潘　爽，鮑　明，徐蓓蓓，常倩倩，杜新永(聊城大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東聊城　252000)

?

玫瑰茄發(fā)酵酸乳生產(chǎn)工藝研究

潘爽，鮑明，徐蓓蓓，常倩倩，杜新永
(聊城大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東聊城252000)

摘要:目的:將具有抗氧化活力的玫瑰茄與酸乳發(fā)酵結(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)玫瑰茄發(fā)酵酸乳。方法:玫瑰茄活性物質(zhì)采用溫水浸提法，獲得玫瑰茄花茶并將pH調(diào)整至6.0后進(jìn)行酸乳的發(fā)酵。玫瑰茄活性物質(zhì)通過(guò)測(cè)定540nm和280 nm吸光度值，分別對(duì)應(yīng)玫瑰茄色素與精油的含量;玫瑰茄發(fā)酵酸乳的生產(chǎn)工藝以感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值，通過(guò)單因素試驗(yàn)與響應(yīng)面優(yōu)化，最終獲得玫瑰茄發(fā)酵酸乳的最佳生產(chǎn)工藝。結(jié)果:玫瑰茄浸液會(huì)對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)造成一定的影響，玫瑰茄用量要小于0.5%;玫瑰茄浸提活性物質(zhì)最佳條件為40℃溫水浸提40 min。結(jié)論:最終確定的玫瑰茄發(fā)酵酸乳最佳生產(chǎn)工藝為玫瑰茄用量0.3%、奶粉用量5%、發(fā)酵時(shí)間24 h。

關(guān)鍵詞:玫瑰茄;活性物質(zhì);發(fā)酵酸乳;抗氧化;益生菌

玫瑰茄的花中富含花青素、多酚、原兒茶酸和類黃酮類物質(zhì)［1］，是保健型食品開(kāi)發(fā)的重要原料之一［2］。對(duì)于玫瑰茄活性物質(zhì)的研究，主要集中于花青素、粗多糖、活性精油等物質(zhì)，李升鋒［3］等的研究表明，影響玫瑰茄花青素提取效率的因素分別是:提取溫度＞液料比＞提取時(shí)間＞乙醇濃度;而影響玫瑰茄精油中的多酚類物質(zhì)提取效率的因素分別是:乙醇濃度＞提取時(shí)間＞提取溫度＞液料比［4］。王銳等［5］研究表明，玫瑰茄粗多糖具有良好的抗氧化活性。馮艷群等［6］研究表明，玫瑰茄多糖可以增強(qiáng)電離輻射小鼠抗氧化應(yīng)激的能力。

玫瑰茄在食品工業(yè)上的應(yīng)用，包括復(fù)合飲料［7］、風(fēng)味糕點(diǎn)［8］、保健酒［9］等。本文首先采用溫水浸提的方案提取玫瑰茄活性物質(zhì)，再把玫瑰茄花茶與益生菌發(fā)酵酸乳［10，11］整合在一起，設(shè)計(jì)并優(yōu)化了玫瑰茄酸乳的生產(chǎn)工藝，為探索新式保健型飲料提供了一定的參考。

1　材料和方法

1.1材料與試劑

玫瑰茄干花萼:購(gòu)自本地超市;乳酸菌發(fā)酵劑:保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌(本實(shí)驗(yàn)室保存菌種) ;主要試劑:培養(yǎng)基所用酪蛋白胨、胰蛋白胨、酵母粉為Oxid公司產(chǎn)品，試驗(yàn)所用其余試劑均為分析純。

1.2主要儀器設(shè)備

高壓滅菌鍋:三洋(SANYO)立式MLS-3750;培養(yǎng)箱:科析250B;分光光度計(jì):北京普析通用TU-1810。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1玫瑰茄浸液對(duì)菌落總數(shù)的影響菌落總數(shù)的測(cè)定采用平板計(jì)數(shù)法，培養(yǎng)基為MRS培養(yǎng)基。按照玫瑰茄干花質(zhì)量(g)與培養(yǎng)基總體積(mL)的比例，在培養(yǎng)基煮制時(shí)，分別添加0.05%、0.1%、0.5%和1%的玫瑰茄干花萼，測(cè)定玫瑰茄浸液對(duì)于乳酸菌生長(zhǎng)情況的影響。菌落計(jì)數(shù)方法:取1 mL樣品用無(wú)菌水10倍梯度稀釋后，再吸取200 μL傾入培養(yǎng)皿中，接著倒入溫度約60℃、未凝固的MRS瓊脂培養(yǎng)基中。經(jīng)37℃培養(yǎng)48 h后，對(duì)肉眼可見(jiàn)的菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)。菌落數(shù)要求在30 ～300個(gè)為有效稀釋梯度，根據(jù)稀釋的倍數(shù)，計(jì)算出原樣品中的菌落數(shù)。

