红菜苔多糖对乳酸菌发酵及酸奶品质的影响

冯彩平，王紫艳，李炜娴，任艳婷，郭彩珍，贺 莹

(吕梁学院 生命科学系，山西 离石 033001)

乳类及其制品中含有优质蛋白质、丰富的B 族维生素以及矿物质等，具有很高的营养价值。乳制品主要包括酸奶、炼乳、奶粉、奶油、奶酪、乳酸饮料等。因加工工艺不同，乳制品营养成分有很大差异。其中酸奶是在消毒鲜奶中接种乳酸菌并使其在控制条件下发酵而制成的，牛奶经乳酸菌发酵后，游离的氨基酸和肽增加，因此更易消化吸收，能抑制肠道腐败菌的生长繁殖，对人体健康有一定的保健作用[1-2]。酸奶如今已经成为人们日常生活最受欢迎的产品，早在多年前某些西方国家就已经开始生产酸奶[3]。国内外对酸奶的开发和研究较多，他们将灵芝、沙棘、枸杞、黑木耳、山药、椰子、菊粉、谷物等应用于酸奶中[4-5]，研制更多功能性的酸奶。由于香菇多糖、杏鲍菇多糖、灵芝多糖、人参多糖及凝胶多糖[6-7]，具有免疫调节、抗辐射、调节肠胃、促进组织结构再生长或修复等功效，部分学者已将其应用到酸奶的研究和开发中，并研制出一种多糖酸奶。结果表明，在发酵乳中添加功能性糖分，可以加快乳酸发酵、减少乳清在保存过程中的产生、提高酸奶的稳定性、延长酸奶的保质期[8-9]。一些医学专家认为：在当今社会，蛋白质时代已经过去，活性多糖时代来临[10]。

红菜苔的颜色紫红，花束金黄，质地鲜嫩，是武汉地区特有的植物。不仅含有大量的微量元素，还有许多人体所需的维生素等营养成分。红菜苔多糖是红菜苔中重要的功能成分，是一种具有多种生物活性的物质[10-11]。目前国内有关红菜苔的功能性成分对乳酸菌发酵的影响未见报导，很少有人将多糖应用到酸奶中，开发出多种类型的酸奶。本课题为满足现实需要与开发创新型多糖的应用，利用水提取法提取多糖[12]，将多糖和原味酸奶相结合，制作成多糖酸奶，测定其相关理化指标及感官评价两种方法来确定红菜苔功能性成分对乳酸发酵及发酵乳品质的影响，为红菜苔功能性酸奶的加工工艺提供理论依据[13]。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

红菜苔，2019 年3 月购于湖北省孝感市，鲜牛奶(吕梁学院星玛客超市)、绵白糖(吕梁学院星玛客超市)

1.2 实验试剂

白砂糖( 食品级) ，磁县田好食品有限公司;酸奶发酵剂，北京川秀国际贸易有限公司;氢氧化钠、酚酞以及氯化钠，分析纯，天津凤船化学试剂科技有限公司;MRS 肉汤( MRS) ，山西省生物科技有限公司。

1.3 实验仪器

L550 型离心机，金坛市恒丰仪器制造有限公司;LDZX-50KBS 高压蒸汽灭菌锅、HPX-9052MBE 电热恒温培养箱、电热鼓风干燥箱( 101-2A) ，上海博讯实业有限公司医疗设备厂;BSA224S 电子天平、PHS-3E pH计，上海精密化学仪器有限公司。

1.4 实验方法

1.4.1 多糖提取的工艺流程

原料→干粉的制备→原料干粉水提取→离心过滤(重复3 次)→沉淀多糖→离心分离→配置多糖溶液→烘干→成品

1.4.2 操作要点

(1)红菜苔的制备

将红菜苔放入粉碎机中粉碎0.5～1 min，倒出，过筛备用。

(2)水提法提取多糖

准确称取烘干的红菜苔50 g，研磨后加入纯水800 mL，静置过夜，倒入锅中加热至沸腾，煮沸1 h。温度冷却下来之后用尼龙纱布重复过滤3 次，然后将滤液合并到一起。70℃水浴，将滤液浓缩至300 mL。离心(4 000 r/min，10 min)，弃去沉淀。取上清液并倒入1 200 mL 无水乙醇，静置12 h。离心(4 000 r/min，10 min)，收集沉淀，向其中倒入80 mL 水搅拌均匀，再加入乙醇，混匀，直至乙醇体积分数到达80%，停止加入乙醇，将容器封口，溶液沉淀过夜。离心(4 000 r/min,10min)，收集沉淀。向其中加入80 mL 纯水得到红菜苔多糖，继续用电热鼓风干燥箱烘干得到红菜苔多糖粉[14]。

1.4.3 酸奶的制作工艺

鲜牛奶→均质→加热(60～65℃)→添加一定比例的蔗糖→灭菌(95℃、10 min)→冷却(43℃)→接乳酸菌菌种→装杯→发酵(43℃)→冷却→后熟(2～7℃)→成品

将鲜牛奶以100 mL分别装入纸杯中，以3 个纸杯为一组，总共7 组。分别按照0.00%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%、0.12%红菜苔多糖的浓度来制作多糖酸奶。完成后将多糖酸奶放入冰箱中进行后熟，冷藏，完成接下来理化指标的检测。

