基于酶解技术的红枣风味酸奶制备及功效评价

摘要：为开发红枣风味酸奶，增加红枣产品的附加值，本研究以红枣为原料制备红枣汁，采用复合酶（果胶酶与纤维素酶质量比为1：1）处理红枣汁并优化其酶解工艺，在此基础上制备红枣风味酸奶，以感官评价为指标，通过单因素试验及响应面设计确定红枣风味酸奶的最佳制备条件，并对产品的风味及抗氧化活性进行分析。结果表明，在酶添加量为0.40％、酶解温度为55℃、酶解4.5 h的条件下，酶解效果最佳。在红枣汁添加量为20％、木糖醇添加量为9％、发酵菌接种量为0.30％、发酵温度为43℃条件下，红枣风味酸奶感官评价最佳。与空白酸奶相比，经过酶解处理的红枣酸奶中挥发性风味物质的种类发生了明显变化，抗氧化活性也显著提升。该研究可为红枣深加工及新型功能食品的开发提供理论参考。

关键词：红枣风味酸奶；酶解；制备工艺；风味物质；抗氧化活性

中图分类号：S665.109 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2024）12-0113-10

红枣（Ziziphus jujuba Mill.）又名大枣，为鼠李科枣属植物的成熟果实，在我国新疆、山东、山西、河北、甘肃等地广泛种植。红枣中含有多糖、维生素C、蛋白质、黄酮类、多酚类等多种营养成分，具有补血、抗氧化、抗肿瘤、增强免疫、抗疲劳等活性，在食品和医药领域中被广泛应用。

酸奶是一种常见的发酵乳制品，含有丰富的益生菌及营养物质，具有调节肠道菌群、促进肠胃蠕动、促进食物消化吸收等功效。红枣风味酸奶有效结合了普通酸奶的营养价值和红枣的营养健康功效，具有独特的风味和抗氧化功效，市场前景广阔。

红枣的细胞壁主要由果胶、纤维素、半纤维素等成分组成，复杂的纤维网状结构限制了其活性成分的充分释放。研究表明，酶解和益生菌发酵可以提高细胞壁的通透性，进而促进营养物质及活性成分的释放，已被广泛应用在食品工业中。本研究采用果胶酶、纤维素酶复合酶解处理红枣浆，并通过响应面分析优化红枣风味酸奶制备工艺，以空白酸奶为对照，探讨酶解对红枣风味酸奶风味、抗氧化活性等的影响，以期为红枣深加工及新型功能食品的开发提供理论参考。

1材料与方法

1.1试验材料

红枣：产地乐陵，购于济南华联超市：伊利脱脂乳奶粉，购于济南华联超市；发酵菌粉：保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合菌粉，加拿大拉曼公司产品；果胶酶、纤维素酶：河南万邦实业有限公司产品；木糖醇：青岛明月海藻集团有限公司产品。均为食品级。

1.2试验设备

九阳破壁机Y912C（九阳股份有限公司），发酵乳机YM100（德国维勒拓），ME104E电子天平（梅特勒一托利多仪器（上海）有限公司），数显恒温水浴锅HH-S6（江苏金怡仪器科技有限公司），便携式pH计PLB-4（上海仪电科学仪器股份有限公司），离心机TGL-16A（湖南平凡科技有限公司）。