1.3.2玫瑰茄活性成分浸提工藝選用玫瑰茄干花萼，按照0.05%～1%的比例(干花質(zhì)量與溫水的體積之比，g/mL)，用溫水浸提玫瑰茄活性成分。浸提溫度選擇30～70℃，每10℃為一個(gè)梯度;浸提時(shí)間設(shè)定為20～60 min，每10 min為一個(gè)梯度。浸提完成后，即為玫瑰茄花茶。分別檢測(cè)玫瑰茄花茶540 nm［12，13］和280 nm［14］的吸光度值，對(duì)應(yīng)結(jié)果分別相當(dāng)于牡丹花色素與牡丹精油的含量。用于酸乳發(fā)酵之前，使用食用堿將玫瑰茄花茶的pH值調(diào)整到6.0左右，防止后續(xù)發(fā)酵中酪蛋白的析出。

1.3.3玫瑰茄發(fā)酵酸乳生產(chǎn)工藝發(fā)酵乳生產(chǎn)的基本工藝為:玫瑰茄按1.3.2所述浸提玫瑰茄花茶，按花茶體積(mL)為基準(zhǔn)，按比例加入奶粉、蔗糖(5%)、黃原膠(0.1%)［15］，充分溶解后，按2%接種量接種事實(shí)活化的乳酸菌發(fā)酵劑，并在40℃靜置發(fā)酵。發(fā)酵完成后，將玫瑰茄發(fā)酵乳保存于4℃冰箱內(nèi)過(guò)夜，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵乳的后熟，以改善其風(fēng)味［16］。選擇玫瑰茄用量(0.05%～0.5%)、奶粉用量(2%～6%)、發(fā)酵時(shí)間(12～42 h)為單因素指標(biāo)，以感官評(píng)價(jià)得分為響應(yīng)值，確定最佳發(fā)酵工藝。

1.3.4感官評(píng)價(jià)指標(biāo)組織15名同學(xué)按照表1的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于玫瑰茄發(fā)酵乳的終產(chǎn)品進(jìn)行打分。最終得分=粘稠度×30% +酸度×20% +滋味×30% +顏色×20%。感官評(píng)價(jià)總分為20分。

表1　玫瑰茄發(fā)酵乳感官評(píng)分表

1.3.5數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel 2010，圖表的繪制采用Sigmaplot 10.0以及Excel 2010。用Design Expert 8.0進(jìn)行響應(yīng)面的設(shè)計(jì)與分析，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析及相關(guān)性計(jì)算采用SPSS 13.0，顯著性差異的分析選擇Turkey法，alpha =0.05。

2　結(jié)果與分析

2.1玫瑰茄浸液對(duì)乳酸菌生長(zhǎng)情況的影響

以4～36 h乳酸菌的菌落總數(shù)平均值來(lái)看(表2)，添加玫瑰茄浸液對(duì)于乳酸菌的生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生一定的抑制作用，隨著玫瑰茄濃度的升高，抑制作用更加明顯。其中，添加1%玫瑰茄(m/v，g/mL)浸液的菌落總數(shù)，僅占對(duì)照組的63.4%，隨著玫瑰茄用量的減少(0.5%～0.05%)，菌落總數(shù)達(dá)到對(duì)照組的79.4%～87.2%，說(shuō)明適當(dāng)降低玫瑰茄的用量，可以保證乳酸菌的正常生長(zhǎng)。從生長(zhǎng)速度來(lái)看，4 h培養(yǎng)之后，添加玫瑰茄浸液組的菌落總數(shù)為對(duì)照組的67.8%～71.2%，說(shuō)明玫瑰茄浸液延長(zhǎng)了乳酸菌的延滯生長(zhǎng)期，在發(fā)酵酸乳的生產(chǎn)工藝中，應(yīng)該適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間。

