方芳，顧秋紅，趙玉萍，胡姍姍，張晶

(淮陰工學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，江蘇淮安，223003)

功能性酸奶是在制作過程中增加某些預(yù)先設(shè)定的具有保健功能的配料，期望對(duì)某些特定人群有明顯的、穩(wěn)定的防治功能，并且兼有廣泛的補(bǔ)養(yǎng)健身作用。在國(guó)外，現(xiàn)已研制開發(fā)出了2 000多種功能性酸奶［1-2］。目前我國(guó)功能型酸奶的花色品種有蘆薈酸奶、紅棗酸奶、沙棘酸奶等，少有將一些保健中藥材(如蘆根、蓮子心、百合、雞內(nèi)金和天冬)提取物加入酸奶中的產(chǎn)品。本研究精選4種藥食同源的保健中藥和1種可用于保健食品的中藥材(天冬)，其中蘆根能清熱瀉火，生津止渴，除煩，止嘔，利尿;蓮子心能清心安神，交通心腎;百合可養(yǎng)陰潤(rùn)肺，清火安神;雞內(nèi)金可消積滯，健脾胃，清胃火;天冬則具有養(yǎng)陰潤(rùn)燥，清肺生津的功效［3-4］，嘗試用這些保健中藥水煎液與鮮奶配合發(fā)酵制成一種功能性酸奶。此保健中藥酸奶產(chǎn)品的開發(fā)研制，不僅可以豐富發(fā)酵乳的品種，而且可進(jìn)一步增加酸奶的保健功能，滿足一些特殊人群如易上火人群的需要，是營(yíng)養(yǎng)保健雙贏的理想食品。

1 材料與方法

1.1 材料

中藥:蘆根、蓮子心、百合、雞內(nèi)金和天冬;發(fā)酵劑:保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌以1∶1混合;鮮牛乳;蔗糖等。

1.2 儀器

生化培養(yǎng)箱，pH計(jì)，黏度計(jì)，分析天平，立式壓力蒸汽滅菌器，紫外分光光度計(jì)，數(shù)顯恒溫水浴鍋，超凈工作臺(tái)，冰箱等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 保健中藥酸奶的制備

1.3.1.1 中藥水煎液的制備

準(zhǔn)備5種中藥(蘆根、蓮子心、百合、雞內(nèi)金和天冬)，分別粉碎。準(zhǔn)確稱取上述中藥各50 g，分別用蒸餾水浸泡1 h，分2次加水煎煮，每次加水250 mL，均待水開后改用文火煮30 min，用紗布過濾;合并2次濾液，除去藥渣，濃縮至50 mL，即得到質(zhì)量濃度為1 g/mL的中藥水煎液。經(jīng)過濾滅菌后保存?zhèn)溆茫?-6］。

1.3.1.2 保健中藥酸奶的制備工藝流程

1.3.1.3 5種中藥水煎液的添加量

蘆根、蓮子心、百合、雞內(nèi)金和天冬這5種保健中藥在1%、3%和5%的添加量下，乳酸菌的數(shù)量有不同程度的增加，所以選擇中藥添加量為0%、1%、3%、5%，進(jìn)行5因素4水平L16(45)的正交試驗(yàn)。因素水平表見表1。以感官評(píng)分和乳酸菌數(shù)綜合作為考察指標(biāo)確定5種中藥水煎液的最適添加量。采用加權(quán)評(píng)分法對(duì)酸奶的感官質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)定，檢驗(yàn)人數(shù)為10人，檢驗(yàn)結(jié)果取平均值。其中色澤10分，口感30分，香味30分，組織狀態(tài)30分［7-9］。乳酸菌數(shù)的測(cè)定采用稀釋平板計(jì)數(shù)法，即將樣品做8個(gè)稀釋度，分別取0.1 mL的稀釋液均勻涂布在乳酸菌培養(yǎng)基(MRS)上，做 4 個(gè)平行，37 ℃培養(yǎng)48 h，計(jì)數(shù)［10］。