1.3试验方法

1.3.1红枣风味酸奶制备工艺 工艺流程见图1。

红枣预处理：选择品质优良的红枣洗净后去核，称取一定质量的去核红枣，加3倍去离子水煮30 min后放入破壁机中，加入等比例去离子水进行打浆。

酶解：枣浆冷却至室温后，调节pH值至4.0-4.8，加入复合酶（果胶酶和纤维素酶按质量比1：1配制），在适宜条件下进行酶解。

枣汁浓缩：煮制枣汁至可溶性固形物含量为20％。

调配：将适量浓缩好的红枣汁和木糖醇加入纯牛奶中。

均质：预热至65-70℃，在20-25 MPa下进行均质处理。

杀菌、冷却：置于95℃以上的水浴中加热杀菌20 min，冷却至40℃。

接种发酵：在无菌条件下将酸奶发酵菌接种到发酵瓶中，充分搅拌后放入酸奶发酵机中培养。

后熟：4℃冰箱中放置12 h进行冷藏后熟。

1.3.2缸枣汁最优酶解工艺确定 （1）单因素试验：根据预试验，选取酶添加量、酶解时间和酶解温度三个影响红枣汁品质的主要因素，进行单因素试验。以色泽、形态、风味、口感为指标进行感官评价。其中，酶添加量选取0. 30％、0.35％、0.40％、0.45％、0.50％、0.55％六个水平：酶解时间选取3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5 h六个水平；酶解温度选取40、45、50、55、60、65℃六个水平。

（2）正交试验：在单因素试验的基础上，选择酶添加量、酶解时间和酶解温度的各三个水平，选用L9（3）正交表，进行三因素三水平正交试验。因素及水平见表1，感官评价标准见表2。

1.3.3红枣风味酸奶最优制备工艺确定 （1）单因素试验：根据预试验，选取红枣汁添加量、木糖醇添加量、发酵菌接种量及发酵温度四个影响红枣风味酸奶品质的主要因素，基于感官评价，进行单因素试验。其中，红枣汁添加量选取10％、15％、20％、25％、30％、35％六个水平；木糖醇添加量选取3％、5％、7％、9％、11％、13％六个水平：发酵菌接种量选取0.15％、0.20％、0.25％、0.30％、0.35％、0.40％六个水平：发酵温度选取40、41、42、43、44、45℃六个水平。

（2）响应面试验设计：在单因素试验基础上，以红枣汁添加量、木糖醇添加量、发酵菌接种量及发酵温度为变量，以酸奶感官评分为响应值，设计四因素三水平响应面试验，因素水平设计方案如表3。

1.3.4红枣风味酸奶品质评价 由10名接受过感官评价训练的人员，从色泽、黏稠度、爽滑度、风味、乳清析出、酸度感等几个方面对红枣风味酸奶品质进行评价，评价标准见表4。

1.3.5红枣风味酸奶风味物质分析 前处理：称取适量样品至20 mL顶空瓶中，加入饱和氯化钠和内标（终浓度10 mg/L），80℃加热30 min后将顶空微萃取进样针扎入顶空瓶中，继续加热30min，250℃进样口解析5 min，进行GC-MS分析。

气相色谱条件：色谱柱为HP-5MS（30 m×0.25 mmx0.25 um）；柱温为初温50℃保持2min，以5℃/min升至180℃，保持5 min，再以10℃/min升至250℃，保持5min；进样口温度为250℃；传输线温度为280℃；载气流速为1.0mL/min；不分流。质谱条件：离子源温度为230℃，四级杆温度为150℃，El源，全扫40-600m/Z。

1.3.6红枣风味酸奶抗氧化活性分析 样品制备；取一定质量的空白及红枣酸奶样品，10 000r/min离心20 min，静置10 min后取上清液备用，测定时按试剂盒要求进行稀释。

采用南京建成生物工程研究所试剂盒（货号：A015-1、A153-1-1、A052-1-1）测定红枣酸奶的总抗氧化能力、DPPH自由基清除能力及抑制超氧阴离子能力，以空白酸奶为对照，按试剂盒说明书进行具体操作并计算相应能力。

1.4数据统计与分析

采用正交设计助手进行正交试验设计，采用Designer-Expen V8.0.6.0软件进行响应面试验设计，采用Microsoft Excel进行数据整理，采用SPSS17.0软件进行显著性分析，Plt;0.05表示差异显著。试验数据用平均值士标准误表示。

2结果与分析

2.1红枣汁最优酶解工艺筛选

2.1.1单因素试验 （1）酶添加量对红枣汁品质的影响：由图2可以看出，随着酶添加量的增加，感官评分先逐渐增加后降低，当酶添加量为0.40％时，红枣香气浓郁，口感酸甜适中。同时测定产品的可溶性固形物含量可知，随着酶添加量增加，可溶性固形物含量呈先上升后下降的趋势，也在酶添加量为0.40％时含量最高。综合考虑可溶性固形物含量及红枣汁感官评价结果，确定最佳的酶添加量为0.40％。

