趙曉明,宋 菲 ,張玉鋒,趙松林,王 揮
(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所,海南文昌 571300;2.勁牌有限公司,湖北大冶 435100;
3.海南省椰子深加工工程技術(shù)研究中心,海南文昌 571339)
隨著經(jīng)濟(jì)和生活水平的提高,人們?cè)絹?lái)越重視健康飲食。酸奶由于具有易消化吸收、抗過(guò)敏、改善腸道菌群平衡等功效,且具有良好的口感和風(fēng)味而受到消費(fèi)者的廣泛青睞。但對(duì)于乳糖不耐癥者或者由于飲食偏好而想要非乳制品酸奶的素質(zhì)主義者來(lái)說(shuō),無(wú)乳糖的非乳制品植物酸奶便成了最優(yōu)選擇。植物酸奶不含膽固醇和乳糖,產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性與傳統(tǒng)酸奶大體相似,在健康和實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)利用方面,是傳統(tǒng)乳制品酸奶的理想替代品。因此,植物酸奶成為了近些年研究的熱點(diǎn)。
植物酸奶,也稱為非乳制品植物性酸奶,是在含有一定蛋白質(zhì)的植物和(或)其制品為原料的基礎(chǔ)上進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵加工制成的酸奶產(chǎn)品[1]。目前關(guān)于植物酸奶的研究主要由基于椰子或大豆的產(chǎn)品主導(dǎo),并且主要集中于工藝研究。Wang等[2]利用黃大豆和鷹嘴豆為原料,然后加入0.5%的非乳制品酸奶發(fā)酵劑,混合后于42 ℃下發(fā)酵16 h,研制出鷹嘴豆植物酸奶。馬文藝[3]利用未經(jīng)加工處理的豌豆提取液和大豆?jié){為原料(調(diào)整蛋白質(zhì)濃度為2.5%),加入0.004%的直投式發(fā)酵劑進(jìn)行發(fā)酵分別制備出豌豆植物酸奶和大豆植物酸奶。Pachekrepapol等[4]研究了木薯淀粉對(duì)椰子酸奶感官、乳酸菌活力以及流變學(xué)特性的影響,結(jié)果表明木薯淀粉的添加可以改善椰子酸奶品質(zhì)。韓喜艷等[5]利用椰漿為原料發(fā)酵制備出風(fēng)味口感良好、理化性質(zhì)優(yōu)良的椰子植物酸奶。這些研究都豐富了植物酸奶產(chǎn)品種類。最近表明,利用植物資源對(duì)酸奶進(jìn)行強(qiáng)化不僅可以提高酸奶的質(zhì)量特性,還可以提高酸奶的功能活性[6]。椰子水作為優(yōu)質(zhì)的植物原料,具有較好的營(yíng)養(yǎng)健康特性,例如抑菌、抗氧化、降血糖、抗炎及保護(hù)心臟等作用[7-9],加入到植物酸奶中可以起到協(xié)同增效作用,提高酸奶的抗氧化和降血糖功效。
課題組前期以椰漿和濃縮椰子水為原料,通過(guò)乳酸菌發(fā)酵制備了功能性椰子植物酸奶,并對(duì)加工工藝進(jìn)行了優(yōu)化,同時(shí)初步探討了抗氧化活性[1]。在此基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步研究功能性椰子植物酸奶貯藏過(guò)程中的抗氧化與降血糖活性變化。分析貯藏過(guò)程中多酚和黃酮含量的變化,并通過(guò)自由基清除能力、還原力、抑制脂質(zhì)過(guò)氧化能力、銅離子螯合能力來(lái)評(píng)價(jià)酸奶在貯藏過(guò)程中的抗氧化活性,采用α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性抑制率評(píng)價(jià)其降血糖活性,同時(shí)與對(duì)照酸奶進(jìn)行對(duì)比。本研究為功能性植物酸奶的開(kāi)發(fā)提供理論與技術(shù)支撐。