表2　玫瑰茄浸液對(duì)乳酸菌生長(zhǎng)的影響　單位: logcfu/mL

根據(jù)曹麗萍等［17］的報(bào)道，玫瑰茄水提液對(duì)于t-BHP造成的肝細(xì)胞急性損傷有一定的保護(hù)作用，馮艷群等的試驗(yàn)則證明玫瑰茄多糖可以增強(qiáng)電離輻射小鼠抗氧化應(yīng)激的能力［6］，其他試驗(yàn)也表明玫瑰茄浸提物具有較強(qiáng)的抗氧化活性［5，14］。分析本試驗(yàn)的結(jié)果，雖然玫瑰茄浸液對(duì)于乳酸菌生長(zhǎng)的菌落總數(shù)造成了一定的影響，但是隨著玫瑰茄用量的減少，抑制作用也會(huì)隨之降低。比較不同玫瑰茄用量實(shí)驗(yàn)組中乳酸菌的菌落總數(shù)，可以看出，0.5%～0.05%用量的菌落總數(shù)差異不顯著，只有1%用量的試驗(yàn)組與其他試驗(yàn)組差異顯著(P＜0.05)，因此，玫瑰茄用量應(yīng)該小于0.5%，從而充分保證乳酸菌的正常生長(zhǎng)。

2.2玫瑰茄活性成分提取

采用溫水浸提玫瑰茄活性成分，雖然浸提效率受到一定的限制，但是有利于后續(xù)發(fā)酵酸乳中直接應(yīng)用，不存在化學(xué)物質(zhì)殘留的問(wèn)題。從圖1中可以看出，隨著溫度的升高，玫瑰茄色素的浸提效率在40℃達(dá)到最高值，而玫瑰茄精油的含量在50℃達(dá)到最高值，隨著溫度的上升，色素和精油的提取效率均有明顯的下降。根據(jù)任順成的報(bào)道，玫瑰茄色素的熱穩(wěn)定性不好，在光照條件下色素降解速率較大，而且蔗糖對(duì)于色素的穩(wěn)定性也有著較強(qiáng)的影響［12］。而玫瑰茄精油屬于易揮發(fā)的酚、酮類物質(zhì)，穩(wěn)定性也較差［4］，因此，最終確定玫瑰茄的浸提溫度為40℃。從浸提時(shí)間來(lái)看，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，玫瑰茄色素、精油成分的溶出率均有所提高(圖2)，但是因?yàn)樯嘏c精油的不穩(wěn)定性［4，12］，浸提時(shí)間超過(guò)50 min后，玫瑰茄色素和精油相繼出現(xiàn)嚴(yán)重的損失。結(jié)合圖1和圖2的試驗(yàn)結(jié)果，最終確定玫瑰茄浸液的最佳工藝條件為: 40℃溫水浸提40 min。

圖1　玫瑰茄有效成分在不同浸提溫度下的效果

2.3玫瑰茄酸乳發(fā)酵工藝

2.3.1單因素試驗(yàn)從單因素試驗(yàn)結(jié)果(圖3)可以看出，玫瑰茄用量(A)設(shè)定為0.05%～0.5%之間時(shí)，玫瑰茄發(fā)酵酸乳的感官評(píng)價(jià)得分為12～14.5分，影響不顯著。而奶粉用量(B)從2%提高到5%之后，感官評(píng)價(jià)得分提升到156%，差異顯著(P＜0.01)，可見(jiàn)奶粉用量的增加，對(duì)于發(fā)酵酸乳的得分有著較為顯著的影響。隨著發(fā)酵時(shí)間(C)的延長(zhǎng)，乳酸菌生長(zhǎng)充分、風(fēng)味較好，在發(fā)酵18～24 h時(shí)，感官評(píng)價(jià)得分較高。之后，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，酸化嚴(yán)重，感官評(píng)價(jià)得分再次降低。最終確定單因素的試驗(yàn)結(jié)果為:玫瑰茄用量0.3%、奶粉用量5%、發(fā)酵時(shí)間24 h，并以此作為響應(yīng)面設(shè)計(jì)的中心點(diǎn)，對(duì)玫瑰茄發(fā)酵酸乳工藝進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化。

圖2　玫瑰茄有效成分在不同浸提時(shí)間內(nèi)的效果

圖3　玫瑰茄酸乳發(fā)酵單因素試驗(yàn)

2.3.2響應(yīng)面優(yōu)化

(1)響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定試驗(yàn)因素為玫瑰茄用量、奶粉用量、發(fā)酵時(shí)間，按照CCD (Central Composite Design)試驗(yàn)要求，設(shè)定-1—1水平(表3)。利用Design Expert設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，選擇感官評(píng)價(jià)得分為惟一響應(yīng)值(表4)。

