紅菜苔多糖對乳酸菌發酵及酸奶品質的影響

馮彩平，王紫艷，李煒嫻，任艷婷，郭彩珍，賀 瑩

(呂梁學院 生命科學系，山西 離石 033001)

乳類及其制品中含有優質蛋白質、豐富的B 族維生素以及礦物質等，具有很高的營養價值。乳制品主要包括酸奶、煉乳、奶粉、奶油、奶酪、乳酸飲料等。因加工工藝不同，乳制品營養成分有很大差異。其中酸奶是在消毒鮮奶中接種乳酸菌并使其在控制條件下發酵而制成的，牛奶經乳酸菌發酵后，游離的氨基酸和肽增加，因此更易消化吸收，能抑制腸道腐敗菌的生長繁殖，對人體健康有一定的保健作用[1-2]。酸奶如今已經成為人們日常生活最受歡迎的產品，早在多年前某些西方國家就已經開始生產酸奶[3]。國內外對酸奶的開發和研究較多，他們將靈芝、沙棘、枸杞、黑木耳、山藥、椰子、菊粉、谷物等應用于酸奶中[4-5]，研制更多功能性的酸奶。由于香菇多糖、杏鮑菇多糖、靈芝多糖、人參多糖及凝膠多糖[6-7]，具有免疫調節、抗輻射、調節腸胃、促進組織結構再生長或修復等功效，部分學者已將其應用到酸奶的研究和開發中，并研制出一種多糖酸奶。結果表明，在發酵乳中添加功能性糖分，可以加快乳酸發酵、減少乳清在保存過程中的產生、提高酸奶的穩定性、延長酸奶的保質期[8-9]。一些醫學專家認為：在當今社會，蛋白質時代已經過去，活性多糖時代來臨[10]。

紅菜苔的顏色紫紅，花束金黃，質地鮮嫩，是武漢地區特有的植物。不僅含有大量的微量元素，還有許多人體所需的維生素等營養成分。紅菜苔多糖是紅菜苔中重要的功能成分，是一種具有多種生物活性的物質[10-11]。目前國內有關紅菜苔的功能性成分對乳酸菌發酵的影響未見報導，很少有人將多糖應用到酸奶中，開發出多種類型的酸奶。本課題為滿足現實需要與開發創新型多糖的應用，利用水提取法提取多糖[12]，將多糖和原味酸奶相結合，制作成多糖酸奶，測定其相關理化指標及感官評價兩種方法來確定紅菜苔功能性成分對乳酸發酵及發酵乳品質的影響，為紅菜苔功能性酸奶的加工工藝提供理論依據[13]。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

紅菜苔，2019 年3 月購于湖北省孝感市，鮮牛奶(呂梁學院星瑪客超市)、綿白糖(呂梁學院星瑪客超市)

1.2 實驗試劑

白砂糖( 食品級) ，磁縣田好食品有限公司;酸奶發酵劑，北京川秀國際貿易有限公司;氫氧化鈉、酚酞以及氯化鈉，分析純，天津鳳船化學試劑科技有限公司;MRS 肉湯( MRS) ，山西省生物科技有限公司。

1.3 實驗儀器

L550 型離心機，金壇市恒豐儀器制造有限公司;LDZX-50KBS 高壓蒸汽滅菌鍋、HPX-9052MBE 電熱恒溫培養箱、電熱鼓風干燥箱( 101-2A) ，上海博訊實業有限公司醫療設備廠;BSA224S 電子天平、PHS-3E pH計，上海精密化學儀器有限公司。

1.4 實驗方法

1.4.1 多糖提取的工藝流程

原料→干粉的制備→原料干粉水提取→離心過濾(重復3 次)→沉淀多糖→離心分離→配置多糖溶液→烘干→成品

1.4.2 操作要點

(1)紅菜苔的制備

將紅菜苔放入粉碎機中粉碎0.5～1 min，倒出，過篩備用。

(2)水提法提取多糖

準確稱取烘干的紅菜苔50 g，研磨后加入純水800 mL，靜置過夜，倒入鍋中加熱至沸騰，煮沸1 h。溫度冷卻下來之后用尼龍紗布重復過濾3 次，然后將濾液合并到一起。70℃水浴，將濾液濃縮至300 mL。離心(4 000 r/min，10 min)，棄去沉淀。取上清液并倒入1 200 mL 無水乙醇，靜置12 h。離心(4 000 r/min，10 min)，收集沉淀，向其中倒入80 mL 水攪拌均勻，再加入乙醇，混勻，直至乙醇體積分數到達80%，停止加入乙醇，將容器封口，溶液沉淀過夜。離心(4 000 r/min,10min)，收集沉淀。向其中加入80 mL 純水得到紅菜苔多糖，繼續用電熱鼓風干燥箱烘干得到紅菜苔多糖粉[14]。

1.4.3 酸奶的制作工藝

鮮牛奶→均質→加熱(60～65℃)→添加一定比例的蔗糖→滅菌(95℃、10 min)→冷卻(43℃)→接乳酸菌菌種→裝杯→發酵(43℃)→冷卻→后熟(2～7℃)→成品

將鮮牛奶以100 mL分別裝入紙杯中，以3 個紙杯為一組，總共7 組。分別按照0.00%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%、0.12%紅菜苔多糖的濃度來制作多糖酸奶。完成后將多糖酸奶放入冰箱中進行后熟，冷藏，完成接下來理化指標的檢測。