原榨椰漿 海南文昌南椰實(shí)業(yè)有限公司;濃縮椰子水 上海欣融食品原料有限公司;添加劑(乙?;矸哿姿狨ァ斡仓岣视王ィ?上海華寶孔雀香精有限公司;沒(méi)食子酸 上海麥克林生化有限公司;蘆丁 生工生物工程(上海)股份有限公司;菌種(保加利亞乳桿菌Lactobacillus bulgaricus、嗜熱鏈球菌Streptococcus thermophilus) 西安千葉草生物科技有限公司;2,2-二苯基-1-苦基肼(DPPH) 梯希愛(ài)(上海)化成工業(yè)發(fā)展有限公司;2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)、新亞銅、硫代巴比妥酸、卵磷脂 上海阿拉丁生化有限公司;鄰苯二酚紫 羅恩試劑有限公司;TPTZ(2,4,6-三吡啶基三嗪) 上海阿達(dá)瑪斯試劑有限公司;鄰苯三酚、PNPG(對(duì)硝基苯基-β-D-吡喃半乳糖苷)、3,5-二硝基水楊酸(DNS)、阿卡波糖 上海源葉生物科技有限公司;α-葡萄糖苷酶(來(lái)源于釀酒酵母,14.5 U/mg),α-淀粉酶(11 U/mg固體) 美國(guó)Sigma公司;其他試劑均為分析純。
Thermo Fisher離心機(jī) 廣州立諾自動(dòng)化設(shè)備有限公司;Rolling Incubator QB-328旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)器 海門市其林貝爾儀器制造有限公司;卡士Couss CF-3500發(fā)酵箱 中山卡士電器有限公司;Varioskan Flash 全波長(zhǎng)多功能酶標(biāo)儀 美國(guó)Thermo公司。
1.2.1 功能性椰子植物酸奶的制備 功能性椰子植物酸奶的制備參考趙曉明等[1]的方法。取鮮榨椰漿在低溫12000 r/min的條件下離心15 min,按重量計(jì)算,除去一定質(zhì)量的上層油脂,混合均勻后獲得脂肪含量為10%的脫脂椰漿(蛋白質(zhì)含量3.51%、還原糖含量1.03%、總糖含量4.92%)。將4%濃縮椰子水和添加劑(單硬脂酸甘油酯0.22%、乙?;矸哿姿狨?.13%)按相應(yīng)比例加入到脫脂椰漿中,攪拌均勻,并在25 MPa的壓力下均質(zhì)后,進(jìn)行熱處理殺菌(65 ℃/30 min)。殺菌后冷卻到40 ℃左右按接種量3%、接種比例為1:1的嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌,然后在發(fā)酵箱中進(jìn)行發(fā)酵8 h,發(fā)酵結(jié)束后迅速冷卻至10 ℃以下,放入4 ℃的冰箱中后熟48 h,即得功能性椰子植物酸奶。其中對(duì)照酸奶為不添加濃縮椰子水,其他工藝與功能性椰子植物酸奶一致。于第0、7、14、21、28 d分別測(cè)定對(duì)照酸奶和功能性椰子植物酸奶的各項(xiàng)指標(biāo)。
1.2.2 酸奶提取液的制備 酸奶提取液參考文獻(xiàn)[10]中的方法進(jìn)行制備并略作修改。取20 g酸奶樣品,用20 mL蒸餾水稀釋,在旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)器中連續(xù)攪拌30 min,然后再在4 ℃、10000 r/min的條件下離心10 min,離心結(jié)束后迅速取出,收集上清液并用濾膜過(guò)濾(0.22 μm),濾液冷凍儲(chǔ)存在-20 ℃直至分析。
1.2.3 含量的測(cè)定
1.2.3.1 總酚含量的測(cè)定 采用福林酚-比色法測(cè)定總酚含量,參考劉夢(mèng)瑤[11]方法并略做修改。準(zhǔn)確取0.5 mL的酸奶提取液于試管中,加入2.5 mL福林酚試劑,充分混勻并靜置反應(yīng)5 min,再加入2 mL 7.5%Na2CO3溶液,混勻后室溫下反應(yīng)60 min,于波長(zhǎng)765 nm處測(cè)吸光值。以沒(méi)食子酸(0~1.4 mg/mL)為標(biāo)準(zhǔn)品作標(biāo)準(zhǔn)曲線,其中以沒(méi)食子酸濃度為橫坐標(biāo),吸光值為縱坐標(biāo),得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=77.903x-0.9877,R2=0.9993。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算酸奶樣品中的總酚含量。