表1 中藥水煎液的最適添加量試驗(yàn)因素水平表Table 1 The factors and levels for the orthogonal design of the optimum adding amount about five traditional Chinese medicine decoction

1.3.2 乳酸菌數(shù)和理化指標(biāo)檢測(cè)

以上述正交實(shí)驗(yàn)獲得的優(yōu)方案制作保健中藥酸奶，用凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量。并從酸奶冷藏后熟22 h后(記為第0天)開始檢測(cè)5種指標(biāo):乳酸菌數(shù)、pH、黏度、多糖和氨基酸含量，以后隔1天測(cè)1次，測(cè)至第12天，觀察酸奶在4℃貯藏期內(nèi)各指標(biāo)的變化曲線。分別采用pH計(jì)和黏度劑測(cè)定pH和黏度，參照羅玲泉［11］的方法測(cè)定多糖含量，采用茚三酮法［12］測(cè)定氨基酸含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交實(shí)驗(yàn)確定5種中藥水煎液的最適添加量

從表2可以看出，優(yōu)方案為A2B3C1D1E4，即5種保健中藥的最適添加量為:蘆根1%、百合3%、蓮子心0%、雞內(nèi)金0%、天冬5%。從極差結(jié)果可以看出，5個(gè)因素對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響程度大小依次為C＞D＞E＞B＞A，其中蓮子心和雞內(nèi)金的添加對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響最大，因?yàn)樯徸有目诟斜容^苦，雞內(nèi)金中藥味過重，因此感官評(píng)分較低。此外通過正交實(shí)驗(yàn)得出的最優(yōu)方案并未在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)過，因此需對(duì)此優(yōu)方案進(jìn)行驗(yàn)證，通過測(cè)定感官評(píng)分為94，稀釋度為10-6平板上的平均菌落個(gè)數(shù)為48，綜合評(píng)分71，通過正交實(shí)驗(yàn)得到的方案為優(yōu)方案，得到的酸奶色澤均勻一致;組織狀態(tài)較穩(wěn)定，表面光滑，凝塊較均勻，無乳清析出，黏稠適中，無氣泡、無龜裂;具有所加中藥特有的風(fēng)味，口味較好，無不良異味，并測(cè)得蛋白質(zhì)含量為2.95%，高于國(guó)家對(duì)于調(diào)味酸奶的標(biāo)準(zhǔn)(2.3%)［2］。

表2 正交實(shí)驗(yàn)確定5種中藥水煎液的最適添加量試驗(yàn)方案及結(jié)果Table 2 The plans and results for the orthogonal design of the optimum adding amount about five traditional Chinese medicine decoction

2.2 酸奶在貯藏期過程中乳酸菌數(shù)的變化

由圖1可知，在冷藏后熟完成后(第0天)保健中藥酸奶的乳酸菌數(shù)為4.80×108CFU/mL，比對(duì)照酸奶高1.5倍，并在12 d的貯藏期內(nèi)始終高于對(duì)照。這可能是因?yàn)樗砑拥谋＝≈兴帬I(yíng)養(yǎng)豐富，乳酸菌可通過分泌到細(xì)胞外的各種酶來分解利用這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，即這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可作為不同的益生元，促進(jìn)其生長(zhǎng)繁殖。如蘆根含有多糖、阿魏酸、薏苡素、游離脯氨酸、天冬酰胺等［4，13］;百合含有蛋白質(zhì)、脂肪、多糖、皂苷、生物堿及多種微量元素和維生素［14-15］;天冬中含19種氨基酸、β-谷甾醇、甾體皂苷、黏液質(zhì)、寡糖、多糖、糠醛衍生物等成分［16］;這些保健中藥中含有的糖類、氨基酸、維生素等都能為乳酸菌的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

圖1 貯藏期過程中酸奶乳酸菌數(shù)變化曲線Fig.1 Time course of lactic acid bacteria number change during yogurt storage

