凝固型桃胶酸奶的制备及其抗氧化活性

王润华，成欣如，徐奕帆，胡亚茹，田秋萍，彭英云

（常熟理工学院 生物与食品工程学院，江苏 常熟 215500）

桃胶是一种由桃树分泌的凝胶状半透明物质，通常也叫桃树油、桃树胶或原桃胶[1].桃胶主要由多糖类物质组成，构成多糖的主要成分有半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸等[2-3].经过精制提取的桃胶称为商品桃胶，性质类似于阿拉伯胶，可以代替阿拉伯胶在食品中使用[4].桃胶具有较高的食用和药用价值.中医认为桃胶有和血、通淋、止痢、降血糖等功效.梁美宜、王春雨等人的研究表明桃胶多糖具有多种抗氧化活性[5-6].除了在食品中的应用之外，商品桃胶还广泛应用于其他领域，如作为吸附剂去除纺织工业废水中的染料[7]，在大容量锂硫电池中作为高效黏合剂等[8].酸奶是一种传统的凝乳制品，由于经过乳酸菌发酵而使其具有与纯牛乳不同的营养价值，在促进肠道益生菌生长、消化吸收、降低乳糖不耐症等方面具有显著作用.酸奶风味独特、甜酸可口，一直是消费者喜欢的日常营养食品之一[9].

我国桃树种植面积广，桃胶作为桃树的副产物，产量丰富，在民间一般作为食品原料烹制食物[10].本文将桃胶经过简单处理后应用于酸奶的发酵，观察发酵状况和检测各类指标，找出最佳的工艺配方和发酵条件，为桃胶的工业应用提供思路.

1 材料与方法

1.1 实验材料

桃胶：市售（产于湖北省随州市）；全脂纯牛奶：市售（光明牛奶有限公司）；白砂糖：市售（上海市糖业烟酒集团有限公司）；菌种：安琪酸奶发酵剂（袋装，嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌组成，安琪酵母股份有限公司）；1.1-二苯基-2-苦苯肼/DPPH、三羧甲基氨基甲烷/Tris：分析纯（南京东方之珠工贸有限公司）；无水乙醇、氢氧化钠、乙酸酐、过氧化氢、硫酸亚铁、盐酸、水杨酸、酚酞、邻苯三酚等试剂均为分析纯（国药集团化学试剂有限公司）.

1.2 实验仪器与设备

破壁机（九阳股份有限公司）；UV-1100型可见分光光度计（济南思泉医疗器械有限公司）；BPG-9626A型恒温培养箱（上海四蓝仪器设备股份有限公司）；PGC-753E型精密天平（艾德姆衡器（武汉）有限公司）；METTLER DEL320 pH计（梅特勒-托利多国际有限公司）；SNB-2数字式黏度仪（上海精密科学仪器有限公司）.

1.3 实验方法

1.3.1 桃胶液的制备

称取一定量的干桃胶，清洗除去杂质并以50倍以上的水置于4～6 ℃浸泡36 h左右至无硬块后，沥干水分，称取一定量的软化桃胶，以一定的料水比，在高压锅内蒸煮30 min，用破壁机以30 000 r/min搅拌1 min，即得桃胶液.

1.3.2 凝固型桃胶酸奶的工艺

纯牛奶、桃胶液、白砂糖→调配→灭菌（100 ℃，5 min）→冷却至43 ℃→接种（0.1%）→装瓶→发酵（42 ℃，5 h）→冷藏（4 ℃，约 12 h）→成品.

1.3.3 桃胶酸奶配方的单因素实验

（1）桃胶液添加量对酸奶发酵的影响

将桃胶液（料水比为1︰3）分别以30%，40%，50%，60%和70%的添加量加入纯牛奶中，加入质量比为6%的蔗糖，100 ℃加热5 min灭菌，冷却至43 ℃，接入0.1%乳酸菌菌种，置于42 ℃恒温箱中发酵5 h.发酵完毕后取出置于4 ℃冰箱中冷藏后熟，以不加桃胶的发酵酸奶为空白，进行感官评价及指标测定，考察桃胶液添加量对酸奶发酵的影响.

（2）桃胶液料水比对酸奶发酵的影响

浸泡软化的桃胶和水以1︰2，1︰3，1︰4，1︰5，1︰6的料水比（体积比）分别按照1.3.1中的方法制成桃胶液，桃胶液添加量为40%，其他条件不变.发酵后进行感官评价及指标测定，考察桃胶液料水比对酸奶发酵的影响.