1.2.3.2 黃酮含量的測(cè)定 采用亞硝酸鈉-硝酸鋁比色法測(cè)定黃酮含量,參考Zhang等[12]方法并略做修改。取0.5 mL的樣品于試管中,加入50 μL 5%亞硝酸鈉,室溫反應(yīng)6 min后,再加入100 μL 10%的三氯化鋁,反應(yīng)5 min,最后再加入0.5 mL 1 mol/L的氫氧化鈉,在波長(zhǎng)500 nm處測(cè)吸光度。以蘆?。?~1 mg/mL)為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,其中蘆丁濃度(mg/mL)為橫坐標(biāo),吸光值為縱坐標(biāo),得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.211x+0.0042,R2=0.9987。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算酸奶樣品中的黃酮含量。
1.2.4 抗氧化活性的測(cè)定
1.2.4.1 DPPH自由基清除活性 DPPH自由基清除活性的測(cè)定參考趙曉明等[1]的方法。在2 mL試管中分別加入1 mL 2 mg/mL酸奶樣品提取液和1 mL 0.1 mmol/L的DPPH溶液,搖勻,室溫下暗處放置30 min后,在5000 r/min下離心5 min,取上清液于517 nm處吸光度。其中樣品對(duì)照組以等體積無(wú)水乙醇代替DPPH溶液,對(duì)照組以等體積蒸餾水代替樣品溶液,每組實(shí)驗(yàn)平行3次。計(jì)算公式如(1)所示。
1.2.4.2 ABTS自由基清除活性 ABTS自由基清除活性的測(cè)定參考張玉鋒等[13]的方法,并稍作修改。取3 mg/mL的酸奶樣品提取液0.5 mL與4 mL的ABTS工作液(5 mL 7 mmol/L的ABTS溶液與88 μL 140 mmol/L過(guò)硫酸鉀混勻,室溫避光靜置12~16 h后,用無(wú)水乙醇稀釋至734 nm處的吸光值為0.70±0.02,即得ABTS工作液)充分混勻后,30 ℃水浴10 min后,以5000 r/min離心5 min,取上清液測(cè)定734 nm處的吸光值。其中對(duì)照組和樣品對(duì)照組分別以等體積無(wú)水乙醇代替樣品溶液和ABTS工作液,每組實(shí)驗(yàn)平行3次。計(jì)算公式如(1)所示。
1.2.4.3 羥基自由基清除活性 OH自由基清除活性測(cè)定參考張玉鋒等[13]的方法,并稍作修改。在10 mL試管中依次加入1 mL的6 mmol/L硫酸亞鐵溶液和1 mL的6 mmol/L水楊酸-乙醇溶液;再依次加入1 mL 8 mg/mL的酸奶樣品提取液與1 mL的6 mmol/L的過(guò)氧化氫溶液,搖勻后室溫靜置30 min后,測(cè)定510 nm處吸光度。其中以等體積蒸餾水代替H2O2溶液作為樣品對(duì)照組,以等體積蒸餾水代替樣品溶液作為對(duì)照組,每組實(shí)驗(yàn)平行3次。計(jì)算公式如(1)所示。
1.2.4.4 超氧陰離子自由基清除活性 超氧陰離子自由基清除活性的測(cè)定參考信亞偉[14]的方法,并稍作修改。取0.9 mL的0.05 mol/L pH8.2的Tris-HCl放置于室溫20 min,然后加入30 mg/mL的樣品提取液0.2 mL,再加入80 μL 7 mmol/L的鄰苯三酚溶液,混勻,置于室溫反10 min,然后加入2滴10 mol/L濃鹽酸終止反應(yīng),于325 nm處測(cè)定吸光值。其中對(duì)照組以蒸餾水代替樣品,空白組以蒸餾水代替鄰苯三酚,每組實(shí)驗(yàn)平行三次。計(jì)算公式如(1)所示。
1.2.5 還原力的測(cè)定
1.2.5.1 總還原力的測(cè)定 總還原力的測(cè)定參考戴梓茹等[15]的方法。采用鐵氰化鉀法檢測(cè)還原力,取1.0 mL 35 mg/mL的樣品,先后向其中加入0.5 mL pH6.6的磷酸鹽緩沖液,0.5 mL 1%鐵氰化鉀溶液,混勻,置于50 ℃水浴20 min,加入0.5 mL 10%三氯乙酸以及0.1 mL 0.1%三氯化鐵,混勻靜置10 min,于700 nm測(cè)吸光值,以蒸餾水為空白,吸光值越高,表明還原力越強(qiáng),抗氧化效果越好。
1.2.5.2 鐵離子還原力 鐵離子還原力的測(cè)定參考Muniandy等[16]的方法,并稍作修改。FRAP試劑由0.3 mmol/L醋酸緩沖液(pH3.6),20 mmol/L FeCl3·6H2O溶液和10 mmol/L TPTZ溶液混合而成,其中醋酸緩沖液:FeCl3·6H2O:TPTZ=10:1:1(v/v/v)。測(cè)定時(shí)將0.1 mL 25 mg/mL的樣品與0.8 mL FRAP溶液依次添加到具塞試管中,充分混合后在室溫下避光靜置30 min,在593 nm處測(cè)定吸光度,以蒸餾水調(diào)零,吸光值越高,表明抗氧化效果越好。