（2）酶解时间对红枣汁品质的影响：由图3可以看出，随着酶解时间的延长，感官评分先逐渐增加后降低，当酶解时间为4.5-5.0 h时，红枣香气浓郁，口感酸甜适中。同时测定产品的可溶性固形物含量可知，随着酶解时间延长，呈先上升后下降又上升趋势，酶解4.5 h的可溶性固形物含最最高。综合考虑可溶性固形物含量及红枣汁感官评价结果，确定最佳酶解时间为4.5 h。

（3）酶解温度对红枣汁品质的影响：由图4可以看出，随着酶解温度的升高，感官评分先增加后降低，当酶解温度为55℃时，红枣香气浓郁，口感酸甜适中。同时测定产品的可溶性固形物含量可知，随着酶解温度的升高，呈先下降后上升又略下降的趋势，也在酶解温度为55℃时含量最高。综合考虑可溶性固形物含量及红枣汁感官评价结果，确定最佳的酶解温度为55℃。

2.1.2正交试验 如表5所示，极差RAgt;RCgt;RB，即酶添加量对发酵乳感官评价结果的影响最大，酶解时间次之，酶解温度影响最小。由K值可知，最优发酵工艺为A2B3C3，即酶添加量为0.40％，酶解温度为55℃，酶解时间为4.5 h。

2.1.3验证试验 在正交试验的基础上，进一步验证所选红枣汁酶解条件的稳定性，即在酶添加量为0.40％、酶解温度为55℃、酶解时间为4.5 h条件下，平行重复3次试验，测得的感官评分为88分，说明优化试验得到的酶解参数可靠。

2.2红枣风味酸奶制备工艺优化

2.2.1单因素试验 （1）红枣汁添加量对红枣风味酸奶品质的影响：由图5可以看出，随着红枣汁添加量的增加，感官评分先明显增加，当红枣汁添加量为15％、20％时，酸奶感官评分最高，但红枣汁添加量为20％时红枣风味更加浓郁：继续增加红枣汁添加量，感官评分明显降低。因此确定最佳的红枣汁添加量为20％。

（2）木糖醇添加量对红枣风味酸奶品质的影响：由图6可以看出，随着木糖醇添加量的增加，感官评分先逐渐增加后降低，当木糖醇添加量为9％时，酸奶感官评分最高。因此确定最佳的木糖醇添加量为9％。

（3）发酵菌接种量对红枣风味酸奶品质的影响：由图7可以看出，随着发酵菌接种量的增加，感官评分先逐渐增加后降低，当发酵菌接种量为0.30％时，酸奶感官评分最高。因此确定最佳的发酵菌接种量为0.30％。

（4）发酵温度对红枣风味酸奶品质的影响：由图8可以看出，随着发酵温度的升高，感官评分先逐渐增加后降低，当发酵温度为43℃时，酸奶感官评分最高。因此确定最佳的发酵温度为43℃。

2.2.2响应面试验 为筛选红枣风味酸奶最佳制备工艺，以感官评分为响应值Y，采用Box-Be-hnken响应面法对试验条件进行优化，设计方案及结果见表6。以红枣汁添加量x1、木糖醇添加量X2、发酵菌接种量X3、发酵温度x4为变量，以Y为响应值建立方程：Y=85.87+0.36x1-0.26x2+2.22X3-0.55X4+0.28x1x2-0.75x1X3-0.04x1x4-0.90x2x3-0.46x2x4-0.35x3x4-5.30x2-5.90x2-3.03x2-4.80x2，R2=0.9837。

从表7可以得知：此模型的P值lt;0.000 1，达到极显著水平，而失拟项P=0.286 6gt;0.05，说明此模型的拟合程度良好，试验误差很小。通过方差分析中F值的大小，可以得出各因素对红枣风味酸奶品质的影响程度排序为X3gt;X4gt;X1gt;X2，即发酵菌接种量影响程度最大，其次为发酵温度和红枣汁添加量，木糖醇添加量对红枣风味酸奶感官评分的影响程度最小。