此外，對(duì)照和保健中藥酸奶在4℃條件下貯藏時(shí)其乳酸菌數(shù)均逐漸減少，到第12天分別下降至1.4×108和2.85×108CFU/mL。這可能是因?yàn)槿樗峋旧硭幗橘|(zhì)酸度較高，并在貯藏過程中，酸化程度不斷增加，使菌體生長(zhǎng)受到抑制，導(dǎo)致活菌數(shù)逐漸減少［17］。

2.3 酸奶在貯藏期過程中pH值的變化

由圖2可知，在貯藏過程中，2種酸奶的pH值均呈下降的趨勢(shì)，保健中藥酸奶pH值從第0天4.31下降到第12天的3.79，對(duì)照酸奶pH值則由4.23下降到3.46。貯藏前期(0～6 d)pH值下降，有利于風(fēng)味物質(zhì)如丁二酮和乙醛的產(chǎn)生。但6 d以后，如果pH值下降過快，則會(huì)影響酸奶的口感。對(duì)照酸奶在貯藏6 d以后，pH值下降趨勢(shì)明顯快于保健中藥酸奶，即后酸化的程度比保健中藥酸奶嚴(yán)重。因此，保健中藥酸奶在貯藏后期的口感較對(duì)照酸奶好，這可能是因?yàn)樘砑拥谋＝≈兴幹械哪承┏煞秩缍嗵堑瓤梢种坪笏峄?8］。

圖2 貯藏期過程中酸奶pH值變化曲線Fig.2 Time course of pH change during yogurt storage

2.4 保健中藥酸奶在貯藏期過程中黏度的變化

由圖3可知，保健中藥酸奶的黏度高于普通酸奶，這可能是因?yàn)樘砑拥谋＝≈兴?蘆根、百合和天冬)中含有多糖物質(zhì)，可加大酸奶的黏度［18］。此外2種酸奶黏度的變化趨勢(shì)都是隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，逐漸降低。保健中藥酸奶的黏度從第0天的3 598下降至第12天的2 286 mPa·s。對(duì)照酸奶的黏度則從3 006下降到1 567 mPa·s。酸奶黏度的形成主要是由于在酸性條件下，原料乳中的酪蛋白分子形成微小的亞膠體分子團(tuán)，原料乳的黏度逐漸增加;當(dāng)酸度達(dá)到一定程度(即到達(dá)酪蛋白等電點(diǎn)pI 4.6)時(shí)，亞膠體分子團(tuán)受到磷酸鈣的作用而相互連成膠體分子團(tuán)，膠體分子團(tuán)再緩慢聚集成均質(zhì)的水合蛋白網(wǎng)絡(luò)，形成固狀酸凝乳，從而形成極高的黏度。但在貯存過程中，由于pH值的繼續(xù)下降，介質(zhì)中H+濃度增加，使蛋白質(zhì)交聯(lián)被破壞，從而使黏度有所下降，感官質(zhì)量也隨之降低［19-21］。

圖3 貯藏期過程中酸奶黏度變化曲線Fig.3 Time course of viscosity change during yogurt storage

2.5 酸奶在貯藏期過程中多糖含量的變化

由圖4可以看出，保健中藥酸奶多糖含量明顯高于對(duì)照。這可能因?yàn)樘砑拥谋＝≈兴?蘆根、百合和天冬)水煎液中含有豐富的多糖。有研究表明蘆根多糖具有免疫促進(jìn)作用，可促進(jìn)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化，護(hù)肝以及抗氧化等［13］;百合多糖具有降血糖、調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、抗疲勞、抗氧化、抑菌等藥理作用［14］;天冬多糖具有抗氧化、增強(qiáng)免疫力、延長(zhǎng)衰老等多種作用［22］。因此可見保健中藥酸奶相對(duì)于對(duì)照來說，具有更高的醫(yī)療保健作用。

圖4 貯藏期過程中酸奶多糖含量變化曲線Fig.4 Time course of polysaccharide content change during yogurt storage