1.2.5.3 銅離子還原力 銅離子還原力的測(cè)定參考Karadirek等[17]的方法,并稍作修改。取25 μL 40 mg/mL樣品溶液于2 mL離心管中,并加入5 mmol/L的硫酸銅溶液250 μL、7.5 mmol/L的新銅溶液250 μL、1 mmol/L pH7.0的醋酸銨緩沖液250 μL以及250 μL的蒸餾水,混勻后置于室溫反應(yīng)30 min,在450 nm處測(cè)吸光度,以蒸餾水為空白,吸光值越高,表明抗氧化效果越好。
1.2.6 抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力 酸奶中抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力參考曹煒等[18]的方法。在10 mL的玻璃試管中加入0.2 mL的脂質(zhì)體液體和0.5 mL 40 mg/mL樣品溶液,混勻,再分別加入50 mmol/L FeSO4溶液50 μL和0.05 mol/L(pH=7.4)的磷酸緩沖液2.25 mL,然后置于37 ℃水浴中溫育40 min,每10 min振搖一次。水浴完成后,分別向各管加入1 mL 10%三氯乙酸和1 mL 0.8%硫代巴比妥酸,混勻,置沸水中水浴15 min,冷卻后8000 r/min的條件下離心8 min,取上清液在532 nm處測(cè)定吸光度。其中對(duì)照組以蒸餾水代替樣品溶液,樣品對(duì)照組以磷酸緩沖液代替FeSO4溶液。其中各酸奶樣品提取液的測(cè)定濃度均為40 mg/mL。
1.2.7 銅離子螯合能力 酸奶銅離子螯合能力的測(cè)定參考沈剛[19]的方法并稍作修改。取1 mL 50 mmol/L的乙酸鈉緩沖溶液,加入l00 μL 5 mmol/L CuSO4和100 mL 50 mg/mL的樣品溶液,混合均勻后靜置反應(yīng)10 min,再向其中添加80 μL 4 mmol/L的鄰苯二酚紫溶液,搖勻后反應(yīng)20 min,于632 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。其中對(duì)照組以蒸餾水代替樣品,樣品對(duì)照組以蒸餾水代替CuSO4溶液。計(jì)算公式如下:
1.2.8 降血糖活性的測(cè)定
1.2.8.1α-葡萄糖苷酶抑制能力 參考張玉鋒等[20]的方法,并稍作修改。在10 mL試管中分別加入0.4 mL濃度為10 mg/mL的酸奶樣品提取液、0.4 mL 0.04 U/mL酶液和0.4 mL的PBS(pH6.8,0.1 mol/L),在37 ℃的水浴鍋中加熱5 min;再分別加0.2 mL 0.5 mmol/L的pNPG溶液,混勻,繼續(xù)在37 ℃水浴鍋中加熱30 min,取出再加0.5 mL 0.2 mol/L的Na2CO3溶液,混勻。室溫下靜置5 min后,以5000 r/min離心5 min,取上清液于405 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值。以磷酸鹽緩沖液作為空白調(diào)零,以磷酸鹽緩沖液分別代替對(duì)照組中的樣品,空白對(duì)照組中的酶液和樣品,樣品對(duì)照組中的酶液,每組實(shí)驗(yàn)平行3次。計(jì)算公式如下:
1.2.8.2α-淀粉酶抑制能力 參考張玉鋒等[20]的方法,并稍作修改。將0.5 mL濃度為30 mg/mL的酸奶樣品提取液與0.5 mL 1 U/mL的α-淀粉酶溶液混合,并加入0.5 mL PBS(pH6.9,0.1 mol/L),在溫度37 ℃的水浴鍋中水浴10 min;加入0.5 mL 1%的可溶性淀粉,繼續(xù)在37 ℃水浴10 min;加入1 mL DNS試劑終止反應(yīng),并立即在水浴鍋中用沸水浴5 min,滅酶。待冷卻到室溫后,加入10 mL的蒸餾水稀釋,測(cè)定540 nm處吸光度。以磷酸鹽緩沖液作為空白調(diào)零,以磷酸鹽緩沖液分別代替對(duì)照組中的樣品,空白對(duì)照組中的酶液和樣品,樣品對(duì)照組中的酶液,每組實(shí)驗(yàn)平行3次。計(jì)算公式如下:
所有實(shí)驗(yàn)均做三次平行,用SPSS(21.0)統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA),用Excel(2016)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖,每項(xiàng)分析的結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。P<0.05表明在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有顯著性差異。