（3）蔗糖添加量对酸奶发酵的影响

桃胶液添加量为40%，桃胶液料水比为1︰3，蔗糖添加量分别为4%，6%，8%，10%，12%，其他条件不变，考察蔗糖添加量对酸奶发酵的影响.通过感官评价及指标测定确定最佳蔗糖添加量.

（4）乳酸菌菌种接种量对酸奶发酵的影响

桃胶液添加量为40%，桃胶液料水比为1︰3，蔗糖添加量为6%，其他条件不变，考察乳酸菌菌种接种量（0.05%，0.1%，0.15%，0.2%，0.25%）对酸奶发酵的影响，从而确定最佳接种量.

1.3.4 正交实验

根据单因素实验，设计4因素（桃胶液添加量、桃胶液料水比、接种量、蔗糖添加量）3水平的正交实验分析方法优化凝固型桃胶酸奶配方.

1.3.5 分析方法

（1）感官评价方法

邀请10名经过感官评定培训的学生，采用综合评分法对产品进行感官评价，按照表1的评定标准进行打分.

表1 凝固型桃胶酸奶的感官评分标准

（2）酸度的测定

按照GB 5009.239—2016《食品安全国家标准 食品酸度的测定》中的滴定法测定[11]，以滴定酸度（°T）表示牛乳的酸度.

（3）持水力的测定：将空离心管称重，质量记为m1，称取20 g酸奶置于离心管中，3 000 r/min离心10 min，静置10 min后，去除上清液，称重，质量记为m2.按照公式（1）计算持水力.

（4）黏度测定：采用SNB-2数字式黏度仪，选用3号转子测定.

1.3.6 抗氧化活性测定

（1）羟基自由基清除能力的测定[12]

将发酵好的酸奶用去离子水分别配制成10，20，30，40，50 mg/mL的溶液，10 000 r/min离心10 min.各取2 mL上清液分别加入8.8 mmol/L过氧化氢溶液2 mL、9 mmol/L水杨酸-乙醇溶液2 mL和9 mmol/L硫酸亚铁溶液2 mL，常温下反应1 h，在510 nm测定吸光度A1.以纯水代替水杨酸-乙醇溶液，测定吸光度A2.以纯水代替酸奶样品测定吸光度A0.按照公式（2）计算羟基自由基的清除率.

（2）DPPH自由基清除能力的测定[13]

将1 mL现配的0.35 mg/mL DPPH溶液分别加入1 mL 10，20，30，40，50 mg/mL的酸奶上清液，避光反应30 min，在517 nm处测定吸光度A1.以1 mL蒸馏水代替酸奶上清液，测定吸光度A0.以1 mL无水乙醇代替DPPH溶液和1 mL不同浓度酸奶测试液混合，测定吸光度A2.按照公式（3）计算DPPH自由基的清除率.

（3）超氧阴离子自由基清除能力的测定[13]

分别吸取 10，20，30，40，50 mg/mL 的酸奶上清液 2 mL、4.5 mL Tris-HCL缓冲液（50 mmol/L，pH8.2）和0.4 mL的邻苯三酚溶液（25 mmol/L），混匀后25 ℃水浴5 min，再加入8 mmol/L的HCl溶液1 mL，混匀，于325 nm测定吸光度A1.以水代替酸奶上清液，同法测定吸光度A0.以水代替邻苯三酚溶液，同法测定吸光度A2.按照公式（4）计算超氧阴离子自由基的清除率.

2 结果与分析

2.1 桃胶液添加量对酸奶发酵的影响

不同桃胶液添加量发酵酸奶的酸度、黏度、持水力和感官评定结果见表2.当桃胶液添加量为40%时凝固型桃胶酸奶气味、组织状态、滋味最佳，持水力和黏度值高于空白组.这可能是因为桃胶是多糖大分子物质，适量桃胶的加入增加了酸奶结构的稳定性.在桃胶液添加量超过50%时，随着纯牛乳比例的减少，桃胶酸奶黏度和持水力逐渐降低.在桃胶添加量为70%时出现分层现象，感官评价分数最低.这可能是因为发酵体系中桃胶大分子含量较高而蛋白质含量过低，不利于乳酸菌的生长和发酵，影响了发酵效果.