(2)響應(yīng)面方差分析及模型擬合。從表5可以看出，本試驗(yàn)回歸模型P＜0.01，有顯著性差異，對(duì)于工藝的優(yōu)化有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。從表6中可以看出，R2=0.999 4，修正后R2=0.995 2，具有一定的可信度，可以用于進(jìn)行回歸方程擬合。

表3　響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素

表4　響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果

表5　試驗(yàn)方差分析

表6　試驗(yàn)可信度分析

(1)式中，Y =感官評(píng)價(jià)得分; X1=玫瑰茄用量(%) ; X2=奶粉用量(%) ; X3=發(fā)酵時(shí)間(min)。從方程系數(shù)可以看出，X1對(duì)Y值影響較大，而X2和X3對(duì)Y值的影響較小。即玫瑰茄用量對(duì)于發(fā)酵酸乳的感官得分影響最大，而奶粉用量和發(fā)酵時(shí)間對(duì)于感官評(píng)價(jià)的得分影響較小。這個(gè)結(jié)果與單因素的試驗(yàn)結(jié)果不太一致，可能是奶粉用量和發(fā)酵時(shí)間已經(jīng)達(dá)到最佳范圍，而玫瑰用量對(duì)于發(fā)酵酸乳的口味，起到了極為重要的影響。

(3) 3D響應(yīng)面分析。從圖4中可以看出，玫瑰茄用量與奶粉用量對(duì)于發(fā)酵酸乳感官得分均有一定的最佳范圍，其中，玫瑰茄用量在0.2%～0.4%之間、奶粉用量在4.5%～5.5%之間，可以獲得較高的感官評(píng)價(jià)得分。玫瑰茄用量在0.2%～0.4%范圍內(nèi)感官評(píng)價(jià)得分較高，而發(fā)酵時(shí)間在18～30 h范圍內(nèi)，感官評(píng)價(jià)得分差別不顯著。奶粉用量4.2%～5.6%、發(fā)酵時(shí)間18～30 h，感官評(píng)價(jià)的得分較高，但總體來(lái)看，差異不顯著。

圖4　玫瑰茄酸乳發(fā)酵響應(yīng)面分析

結(jié)合單因素試驗(yàn)結(jié)果，最終確定玫瑰茄發(fā)酵酸乳的生產(chǎn)條件為:玫瑰茄用量0.3%、奶粉用量5%、發(fā)酵時(shí)間24 h。該結(jié)果與單因素優(yōu)化的結(jié)果一致。通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)，得到感官評(píng)價(jià)得分為15.10，與表3中同樣工藝條件得分平均為15.00相接近。

3　結(jié)論

(1)玫瑰茄浸液會(huì)對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)造成一定的影響，包括菌落總數(shù)的減少、延滯期的延長(zhǎng)等，但是，玫瑰茄用量小于0.5%時(shí)，乳酸菌的生長(zhǎng)完全能夠正常發(fā)酵酸乳。(2)采用溫水浸提玫瑰茄時(shí)，因?yàn)槊倒迩焉亍⒕偷牟环€(wěn)定，無(wú)論提高溫度或是延長(zhǎng)浸提時(shí)間，都會(huì)造成玫瑰茄活性物質(zhì)的損失，最終確定的玫瑰茄浸液的最佳工藝條件為: 40℃溫水浸提40 min。(3)根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定玫瑰茄用量0.3%、奶粉用量5%、發(fā)酵時(shí)間24 h，并以此作為響應(yīng)面設(shè)計(jì)的中心點(diǎn)，對(duì)玫瑰茄發(fā)酵酸乳工藝進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化。(4)響應(yīng)面采用CCD設(shè)計(jì)17輪試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果采用平方模型，回歸模型P＜0.01，有顯著性差異。通過(guò)3D響應(yīng)面分析，最終確定的玫瑰茄酸乳發(fā)酵工藝為玫瑰茄用量0.3%、奶粉用量5%、發(fā)酵時(shí)間24 h，與單因素試驗(yàn)結(jié)果一致。

參考文獻(xiàn)

［1］李升鋒，等.玫瑰茄花萼營(yíng)養(yǎng)和藥理作用研究進(jìn)展［J］．食品研究與開(kāi)發(fā)，2006，27(10) :129-133.