2.1.1 總酚含量的變化 貯藏期間各酸奶樣品的總酚含量變化如圖1所示。從圖1中可以觀察到,兩種酸奶在0~28 d內(nèi)總酚含量均呈現(xiàn)出顯著下降趨勢(shì)(P<0.05),貯藏期間,功能性椰子植物酸奶和對(duì)照酸奶提取液的總酚含量分別從初期的(790.16±30.77)μg/mL、(495.82±28.09)μg/mL下降到末期的(248.38±19.09)μg/mL、(113.45±24.31)μg/mL,整個(gè)期間的降幅分別為68.57%、77.08%。Qiu等[21]研究添加玫瑰花提取物制作的酸奶和對(duì)照酸奶冷藏至21 d時(shí)的多酚含量也顯著降低(P<0.05);Cho等[22]研究表明添加橄欖葉熱水提取物的酸奶樣品的總酚含量也隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)而降低,與本研究趨勢(shì)一致。酸奶總酚的降低一方面可能是由于在冷藏儲(chǔ)存期間,在乳酸菌存在下聚合酚類物質(zhì)的分解所導(dǎo)致的[23];另一方面也有可能由于活性酚類化合物與蛋白之間的相互作用,以及酸奶中某些熱、光或氧敏感酚類物質(zhì)在貯藏過(guò)程中的降解所引起[24]。以上結(jié)果表明,貯藏期間,功能性椰子植物酸奶中總酚類物質(zhì)的含量隨著貯藏時(shí)間的增加逐漸降低,但其含量和穩(wěn)定性均高于對(duì)照酸奶。
圖 1 酸奶貯藏期間總酚含量的變化Fig.1 Changes of polyphenol content in yogurt during storage
2.1.2 黃酮含量的變化 貯藏期間各酸奶樣品提取液的黃酮含量變化如圖2所示。從圖2中可以觀察到,功能性椰子植物酸奶的黃酮含量在前14 d變化不大,14~21 d顯著下降(P<0.05),從(95.59±4.58)μg/mL降低至(75.01±2.04)μg/mL,后期略有升高,但變化差異不大(P>0.05),整個(gè)貯藏末期較初期相比,降低了12.31%。在0~28 d內(nèi),對(duì)照酸奶的黃酮含量略降低,從(75.72±2.56)μg/mL降至(64.09±2.47)μg/mL,下降幅度為15.37%。上述結(jié)果表明,貯藏期間功能性椰子植物酸奶的黃酮含量雖有所下降,但仍高于對(duì)照酸奶。
圖 2 酸奶貯藏期間黃酮含量的變化Fig.2 Changes of flavonoid content in yogurt during storage
酚類化合物可作為抗氧化劑,通過(guò)其提供氫或電子的能力導(dǎo)致鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的終止,或通過(guò)螯合過(guò)渡金屬離子從而終止Fenton反應(yīng)[16]。直接清除自由基的化合物被稱為初級(jí)抗氧化劑,而通過(guò)Fenton反應(yīng)防止自由基形成的化合物被稱為次級(jí)抗氧化劑,可通過(guò)測(cè)定自由基清除能力和還原力反映樣品的主要抗氧化性能,測(cè)定金屬螯合能力反映樣品的次要抗氧化性能[16]。由于酸奶樣品的總抗氧化能力可能是由多種反應(yīng)機(jī)制導(dǎo)致的,單一的抗氧化測(cè)定可能無(wú)法完全準(zhǔn)確反映樣品的抗氧化能力,因此,本研究使用自由基清除能力、還原力、抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力及銅離子螯合能力四種不同的方法來(lái)評(píng)估功能性椰子植物酸奶和對(duì)照酸奶的抗氧化活性。
