蛋白桑酸奶研制及对α-葡萄糖苷酶 抑制效果分析

◎ 肖 凯，楚 丽，肖莲荣，袁灵芝，郭闯江

（1.湖南新希望南山液态乳业有限公司，湖南 长沙 410200；2.湖南人文科技学院，湖南 娄底 417000）

酸奶在调节人体肠道菌群平衡、减轻乳糖不耐症、降低胆固醇、延缓衰老及降血压等方面有一定作用[1]。长期饮用酸奶可为机体提供充足的钙质，调节人体代谢，提高抵抗力，对儿童、老年人尤佳[2]。目前市场上绝大数的酸奶都添加了蔗糖，选用不可被人体吸收的甜味剂代替蔗糖，有利于患有高血糖、高血脂等疾病人群饮用[3]。

蛋白桑是桑树中的一种，属于药食同源植物，含有多种生物活性成分，具有良好的降血压、降低胆固醇、维持血糖正常等作用[4]。桑叶多糖和桑叶黄酮能促进肝糖合成[5-6]，增强糖尿病人的贮糖能力，改善胰岛素抗性；桑叶生物碱DNJ（1-Deoxynojirimycin，1-脱氧野尻霉素）能抑制人体摄入食物中的寡糖、淀粉等转化为葡萄糖，从而降低饭后血糖的峰值，起到防止血糖升高的作用[7-8]。黄秋葵是草本植物，营养丰富，具有降血脂功能[9]；黄秋葵含有多种维生素，能促进肠道蠕动，防止便秘；富含酚类化合物、黄酮醇衍生物等生物活性物质，对心血管疾病、Ⅱ型糖尿病、消化系统疾病等具有很好的防治效果[10-11]。

随着人们生活条件的改善，营养过剩现象日益严重，高血糖、高血脂、肥胖等症状变得普遍，消费者对功能性健康食品的需求也越来越高，蛋白桑、黄秋葵功能活性成分高，其酸奶在市场上还未见开发，因此，以黄秋葵、蛋白桑、牛乳为主要原料研制的酸奶适合于高血糖人群食用，具有较好的市场前景，同时为黄秋葵、蛋白桑的加工利用开拓新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

蛋白桑粉、黄秋葵、全脂奶粉、木糖醇、果胶、磷酸盐缓冲盐水（PBS，pH=6.9）和碳酸钠，均为市售；酸奶复合发酵剂，江苏新申奥生物科技有限公司；α-葡萄糖苷酶、对-硝甲基苯-α-D-葡萄糖苷（PNPG）、阿卡波糖，上海源叶生物科技有限公司。

303-5B培养箱，北京市光明医疗仪器有限公司；GJJ-1/25均质机，上海市嘉定区高新技术开发区；DHG-9070烘箱，合肥欧特仪器有限公司；TJE06A-400榨汁机，浙江邵兴苏泊尔家居用品有限公司；752紫外-可见分光光度计。

1.2 方法

1.2.1 酸奶制作工艺流程

酸奶制作工艺流程如图1所示。

图1 酸奶制作工艺流程图

1.2.2 操作要点

（1）原料处理。黄秋葵去蒂清洗，沸水中热汤2 min后沥干水。将黄秋葵切丁、榨汁，制得黄秋葵汁液；蛋白桑叶清洗、漂烫、烘干后粉碎制得蛋白桑粉。

（2）复原乳制备。按全脂奶粉∶水=1∶6的比例，水温50 ℃溶解奶粉，在50 ℃，15 MPa条件下均质，制得复原乳。

（3）原料混合。将蛋白桑粉、黄秋葵汁液、木糖醇、果胶加入复原乳中，各物质搅拌均匀。

（4）杀菌。将上述混合原料隔水加热至沸腾，95 ℃，5 min杀菌处理。

（5）接种。将杀菌乳冷却至43～45 ℃时，无菌操作加入复合发酵剂，按照厂商建议的最佳使用量添加。

（6）发酵。尽快分装于灭菌的玻璃瓶中，封口，置于45 ℃恒温箱中培养发酵。

（7）搅拌、冷藏后熟。终止发酵过程，将酸奶冷却，搅拌得到酸奶成品。

1.2.3 蛋白桑酸奶配方单因素试验

通过预试验和查阅文献[12-13]获得基础配方。设置蛋白桑粉、黄秋葵、木糖醇、果胶的添加量和发酵时间5个单因素试验。以下试验均按100 g乳液为基准，质量分数100%。