1.4.4 多糖百分含量的檢測

(1)乳酸菌活菌數的測定[14]：參照《GB4789.35-2010》的方法，精確稱量25 g酸奶樣品溶液倒入三角瓶中，向三角瓶中加入225 mL 的無菌生理鹽水，充分搖晃均勻。將8 只試管中分別加入9 mL的無菌生理鹽水，從已配好的250 mL 酸奶溶液中吸取1 mL 到第一個試管中，再從第一個試管中吸取1 mL 到第二個試管中，重復以上步驟依次連續倍比稀釋到第8 個試管。吸取10-6、10-7、10-8三種梯度的樣品溶液0.2 mL 在無菌操作條件下進行稀釋倒平板，在無菌厭氧的條件下放入恒溫培養箱中培養48 h 后，取菌數在30～300 CFU 之間的平板進行計數。平行測定3 次，取平均值。

(2)滴定酸度的測定：參照《GB5413.34-2010》的方法，從每組各取一杯酸奶，準確吸取10 g 的酸奶放入250 mL 三角瓶中，向三角瓶中加入20 mL 純水，搖晃均勻，再滴加酚酞指示劑10 滴，用0.1 mol/L 的NaOH 滴定至微紅色，30 s 之內不褪色，并記下數據。損耗的0.1 mol/L 的NaOH溶液的毫升數乘以10，就是滴定酸度。連續7 d 定時測定，每次平行測定3 次，取平均值。

(3)持水力的測定：將空的50 mL 離心管的質量記為W，從每組酸奶中吸取10 g 酸奶樣品倒入離心管中，并精確稱重記為W1，放入離心機中離心(4 000 r/min，10 min)，取出樣品靜止2 min后，棄去上清液，稱量總重量W2。平行測定3 次，取平均值。

(1)

式(1)中：W—離心管質量，g;W1—總質量，g;W2—棄去上清液的總質量，g

(4)乳清析出率的測定：取發酵完成的不同多糖濃度的酸奶進行檢測，精確稱重，再抽取發酵乳表面或底面析出的乳清并稱重，經二者的比重計算。

(2)

(5)感官測定：酸奶發酵制作完成后，由10 名同學對各組酸奶進行感官評價。分別從色澤、氣味、組織狀態、滋味4 個方面進行綜合評定，滿分100分，評分標準見表1：

表1 紅菜苔多糖酸奶感官評分標準

2 結果與分析

2.1 紅菜苔多糖對酸奶乳酸菌活菌數的影響

由表2可知，隨著紅菜苔多糖濃度的增加，乳酸菌活菌數也增加，當紅菜苔多糖含量為0.06%時，乳酸菌活菌數達到最高，表明添加適量的紅菜苔多糖可有效促進乳酸菌的生長增殖，改善人體胃腸道功能，抑制腐敗菌的繁殖，有益于人身體健康。

2.2 紅菜苔多糖對酸奶滴定酸度的影響

由圖1可知，添加不同濃度紅菜苔多糖的酸奶，在連續7天的時間里滴定酸度的測定值均高于70°T，符合我國對于酸奶滴定酸度規定的標準。第1天各酸奶滴定酸度變化差異較小，隨著時間的不斷延長，酸度值也在不斷上升，添加多糖的酸奶與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，并且變化趨勢較緩。由此說明，加入一定量的紅菜苔多糖可以抑制發酵菌種的生長，從而達到防止酸奶酸度上升的目的，延長發酵乳的保質期，提高發酵乳風味，使其口感細膩，更好的提高發酵乳質構。

表2 不同紅菜苔多糖濃度對乳酸菌增殖的影響

圖1 不同紅菜苔多糖濃度對酸奶滴定酸度的影響

2.3 紅菜苔多糖對酸奶持水力的影響

圖2 不同紅菜苔多糖濃度對酸奶持水力的影響

由圖2可知，在紅菜苔多糖含量為0.02%～0.04%，持水力上升趨勢較緩，當紅菜苔多糖含量為0.06%時，樣品的保水性達到最高，當多糖濃度達到0.08%～0.12%時，酸奶的持水力隨著多糖濃度的增加而降低。酸奶持水力的高低對產品的風味及組織形態有較大的影響，紅菜苔多糖的百分含量增加使持水力升高，原因是紅菜苔與氨基酸分子交互作用，與發酵乳熟化后的網狀結構緊密結合，使蛋白結合得更加緊密，不易分離，且增加了束縛水的面積，保持水分，降低了乳清析出率，從而改善酸奶組織形態，提高酸奶品質。

2.4 紅菜苔多糖對酸奶乳清析出率的影響

由圖3可知，當紅菜苔多糖含量為0.04%～0.08%，其酸奶乳清的析出率較低，這表明，加入一定量的紅菜苔多糖可以緩解發酵乳在乳酸生成過程中乳清的析出，可能是由于紅菜苔多糖與酸奶的酪蛋白形成空間網狀結構，使其有更強的保水性從而降低乳清析出率。

2.5 紅菜苔多糖對酸奶感官品質的影響

由圖4可見，當紅菜苔多糖添加量為0.06%～0.10%時，酸奶的測評分值高于無添加多糖組，說明紅菜苔多糖酸奶的酸味、質地、粘度、色澤和口感均優于空白對照組，當紅菜苔多糖百分含量為0.06%時，酸奶的感官品質測評分數最高，可見加入適量的紅菜苔多糖可以增進發酵乳的濃厚性，完善發酵乳的質構。

圖3 不同紅菜苔多糖濃度對酸奶乳清析出率的影響

圖4 不同紅菜苔多糖濃度對酸奶感官品質的影響

3 結論

當紅菜苔多糖添加量為0.06%時，紅菜苔多糖酸奶的持水力及感官品質達到最佳，表明添加適量的紅菜苔多糖，可以促使酸奶中乳酸菌的增殖，在發酵乳熟化過程中控制乳酸含量，提高其穩定性，可減少發酵乳在保存過程中乳清析出率，改善發酵乳質構。