2.2.1 自由基清除率的變化 酸奶貯藏期間自由基清除率(DPPH、ABTS、羥基及超氧陰離子自由基)的變化見(jiàn)圖3。由圖3可知,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),功能性椰子植物酸奶的DPPH、ABTS、OH及O2-自由基清除活性表現(xiàn)出相似的變化規(guī)律,都是先升高后降低。在貯藏0~7 d,功能性椰子植物酸奶的DPPH、ABTS、羥基自由基的清除能力顯著升高(P<0.05),并在第7 d時(shí)活性達(dá)到了整個(gè)貯藏期內(nèi)的最大值,分別為51.27%±1.83%、97.49%±0.09%、82.74%±1.67%,隨后都逐漸降低。兩種酸奶的超氧陰離子自由基清除能力在第14 d時(shí)達(dá)到最大,在14~28 d呈顯著下降趨勢(shì)(P<0.05),其中功能性椰子植物酸奶在14 d較0 d相比,其活性增幅為17.77%。自由基清除活性的降低,可能是因?yàn)樵谫A藏過(guò)程中,酸奶樣品中的蛋白-多酚類物質(zhì)發(fā)生共和與非共和結(jié)合作用,使得體系中能夠參與自由基清除反應(yīng)的游離態(tài)多酚類物質(zhì)含量減少[25]。也有研究稱乳蛋白的交聯(lián)作用阻礙其酚環(huán)上羥基等活性基團(tuán)的供電子能力[26],從而使抗氧化活性隨之降低。李郭浪等[27]報(bào)道了山藥山楂酸奶隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),其抗氧化活性也是先增高后降低,與本文研究結(jié)果一致??傮w上看,功能性椰子植物酸奶在貯藏過(guò)程中對(duì)四種自由基清除率均顯著高于對(duì)照酸奶,可能是由于椰子水中的多酚、多糖及蛋白類等抗氧化成分發(fā)揮了作用。
圖 3 酸奶貯藏期間DPPH(a)、ABTS(b)、羥基(c)、超氧陰離子(d)自由基清除率的變化Fig.3 Changes of DPPH (a), ABTS (b), hydroxyl (c), superoxide anion (d) radical scavenging rates in yogurt during storage
2.2.2 還原力的變化 酸奶貯藏過(guò)程中還原力的變化如圖4所示,從圖中可以觀察出兩種酸奶隨著貯藏時(shí)間的增加,總還原力、銅離子還原力以及鐵離子還原力變化趨勢(shì)均不一致,在儲(chǔ)藏0 d時(shí),功能性椰子植物酸奶的總還原力、銅離子還原力、鐵離子還原力均顯著高于對(duì)照酸奶(P<0.05)。功能性椰子植物酸奶和對(duì)照酸奶的總還原力的吸光度在7 d時(shí)達(dá)到最大,隨后略有下降;銅離子還原力在21 d呈現(xiàn)最低值,貯藏末期又有所提高,末期較初期相比,保留率分別為66.37%、51.25%。功能性椰子植物酸奶的鐵離子還原力在0~21 d逐漸降低,到28 d又顯著增高(P<0.05),這與銅離子還原力的變化趨勢(shì)一致。分析以上結(jié)果可以得知,整個(gè)貯藏期間,酸奶的總還原能力、銅離子和鐵離子還原能力均有所下降,其中功能性椰子植物酸奶的三種還原力都高于對(duì)照酸奶。Vital等[28]研究添加平菇水提物的低脂酸奶的鐵離子還原力等抗氧化活性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低,Pan等[29]研究添加石榴汁粉的酸奶的鐵離子還原力和DPPH自由基清除能力也著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸下降,均與本研究結(jié)果趨勢(shì)一致。
圖 4 酸奶貯藏期間總還原力(a)、銅離子還原力(b)、鐵離子還原力(c)的變化Fig.4 Changes of total reducing power (a), reducing power of copper ions (b) and reducing power of iron ion (c) in yogurt during storage
2.2.3 抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力的變化分析 生物膜的主要成分是蛋白質(zhì)和磷脂,其中磷脂含有多不飽和脂肪酸,最容易發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化,而脂質(zhì)過(guò)氧化是引起許多疾病的重要因素之一。在本文中,F(xiàn)e2+被用作脂質(zhì)過(guò)氧化的起始因子,而卵磷脂脂質(zhì)體被用作研究酸奶提取物抑制脂質(zhì)過(guò)氧化能力的模型[18]。