（1）蛋白桑粉添加量确定。设定蛋白桑粉添加量分别为3%、4%、5%、6%和7%，黄秋葵汁添加量为6%，木糖醇添加量为6%，果胶添加量为0.09%，发酵温度45 ℃和发酵时间6 h制得的酸奶。

（2）黄秋葵汁添加量确定。设定黄秋葵汁添加量分别为4%、5%、6%、7%和8%，蛋白桑粉添加量为5%，木糖醇添加量为6%，果胶添加量为0.09%，发酵温度45 ℃和发酵时间6 h，制得酸奶。

（3）木糖醇添加量确定。设定木糖醇添加量分别为4%、5%、6%、7%和8%，蛋白桑粉添加量为5%、黄秋葵添加量为6%，果胶添加量为0.09%，发酵温度45 ℃和发酵时间6 h，制得酸奶。

（4）果胶添加量确定。设定果胶添加量分别为0.01%、0.05%、0.09%、0.13%和0.17%，蛋白桑粉添加量为5%、黄秋葵添加量为6%，木糖醇添加量为6%，发酵温度45 ℃和发酵时间6 h制得的酸奶。

（5）发酵时间确定。以感官评价为评价指标，设置发酵时间分别为：3 h、4 h、5 h、6 h和7 h，蛋白桑粉5%、黄秋葵6%，木糖醇6%，果胶0.09%、发酵温度45 ℃制得的酸奶。

1.2.4 正交实验

根据单因素实验结果，设计4因素3水平的正交试验，见表1。

表1 正交因素水平表

1.2.5 感官检测方法

选择10人作为评价小组，从组织状态、色泽、口感、滋气味4个方面进行感官评分[14]，见表2。

表2 感官评价表

1.2.6 蛋白桑酸奶对α-葡萄糖苷酶抑制作用

通过测定蛋白桑酸奶和原味酸奶（未添加蛋白桑、黄秋葵）对α-葡萄糖苷酶抑制作用进行分析。对α-葡萄糖苷酶抑制作用参照文献检测方法[15-17]，采用100 mmol·L-1磷酸盐缓冲盐水（PBS，pH=6.9）制备不同浓度（0.1 mg·mL-1、0.5 mg·mL-1、1 mg·mL-1、3 mg·mL-1和5 mg·mL-1）样品溶液、α-葡萄糖苷酶（0.35 U·mL-1）和PNPG（1.5 mmol·L-1）。37 ℃温育 α-葡萄糖苷酶（0.1 mL）与样品（0.05 mL）的混合物10 min后，再加入0.1 mL PNPG，保持温度20 min，加入1 mL的Na2CO3（1 mol·L-1），以终止反应。同时以缓冲液代替酶溶液，记为背景对照[18]；不加样组为空白对照，其余操作条件同样品。加入阿卡波糖（0.02～0.10 mg·mL-1）为阳性对照，在400 nm读取吸光度，α-葡萄糖苷酶的抑制率按式（1）计算。

2 结果与分析

2.1 蛋白桑酸奶配方单因素试验

2.1.1 蛋白桑粉添加量对酸奶感官品质的影响

由图2可知，当蛋白桑添加量为5%时，感官评价分数最高，酸奶酸度适中，黏度适中，口感细腻滑润，蛋白桑黄秋葵清香味浓厚，酸奶结构均匀，无结块，桑叶多糖可提高酸奶的黏度，改善酸奶的组织状态[19]。当蛋白桑的添加量大于5%时，酸奶的品质呈下降趋势，这是由于蛋白桑中含粗纤维，影响酸奶的口感。

