁的完整性,果皮种皮和糊粉层中的结合酚被释放,导致可检测到酚类物质含量增加。另外发酵导致高分子酚的转化和解聚,微生物酶水解酚苷并释放具有抗氧化活性的苷元也是提高抗氧化性的重要手段[36]。对于Cel/Pn处理的样品从3 h的50.79 mg/g增加到12 h的69.77 mg/g,含量增加的原因更多是pH值降低导致的,促进了一系列的反应导致酚类物质的释放。

2.8 抗氧化特性分析

在图7和图8中可以发现随着发酵时间的增加,全麦粉的抗氧化性有不同程度的增加在图7中可以看到Lac-Cel/Pn在发酵12 h后DPPH清除能力最高达到了52.59 mg TE/100 g DW,而在其次是Lbr-Cel/Pn和Lac交替增加,分别为50.29 mg TE/100 g DW和48.13 mg TE/100 g DW,所有的处理方法中Cel/Pn的增加幅度是最小的,从27.50 mg TE/100 g DW增加到42.24 mg TE/100 g DW。这表明单独的乳酸菌发酵对全麦粉抗氧化效果的影响要大于单独的酶处理,但是酶和乳酸菌发酵有协同作用。主要是因为乳酸菌代谢过程的多种生物化学变化和酶的水解作用能破碎糊粉层和皮层的细胞壁,最终使得与多糖、蛋白质、纤维素共价结合的抗氧化性物质释放[37]。图8表明铁离子还原能力随着发酵时间增加而增加。在Lac-Cel/Pn和Lac的处理中,两者的还原能力是交替增加的,并不是Lac-Cel/Pn一直最高。这说明抗氧化性与游离酚含量存在相关性,但并不是强烈的正相关关系。如在发酵12 h的时候Lac-Cel/Pn和Lac的处理方式其酚含量分别为116.9 mg/100 g和99.95 mg/100 g,但是其铁离子还原能力分别为246.46和255.17 mg TE/100 g DW。这可能是:一方面,抗氧化性由不同的物质组成。如多酚、黄酮、花青素;另一方面,不同的抗氧化物之间的作用使得抗氧化性不只是与其含量相关,也与抗氧化物质结构和之间相互作用有关[38]。

3 结论

在本实验中探究乳酸菌和酶处理对全麦粉营养品质的影响。结果表明,酶和乳酸菌发酵在改善全麦粉营养品质上有明显的协同作用,经过发酵后,全麦粉的植酸酶活性有了一定的提高,植酸被降解,增加了矿物质的利用程度。此外乳酸菌协同酶处理增加了可溶性膳食纤维和可溶性戊聚糖的成分,改善了面团的加工性能。在研究中发现乳酸菌和酶能协同释放酚类物质,提高全麦粉的抗氧化性,乳酸菌和酶处理在改善全麦粉营养品质上有着明显作用,为全麦制品的加工提供一种良好的途径。

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