貯藏過(guò)程中酸奶的抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力變化如圖5所示,從圖中可以觀察到,功能性椰子植物酸奶的抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力在0~7 d顯著增高(P<0.05),從38.58%±3.09%增長(zhǎng)至61.68%±2.33%,增加幅度為59.88%,在7~14 d沒(méi)有顯著性變化(P>0.05),在14~28 d顯著降低(P<0.05),從63.31%±2.33%降到41.93%±2.09%,降幅為33.77%,其中28 d與0 d相比,沒(méi)有顯著變化(P>0.05),但略增長(zhǎng)8.68%;對(duì)照酸奶的抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力在第14 d達(dá)到最大,為42.99%±1.68%,到貯藏末期28 d結(jié)束時(shí)僅為18.22%±2.14%。綜合以上結(jié)果可以得出,功能性椰子植物酸奶在貯藏過(guò)程中的抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力的變化情況與自由基清除能力、還原力變化情況大致相同,貯藏后期活性均有所下降 ,且功能性椰子植物酸奶活性大于對(duì)照酸奶。
圖 5 酸奶貯藏期間抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力的變化Fig.5 Changes of anti-lipid peroxidation ability in yogurt during storage
2.2.4 銅離子螯合能力的變化分析 抗氧化劑可以分為三種不同的機(jī)制,即電子轉(zhuǎn)移(ET)、氫原子轉(zhuǎn)移(HAT)和金屬螯合,其中金屬螯合包括Fe2+、Cu2+和Zn2+。金屬的螯合能力被認(rèn)為是評(píng)估抗氧化活性的次要機(jī)制化合物,最近的一些研究也證明了金屬,特別是Fe2+和Cu2+,能參與抵消一些非傳染性退行性疾病,如阿爾茨海默氏癥、帕金森氏癥和威爾遜氏癥以及心血管疾病[30]。如圖6所示,兩種酸奶對(duì)銅離子的螯合能力隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),呈現(xiàn)出先降低后增高的趨勢(shì)。功能性椰子植物酸奶的銅離子螯合能力在0~14 d內(nèi)顯著下降(P<0.05),從83.32%±2.89%降至29.24%±3.82%,其中在14~21 d時(shí),無(wú)顯著變化(P>0.05);21~28 d時(shí),酸奶螯合能力逐漸上升(P<0.05),到貯藏末期升至57.07%±8.89%。但總體上,兩種酸奶在不同貯藏期的銅離子螯合能力變化規(guī)律相似,整體呈下降趨勢(shì),但功能性椰子植物酸奶的螯合率始終大于對(duì)照酸奶。根據(jù)Oh等[31]的研究報(bào)道,添加植物提取物的酸奶具有更高的抗氧化活性,這很可能是植物提取物的植物化學(xué)成分和微生物代謝活動(dòng)的結(jié)果,而且儲(chǔ)存過(guò)程中微生物的持續(xù)生長(zhǎng)也有可能會(huì)改變一些酚類化合物,從而增加抗氧化活性。因此,補(bǔ)充植物提取物的酸奶具有與高抗氧化活性相關(guān)的潛在健康益處。
圖 6 酸奶貯藏期間銅離子螯合能力的變化Fig.6 Changes of chelating capacity of copper ions in yogurt during storage
糖尿病是由遺傳性或獲得性胰島素分泌不足以及器官對(duì)分泌胰島素的反應(yīng)性降低引起的代謝性疾病。治療糖尿病的一種有效方法是降低餐后高血糖,通過(guò)抑制消化道中的碳水化合物水解酶(如α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶)來(lái)延緩葡萄糖的吸收,這些酶的抑制劑(如阿卡波糖)會(huì)延遲碳水化合物的消化并延長(zhǎng)整體碳水化合物的消化時(shí)間,導(dǎo)致葡萄糖吸收率降低,從而減緩餐后血糖升高[32]。因此,本文通過(guò)α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性抑制試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)酸奶樣品的體外降血糖活性。