［2］顧關(guān)云，蔣昱.玫瑰茄的化學(xué)成分與生物活性［J］．現(xiàn)代藥物與臨床，2010，25(2) :109-115.

［3］李升鋒，等.玫瑰茄花青素提取條件優(yōu)化研究［J］．廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，11:83-85，88.

［4］李升鋒，等.玫瑰茄多酚提取條件的優(yōu)化研究［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35(13) :3769-3770.

［5］王銳，等.玫瑰茄粗多糖清除DPPH自由基活性研究［J］．中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27(8) :128-131.

［6］馮艷群，等.玫瑰茄多糖對(duì)電離輻射小鼠抗氧化應(yīng)激能力的影響［J］．特產(chǎn)研究，2013，3:51-53.

［7］周慧恒，等.玫瑰花、玫瑰茄、滇紅茶、綠茶復(fù)合飲料的研制［J］．飲料工業(yè)，2011，14(7) :25-27.

［8］劉國(guó)凌，劉主.無(wú)花果玫瑰茄風(fēng)味果糕的研制［J］．食品研究與開(kāi)發(fā)，2007，28(3) :98-100.

［9］肖更生，李升鋒，陳衛(wèi)東，等.荔枝玫瑰茄復(fù)合保健果酒的研究［J］．釀酒，2005，32(5) :97-99.

［10］Chapman，C.M.C.，et al.Health benefits of probiotics: are mixtures more effective than single strains?［J］．European Journal of Nutrition，2011，50(1) :1-17.

［11］Seifi，S.，M.R.Shirzad，and H.Habibi.Effects of Probiotic Yoghurt and Prebiotic Utilization on Performance and Some Haematological Parameters in Broiler Chickens［J］．Acta Scientiae Veterinariae，2013，41.

［12］任順成，等.玫瑰茄色素的提取及穩(wěn)定性研究［J］．河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，30(5) :39-43.

［13］曾哲靈，等.玫瑰茄紅色素的純化及其結(jié)構(gòu)鑒定［J］．食品與發(fā)酵工業(yè)，2011，37(7) :57-62.

［14］劉雨瀟，等，玫瑰茄提取物多酚含量與抗氧化作用研究［J］．食品研究與開(kāi)發(fā)，2011，32(3) :75-78.

［15］邵金良，袁唯，黃原膠的特性及其在飲料工業(yè)中的應(yīng)用研究［J］．中國(guó)食品添加劑，2005，1:80-82.

［16］Camfield，D.A.，L.Owen，A.B.Scholey，et al.Dairy constituents and neurocognitive health in ageing［J］．British Journal of Nutrition，2011，106(2) :159-174.

［17］曹麗萍，等.玫瑰茄水提物對(duì)t-BHP誘導(dǎo)原代培養(yǎng)異育銀鯽肝細(xì)胞損傷生化指標(biāo)的影響［J］．浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，23(2) :273-277.

(責(zé)任編輯李燕妮)

Processing Technology of Roselle Tea Fermented Yoghurt

PAN Shuang，BAO Ming，XU Bei-bei，CHANG Qian-qian，DU Xin-yong
(Food Science and Engineering Department，Agricultural School，Liaocheng University，Liaocheng 252000，China)

Abstract:Objective We combined the anti-oxidant ingredients of roselle with the yoghurt fermentation to present a new type of yoghurt fermented by roselle tea.Method Those active ingredients of roselle were extracted by warm water with pH value adjusted to 6.0 and then added into the yoghurt fermentation.Result The pigment and essential oil of roselle were measured by the adsorption value at 540 nm and 280 nm respectively，and the sensory value was applied to evaluate the quality of roselle yoghurt.Single factor assays and respond surface method were used to optimize the processing technology.The results showed that roselle extract could inhibit the growth of lactic acid bacteria in the starter and the roselle ratio should be lower than 0.5%，and the extracting parameters were 40℃for 40 min.Conclusion The final optimized technology of roselle yoghurt was roselle amount 0.3%，milk powder 5%，and fermentation period 24 h.

Keywords:roselle; active ingredient; fermented yoghurt; anti-oxidant; probiotics

通訊作者:杜新永(1973—)，男，博士，研究方向:益生乳酸菌、保健食品。

作者簡(jiǎn)介:潘爽(1993—)，女，本科生，大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

基金項(xiàng)目:聊城大學(xué)大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目。