表2 桃胶液添加量对酸奶发酵的影响

2.2 桃胶液料水比对酸奶发酵的影响

桃胶浸泡软化后加入一定比例的水制成桃胶液，不同料水比桃胶液对酸奶发酵指标的影响见表3.从表3中可以看出，发酵酸奶的酸度、持水力和黏度都是随着料水比的增加而降低.这可能是因为桃胶经过浸泡软化后已充分吸收水分，过多的水加入可能导致游离水分增加，持水力降低；另一方面，料水比的增加降低了酸奶固形物含量，从而影响了发酵.当料水比为1︰2时，虽然酸度、黏度、持水力指标都较好，但产品颜色较为灰暗，黏稠度过高，组织有胶质感，导致感官评价分数较低.当料水比为1︰3时各物理指标较好，感官评价分数最高.

表3 桃胶液料水比对酸奶发酵的影响

2.3 蔗糖添加量对酸奶发酵的影响

蔗糖的添加可调节酸奶的甜酸比，也可为乳酸菌发酵提供碳源，从而促进发酵的进行.不同蔗糖添加量对酸奶发酵的影响见表4.从表4中可以看出：不同蔗糖量的添加对持水力的影响不大；蔗糖添加量为4%时，口感过酸，黏度相对较低，可能是因为蔗糖作为碳源被乳酸菌充分利用了；蔗糖添加量为8%时，甜酸比适中，感官评定分数最高.

表4 蔗糖添加量对酸奶发酵的影响

2.4 乳酸菌接种量对酸奶发酵的影响

乳酸菌接种量对桃胶酸奶发酵的影响见表5.接种量过低会引起发酵不足，酸奶质地稀薄，酸度、黏度、持水力都较低；接种量超过0.15%时，发酵水平加快，酸度增加，析出大量乳清，从而引起持水力和黏度下降.

表5 乳酸菌接种量对酸奶发酵的影响

2.5 正交实验

按照单因素实验结果，设计正交实验因素水平表6，正交实验结果见表7.

表6 凝固型桃胶酸奶配方优化的正交实验设计

表7 凝固型桃胶酸奶配方优化的正交实验结果

从表7正交实验结果可以看出：各因素对桃胶酸奶品质影响大小的顺序为：桃胶液料水比＞接种量＞桃胶液添加量＞蔗糖添加量；最佳的配方比例为：桃胶液料水比为1︰3（B2），胶液添加量为 40%（C1），接种量为 0.1%（A2），蔗糖添加量为8%（D2）.在此条件下制备的酸奶组织均匀，无分层和气泡，颜色呈米白色，无乳清析出，酸甜可口，感官评价分数高.

2.6 桃胶酸奶抗氧化活性

对优化条件下发酵的桃胶酸奶进行抗氧化活性研究，比较桃胶酸奶与纯牛乳酸奶对羟基自由基、DPPH自由基和超氧阴离子自由基的清除作用，结果分别见图1、图2和图3.从图1～图3可以看出，在10～50 mg/L的范围内，桃胶酸奶与纯牛乳酸奶对3种自由基的清除率都有随着浓度增大而增大的趋势，且桃胶酸奶对3种自由基的清除率都要高于纯牛乳酸奶.这可能是因为桃胶中的多糖成分加强了对3种自由基的清除效果[14]，桃胶酸奶对羟基自由基、DPPH自由基和超氧阴离子自由基的清除率分别达到67.4%，56.2%和58.3%，这与梁美宜等人的研究结果一致[5].

图1 桃胶酸奶和纯牛乳酸奶对羟基自由基的清除作用

图2 桃胶酸奶和纯牛乳酸奶对DPPH自由基的清除作用

图3 桃胶酸奶和纯牛乳酸奶超氧阴离子自由基的清除作用

3 结论

以桃胶和纯牛乳为主要原料，通过单因素和正交实验，确定凝固型桃胶酸奶的制备工艺为：将桃胶充分浸泡软化后沥干水分，以料水比为1︰3制成桃胶液，桃胶液在纯牛乳中添加量为40%，蔗糖添加量为8%，接种量为0.1%，42 ℃发酵5 h.在此条件下发酵的桃胶酸奶凝固性好，无乳清析出，无分层，酸甜可口.50 mg/L浓度的桃胶酸奶对羟基自由基（·OH）、DPPH自由基和超氧化阴离子的清除率分别达到67.4%，56.2%和58.3%，高于普通酸奶.将桃胶这种民间食品应用于酸奶制作，可提高酸奶的抗氧化活性.本研究为桃胶的进一步应用提供了依据.