如圖7所示,兩種酸奶樣品都表現(xiàn)出α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制活性,隨著貯藏時(shí)間的增加,α-葡萄糖苷酶的抑制作用呈增加趨勢(shì),然而α-淀粉酶的抑制作用呈下降趨勢(shì)。功能性椰子植物酸奶的α-葡萄糖苷酶抑制率在0~14 d沒(méi)有顯著性變化(P>0.05),在14~21 d時(shí)顯著增長(zhǎng)(P<0.05),從43.76%±4.17%增至53.30%±2.92%,增幅為21.80%,21~28 d變化不顯著(P>0.05)。而對(duì)照酸奶在7 d內(nèi)沒(méi)有顯著變化,后期顯著升高,到28 d時(shí)達(dá)到最大抑制率,為45.66%±2.50%。在0~7 d,功能性椰子植物酸奶的α-淀粉酶抑制活性雖沒(méi)有顯著差異(P>0.05),但還是略增長(zhǎng)了3.92%,而對(duì)照酸奶明顯下降;7~14 d,兩種酸奶的α-淀粉酶抑制率均有所下降,分別從79.33%±1.08%、15.77%±0.63%降至55.23%±1.01%、14.33%±1.73%,整個(gè)期間下降幅度分別為43.65%、10.00%。
圖 7 酸奶貯藏期間α-葡萄糖苷酶(a)、α-淀粉酶(b)抑制率的變化Fig.7 Changes of α-glucosidase (a) and α-amylase (b)inhibition rates during yogurt storage
本研究表明,整個(gè)貯藏過(guò)程中,功能性椰子植物酸奶對(duì)α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制率均高于對(duì)照酸奶。Ni等[33]研究表明漿果酸奶、黑加侖果渣酸奶以及對(duì)照酸奶對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制能力隨著貯藏時(shí)間的增加而提高;Qiu等[21]研究添加食用玫瑰花提取物的酸奶樣品的α-葡萄糖苷酶的抑制能力也隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而提高,均與本文研究一致。Shori[24]研究孜然籽和香菜提取物制備的酸奶的α-淀粉酶抑制活性在0~7 d增長(zhǎng),在14 d后顯著降低,與本文對(duì)功能性椰子植物酸奶的研究結(jié)果一致。有人提出非糖類化合物可能通過(guò)疏水相互作用與酶的活性位點(diǎn)結(jié)合來(lái)發(fā)揮其抑制活性[34],但其確切機(jī)制尚不清楚。除此之外,濃縮椰子水中酚類物質(zhì)的存在可能有助于更好地抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶。研究表明椰子水具有降血糖活性[7],這可能對(duì)α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制活性有直接影響。
本研究通過(guò)對(duì)功能性椰子植物酸奶和對(duì)照酸奶貯藏過(guò)程中多酚、黃酮含量和抗氧化、降血糖活性的測(cè)定分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩種酸奶的多酚含量隨著貯藏時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸降低,功能性椰子植物酸奶的黃酮含量在0~14 d時(shí)沒(méi)有顯著變化(P>0.05),但隨后也有所降低,整個(gè)期間,功能性椰子植物酸奶的多酚和黃酮含量明顯高于對(duì)照酸奶。貯藏28 d較0 d,功能性椰子植物酸奶的ABTS自由基清除率和抗脂質(zhì)過(guò)氧化能力沒(méi)有顯著差異(P>0.05),DPPH、羥基和超氧陰離子自由基清除率、總還原力、鐵離子和銅離子還原力、銅離子螯合能力、α-淀粉酶抑制率均有所降低,α-葡萄糖苷酶抑制率增高,且功能性椰子植物酸奶在抗氧化及降血糖活性上仍整體大幅度優(yōu)于對(duì)照酸奶,一定程度上驗(yàn)證了添加椰子水有利于提升酸奶的抗氧化、降血糖活性,也表明了功能性椰子植物酸奶在經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的貯藏期后仍然可以保持較好的活性。但引起活性變化的具體原因及機(jī)制需要進(jìn)一步的研究。