2.2.3响应面交互分析 响应面曲面的陡峭程度反映了不同因素对红枣风味酸奶感官评价的影响程度，响应面越陡，说明该因素对结果的影响越大，反之则影响越小。等高线呈椭圆形，说明两个因素存在显著交互作用，呈圆形则说明交互作用不显著。由图9可知，红枣风味酸奶感官评价得分随各因素水平的增大均呈现先上升后下降的趋势，其中木糖醇添加量和发酵菌接种量交互作用的等高线呈椭圆形，说明二者交互作用显著，与表7模型方差分析结果一致。

2.3响应面结果验证试验

通过响应面分析，得到红枣风味酸奶的最优制备工艺：红枣汁添加量为20.03％，木糖醇添加量为8.9％，发酵菌接种量为0.32％，发酵温度为42.93℃，此时感官评分为86.31。考虑到实际操作的可行性，调整红枣汁添加量为20％，木糖醇添加量为9％，发酵菌接种量为0.30％，发酵温度为43℃。按此条件进行3次重复验证试验，测得的感官评分为86.43，与预测值相近，说明响应面优化试验得到的红枣风味酸奶制备工艺具有实际应用价值。

2.4红枣风味酸奶风味物质的GC-MS分析

酸奶中挥发性风味物质主要包括酮类、醇类、酸类、醛类、酯类、芳香杂环类化合物，其种类及含量很大程度上影响酸奶的感官评价。由表8可知，从红枣风味酸奶中检测到57种挥发性风味物质，包括11种酮类、5种醇类、9种酸类、5种醛类、4种酯类、6种芳香杂环类及17种其他类化合物，其中醇类化合物的相对含量最高，为43.73％，可赋予酸奶清香和青鲜香气。从空白酸奶中检测到48种挥发性风味物质，包括酮类16种、醇类2种、酸类8种、醛类2种、酯类5种、芳香杂环类2种及其他类化合物13种，其中酸类和酮类物质的相对含量较高，分别为30.27％、30.10％，对酸奶风味形成具有重要作用。分析可知，红枣风味酸奶中风味物质种类及含量有别于空白酸奶，这可能是由于在发酵过程中，酶解枣汁参与了相关风味物质的生成过程，也有可能是影响了益生菌的相关代谢途径，进而对酸奶风味产生影响。

2.5红枣风味酸奶抗氧化活性分析

由表9可知，与空白酸奶相比，红枣风味酸奶的总抗氧化能力、DPPH自由基清除能力、抑制超氧阴离子能力均显著提高，分别提高了143.05％、168.90％、36.98％，说明酶解红枣汁的加入提高了酸奶的抗氧化活性，可能与红枣中含有酚类、多糖、黄酮等物质以及酶解进一步促进了这三类物质的释放有关。

3结论

作为药食两用食物，红枣被广泛应用在食品和医药领域，但其复杂的细胞壁结构限制了其活性成分的充分释放。酶解和发酵均可改变细胞壁结构，进而促进营养及生物活性成分的释放。本研究以红枣为原料制备红枣浆，采用正交试验优化复合酶（果胶酶与纤维素酶质量比为1：1）酶解红枣浆工艺，在此基础上制备红枣风味酸奶，以感官评分为指标，通过单因素及响应面试验确定红枣风味酸奶的最佳制备条件，并对产品的风味物质及抗氧化活性进行分析。结果表明：在酶添加量为0.40％、酶解温度为55℃、酶解4.5 h的条件下，酶解效果最佳；在红枣汁添加量为20％、木糖醇添加量为9％、发酵菌接种量为0.30％、发酵温度为43℃条件下，红枣风味酸奶感官评价最佳。与空白酸奶相比，经过酶解处理的红枣风味酸奶中挥发性风味物质的种类发生了明显变化，总抗氧化能力、DPPH自由基清除能力、抑制超氧阴离子能力等抗氧化活性显著提升。

综上可见，基于酶解技术开发红枣风味酸奶，不仅丰富了酸奶的风味，还提高了酸奶的抗氧化活性。后期将对红枣风味酸奶的功效成分做进一步分析，阐明红枣风味酸奶的保健功效，以期为红枣深加工及新型功能食品的开发提供理论参考。