此外，在貯藏過程中，對(duì)照和保健中藥酸奶多糖含量分別由第0天的118、234 mg/L一直上升，在第6天達(dá)到最大值，分別為192和307 mg/L，之后開始下降，到第12天分別為124和270 mg/L，即均呈先上升后下降的趨勢(shì)。這可能是由于乳酸菌在后期貯藏過程中自身分泌胞外多糖，導(dǎo)致多糖含量增加;但隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，酸奶后期pH不斷下降，在酸性條件下，多糖發(fā)生糖苷鍵的斷裂，導(dǎo)致多糖含量降低［8］。

2.6 酸奶在貯藏期過程中氨基酸含量的變化

由圖5可以看出，保健中藥酸奶氨基酸含量明顯高于對(duì)照。這可能是因?yàn)樘砑拥谋＝≈兴幹泻胸S富的氨基酸，如蘆根中含有脯氨酸和天冬酰胺等［4］;百合中富含精氨酸和谷氨酸［23］;天冬中含天冬酰胺及谷氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、瓜氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、甘氨酸、半胱氨酸等 19種氨基酸［16］。這些豐富的氨基酸成分使得保健中藥酸奶營(yíng)養(yǎng)更全面。并且保健中藥含有的氨基酸中有一些是藥效氨基酸，如天冬酰胺、精氨酸和谷氨酸等，其中天冬酰胺可鎮(zhèn)咳平喘［16］;精氨酸能降低血氨，促進(jìn)體中尿素生成，并可促進(jìn)傷口的愈合;谷氨酸能在人體內(nèi)與血氨結(jié)合形成對(duì)機(jī)體無害的谷氨酰胺，解除組織代謝過程中產(chǎn)生的氨毒害作用，并參與腦組織代謝，使腦功能活躍，是影響生長(zhǎng)發(fā)育的重要氨基酸;因此添加保健中藥的酸奶中具有更多的保健成分［23］。

圖5 貯藏期過程中酸奶氨基酸含量變化曲線Fig.5 Time course of amino acid content change during yogurt storage

此外，從整體上看，3種酸奶都隨著時(shí)間的增加，氨基酸含量均呈上升趨勢(shì)，但從第6天后上升趨勢(shì)緩慢，保健中藥酸奶從第0天的2 046上升至第12天的3 339 mmol/L，對(duì)照酸奶則從1 542上升到2 201 mmol/L，這可能是因?yàn)殡S著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，牛乳和保健中藥中含有的蛋白質(zhì)在發(fā)酵過程中被逐漸分解所致。

3 結(jié)論

本課題研制的功能性酸奶最佳的發(fā)酵工藝條件為添加蘆根1%、百合3%、天門冬5%;1∶1保加利亞乳桿菌:嗜熱鏈球菌混合發(fā)酵劑添加量3%;在42℃下發(fā)酵4 h，后熟22 h;可制作出口感較好的保健中藥酸奶。在貯藏過程中，中藥酸奶中的乳酸菌數(shù)、pH值、黏度、多糖、氨基酸含量一直高于對(duì)照酸奶，由此可見保健中藥水煎液對(duì)酸奶中的乳酸菌具有促進(jìn)作用，且保健中藥酸奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值要高于對(duì)照酸奶。

本實(shí)驗(yàn)中添加的蘆根、百合和天冬除具有清火的功效之外，還具有其他作用，如蘆根可抗氧化和護(hù)肝［24］;百合可抗癌、抗疲勞、耐缺氧［15］;天冬則有潤(rùn)膚悅顏，健身延年的作用［4］，因此添加這些保健中藥，可極大地提高酸奶的品質(zhì)。同時(shí)添加的蘆根和百合是藥食同源的中藥［25］，而天冬則是可用于保健食品的材料［16，26］，因此該保健中藥酸奶是相對(duì)安全的;且本實(shí)驗(yàn)中的中藥水煎液是在發(fā)酵前添加的，經(jīng)過乳酸菌的發(fā)酵，有可能提高中藥活性成分含量，提高療效，降低毒副作用［27-28］。

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