1.4.4 多糖百分含量的检测

(1)乳酸菌活菌数的测定[14]：参照《GB4789.35-2010》的方法，精确称量25 g酸奶样品溶液倒入三角瓶中，向三角瓶中加入225 mL 的无菌生理盐水，充分摇晃均匀。将8 只试管中分别加入9 mL的无菌生理盐水，从已配好的250 mL 酸奶溶液中吸取1 mL 到第一个试管中，再从第一个试管中吸取1 mL 到第二个试管中，重复以上步骤依次连续倍比稀释到第8 个试管。吸取10-6、10-7、10-8三种梯度的样品溶液0.2 mL 在无菌操作条件下进行稀释倒平板，在无菌厌氧的条件下放入恒温培养箱中培养48 h 后，取菌数在30～300 CFU 之间的平板进行计数。平行测定3 次，取平均值。

(2)滴定酸度的测定：参照《GB5413.34-2010》的方法，从每组各取一杯酸奶，准确吸取10 g 的酸奶放入250 mL 三角瓶中，向三角瓶中加入20 mL 纯水，摇晃均匀，再滴加酚酞指示剂10 滴，用0.1 mol/L 的NaOH 滴定至微红色，30 s 之内不褪色，并记下数据。损耗的0.1 mol/L 的NaOH溶液的毫升数乘以10，就是滴定酸度。连续7 d 定时测定，每次平行测定3 次，取平均值。

(3)持水力的测定：将空的50 mL 离心管的质量记为W，从每组酸奶中吸取10 g 酸奶样品倒入离心管中，并精确称重记为W1，放入离心机中离心(4 000 r/min，10 min)，取出样品静止2 min后，弃去上清液，称量总重量W2。平行测定3 次，取平均值。

(1)

式(1)中：W—离心管质量，g;W1—总质量，g;W2—弃去上清液的总质量，g

(4)乳清析出率的测定：取发酵完成的不同多糖浓度的酸奶进行检测，精确称重，再抽取发酵乳表面或底面析出的乳清并称重，经二者的比重计算。

(2)

(5)感官测定：酸奶发酵制作完成后，由10 名同学对各组酸奶进行感官评价。分别从色泽、气味、组织状态、滋味4 个方面进行综合评定，满分100分，评分标准见表1：

表1 红菜苔多糖酸奶感官评分标准

2 结果与分析

2.1 红菜苔多糖对酸奶乳酸菌活菌数的影响

由表2可知，随着红菜苔多糖浓度的增加，乳酸菌活菌数也增加，当红菜苔多糖含量为0.06%时，乳酸菌活菌数达到最高，表明添加适量的红菜苔多糖可有效促进乳酸菌的生长增殖，改善人体胃肠道功能，抑制腐败菌的繁殖，有益于人身体健康。

2.2 红菜苔多糖对酸奶滴定酸度的影响

由图1可知，添加不同浓度红菜苔多糖的酸奶，在连续7天的时间里滴定酸度的测定值均高于70°T，符合我国对于酸奶滴定酸度规定的标准。第1天各酸奶滴定酸度变化差异较小，随着时间的不断延长，酸度值也在不断上升，添加多糖的酸奶与未添加多糖的酸奶相比，添加多糖的酸奶低于未添加多糖的酸奶的滴定酸度，并且变化趋势较缓。由此说明，加入一定量的红菜苔多糖可以抑制发酵菌种的生长，从而达到防止酸奶酸度上升的目的，延长发酵乳的保质期，提高发酵乳风味，使其口感细腻，更好的提高发酵乳质构。

表2 不同红菜苔多糖浓度对乳酸菌增殖的影响

图1 不同红菜苔多糖浓度对酸奶滴定酸度的影响

2.3 红菜苔多糖对酸奶持水力的影响

图2 不同红菜苔多糖浓度对酸奶持水力的影响

由图2可知，在红菜苔多糖含量为0.02%～0.04%，持水力上升趋势较缓，当红菜苔多糖含量为0.06%时，样品的保水性达到最高，当多糖浓度达到0.08%～0.12%时，酸奶的持水力随着多糖浓度的增加而降低。酸奶持水力的高低对产品的风味及组织形态有较大的影响，红菜苔多糖的百分含量增加使持水力升高，原因是红菜苔与氨基酸分子交互作用，与发酵乳熟化后的网状结构紧密结合，使蛋白结合得更加紧密，不易分离，且增加了束缚水的面积，保持水分，降低了乳清析出率，从而改善酸奶组织形态，提高酸奶品质。

2.4 红菜苔多糖对酸奶乳清析出率的影响

由图3可知，当红菜苔多糖含量为0.04%～0.08%，其酸奶乳清的析出率较低，这表明，加入一定量的红菜苔多糖可以缓解发酵乳在乳酸生成过程中乳清的析出，可能是由于红菜苔多糖与酸奶的酪蛋白形成空间网状结构，使其有更强的保水性从而降低乳清析出率。

2.5 红菜苔多糖对酸奶感官品质的影响

由图4可见，当红菜苔多糖添加量为0.06%～0.10%时，酸奶的测评分值高于无添加多糖组，说明红菜苔多糖酸奶的酸味、质地、粘度、色泽和口感均优于空白对照组，当红菜苔多糖百分含量为0.06%时，酸奶的感官品质测评分数最高，可见加入适量的红菜苔多糖可以增进发酵乳的浓厚性，完善发酵乳的质构。

图3 不同红菜苔多糖浓度对酸奶乳清析出率的影响

图4 不同红菜苔多糖浓度对酸奶感官品质的影响

3 结论

当红菜苔多糖添加量为0.06%时，红菜苔多糖酸奶的持水力及感官品质达到最佳，表明添加适量的红菜苔多糖，可以促使酸奶中乳酸菌的增殖，在发酵乳熟化过程中控制乳酸含量，提高其稳定性，可减少发酵乳在保存过程中乳清析出率，改善发酵乳质构。