图2 蛋白桑粉添加量对酸奶感官品质的影响图

2.1.2 黄秋葵添加量对酸奶感官品质的影响

由图3可知，黄秋葵添加量为6%时，感官评价分数最高，酸奶酸度适中，黏度适中，风味柔和，口感细腻滑润，酸奶结构均匀，无结块，且黄秋葵汁中含有黄秋葵籽营养丰富，能提高酸奶的保健功能[20]；当黄秋葵的添加量大于6%时，酸奶中黄秋葵风味较重，口感黏稠偏高，酸奶的品质呈下降趋势，因为黄秋葵中含有果胶影响酸奶黏度[21]。

图3 黄秋葵汁添加量对酸奶感官品质的影响图

2.1.3 木糖醇添加量对酸奶感官品质的影响

由图4可知，当木糖醇添加量达到7%时，酸奶的感官评价分数最高，此时酸奶酸甜适中，蛋白桑黄秋葵清香味适中，口感细腻滑润，酸奶结构均匀，无结块，添加木糖醇有利于调整酸奶的口感。

2.1.4 果胶添加量对酸奶感官品质的影响

由图5可知，果胶的添加量在0.09%时，酸奶的感官评价最高，组织结构均匀，无结块，黏度适中，口感细腻滑润。果胶添加量小于0.09%时，酸奶的组织结构较差，乳清析出较多，分层现象明显；当果胶添加量大于0.09%时，酸奶的黏度偏大，结构均匀，但口感过于黏稠，爽口性变差，感官评分降低。

图5 果胶添加量对酸奶感官品质的影响图

2.1.5 发酵时间对酸奶感官品质的影响

由图6可知，随着发酵时间的增加，酸奶的感官评分也呈先增加后降低的趋势。当发酵时间为6 h时，感官评价分数最高；当发酵时间较短时，发酵产生的乳酸不足凝乳不充分，有乳清析出；发酵时间超过6 h后，酸奶酸度过高，乳口感变差，感官评分下降，这与王志江的研究一致[22]。

图6 发酵时间对酸奶感官品质的影响图

2.2 蛋白桑风味酸奶配方正交试验结果分析

由表3可知，黄秋葵添加量、蛋白桑添加量、果胶添加量和发酵时间对酸奶品质影响程度为：蛋白桑粉添加量（%）＞黄秋葵添加量（%）＞果胶添加量（%）＞发酵时间（h）。根据K值，最佳试验组为A2B2C2D2，而正交试验中感官评分最高的为A2B1C2D3。对这二组进行验证试验，得出A2B2C2D2感官评分为95.5，A2B1C2D3感官评分为93.5。因此得到蛋白桑黄秋葵酸奶最佳研制条件为A2B2C2D2，即：蛋白桑粉添加量为5%，黄秋葵添加量为6%，果胶添加量为0.09%，发酵时间为6 h。

表3 正交试验结果表

2.3 蛋白桑酸奶对α-葡萄糖苷酶抑制作用

如图7所示，阿卡波糖对α-葡萄糖苷酶的抑制能力强，一直处在较高的抑制水平上；随着酸奶浓度的增加，蛋白桑酸奶对于α-葡萄糖苷酶的抑制率不断增大，但是蛋白桑酸奶对α-葡萄糖苷酶的抑制能力比阿卡波糖的抑制能力小，比原味酸奶的抑制能力明显大；原味酸奶对α-葡萄糖苷酶的抑制能力非常小。因此，蛋白桑酸奶对于α-葡萄糖苷酶的抑制能力较强，α-葡萄糖苷酶抑制剂能抑制碳水化合物分解为单糖，从而控制餐后血糖上升[23]，达到降血糖的目的。

图7 不同质量浓度发酵乳对α-葡萄糖苷酶抑制活性图

3 结论

以黄秋葵汁、蛋白桑、全脂奶粉为主要原料，研制对α-葡萄糖苷酶具有抑制作用的风味酸奶。确定了蛋白桑酸奶的最佳制作条件：黄秋葵最佳添加量为6%，蛋白桑粉最佳添加量为5%，果胶最佳添加量为0.09%，木糖醇最佳添加量为7%，最佳发酵时间为6 h，在此条件下制得的酸奶口感细腻，组织结构均匀，具有蛋白桑、黄秋葵的清香味，对α-葡萄糖苷酶的抑制能力较好。