摘要：試驗以藜麥蛋白、生牛乳為原料，研制具有抗氧化性能的藜麥蛋白酸奶。通過單因素試驗和正交試驗對藜麥蛋白酸奶進行工藝優(yōu)化，并對貯藏期間酸奶的抗氧化性進行研究。結果表明，制作藜麥蛋白酸奶的最優(yōu)工藝條件為發(fā)酵時間5.5 h、接種量4%、白砂糖添加量7%、藜麥蛋白添加量2%，經(jīng)優(yōu)化工藝制得的藜麥蛋白酸奶口感綿柔、色澤均一，感官評分為86.2分，經(jīng)測定，理化指標和微生物指標均符合國標要求，在貯藏期間藜麥蛋白酸奶對2，2′-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）自由基、1，1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）自由基的清除率和還原力始終高于對照酸奶。該研究為藜麥蛋白的應用和開發(fā)提供了一定的理論基礎。

關鍵詞：藜麥蛋白；酸奶；發(fā)酵工藝；抗氧化

中圖分類號：TS252.54 """""文獻標志碼：A """"文章編號：1000-9973（2024）10-0025-06

Process Optimization and Antioxidant Properties of Quinoa Protein Yogurt

ZHAO Ting， HAN Jiao-jiao， MA Ling*

（College of Food Science and Engineering， Shanxi Agricultural University， Jinzhong 030801， China）

Abstract： In this study， with quinoa protein and raw milk as the raw materials， quinoa protein yogurt with antioxidant properties is developed. The process of quinoa protein yogurt is optimized through single factor test and orthogonal test， and the antioxidant properties of yogurt during storage are investigated. The results show that the optimal process conditions for making quinoa protein yogurt are fermentation time of 5.5 h， inoculation amount of 4%， the addition amount of white granulated sugar of 7% and the addition amount of quinoa protein of 2%. The quinoa protein yogurt produced by the optimized process has soft taste， uniform color， and the sensory score is 86.2 points. Through determining the physicochemical and microbiological indexes， it is found that they all meet the requirements of the national standard. The scavenging rates of quinoa protein yogurt on 2，2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid （ABTS） radicals and 1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl （DPPH） radicals and reducing power are consistently higher than those of control yogurt. This study has provided certain theoretical basis for the application and development of quinoa protein.

Key words： quinoa protein; yogurt; fermentation process; antioxidation

藜麥（Chenopodium quinoa Willd.）原產(chǎn)于南美洲安第斯山區(qū)，是一種營養(yǎng)豐富的假谷物[1]，被認為是唯一一種單體植物就能滿足人體基本營養(yǎng)需求的全營養(yǎng)食品[2]。藜麥具有高蛋白、低卡路里、富含活性物質等特點，富含膳食纖維、維生素、酚類等物質，還具有植物化學物質及抗氧化活性[3]。藜麥中蛋白質含量約為16%，高于傳統(tǒng)谷物，包含人體所需的全部氨基酸，特別是普通谷物中所缺乏的賴氨酸，并且沒有限制性氨基酸，氨基酸含量豐富且均衡，藜麥蛋白質中不含麩質蛋白，對麩質過敏者而言是良好的食物來源[4-6]。

酸奶是以生牛（羊）乳或乳粉為原料，滅菌后加入乳酸菌發(fā)酵制得的營養(yǎng)豐富、風味獨特的乳制品[7]，酸奶具有維護人體腸道菌群微生態(tài)平衡、調節(jié)膽固醇代謝、提高抗氧化等效果[8]。近年來，隨著人們對健康重視程度的加深，不少消費者將眼光從動物基酸奶轉移到植物基酸奶上，與傳統(tǒng)動物基酸奶相比，植物基酸奶具有不含膽固醇、熱量低、易吸收等特點，同時保留了植物中獨特的營養(yǎng)成分，更適合乳糖不耐受以及吸收不良的人群[9-10]。侯文娟等[11]研究表明，將豌豆蛋白加入乳中制成的發(fā)酵乳組織狀態(tài)平滑，口感細膩，觀察微觀結構顯示凝膠結構致密，孔隙更小。趙凱艷等[12]利用花生蛋白制作花生蛋白發(fā)酵乳，制得的酸奶組織狀態(tài)良好， 質地評分高?；莸り柕萚13]研究表明酸奶中牛乳蛋白被部分大豆蛋白替換后對其質構、粒徑、電位、蛋白質二級結構有顯著影響，各方面性質均有一定提高。

藜麥蛋白作為一種全營養(yǎng)蛋白開始受到廣泛關注，然而截至目前，關于藜麥蛋白的研究主要停留在功能特性層面，對藜麥蛋白相關產(chǎn)品的研究鮮有報道。為了豐富藜麥蛋白產(chǎn)品類型，試驗以藜麥蛋白為原料，將藜麥蛋白加入牛乳中發(fā)酵，通過單因素試驗及正交試驗優(yōu)化參數(shù)，得到藜麥蛋白酸奶的最優(yōu)工藝，對藜麥蛋白酸奶的理化指標、微生物指標進行測定，并測定貯藏期間（1，7，14，21 d）藜麥蛋白酸奶與對照酸奶的抗氧化活性，為藜麥蛋白產(chǎn)品的加工應用提供了理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與菌株

藜麥蛋白：西安植品生物科技有限公司；鮮牛乳：山西農(nóng)業(yè)大學牧場；白砂糖：購于太谷家家利超市；嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）、保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）、動物雙歧桿菌（Bifidobacterium animalis）：由山西農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院乳品實驗室提供。

1.2 培養(yǎng)基

MRS培養(yǎng)基[14]：青島海博生物技術有限公司。

1.3 儀器與設備

HPP-9272電熱恒溫培養(yǎng)箱 北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司；HFsafe-1200LC生物安全柜 上海力申科學儀器有限公司；5804R高速冷凍離心機 德國Eppendorf公司；UV-1100紫外可見分光光度計 尤尼柯（上海）儀器有限公司；LS-35HD立式壓力滅菌鍋 江陰濱江醫(yī)療設備有限公司；GYB40-10S高壓均質機 上海東華高壓均質機廠。

1.4 試驗方法

1.4.1 菌種活化

將凍干保存的嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌、動物雙歧桿菌分別在全脂培養(yǎng)基（95 ℃10 min殺菌，冷卻）中于42，37 ℃培養(yǎng)10 h，反復傳代3次，制得母發(fā)酵劑，將母發(fā)酵劑以3%接種量接種至全脂乳中培養(yǎng)4～5 h至酸乳凝固，得到發(fā)酵劑、備用。

1.4.2 工藝流程

1.4.2.1 制作藜麥蛋白酸奶工藝流程

藜麥蛋白粉

↓

生牛乳→預熱→混合攪拌→均質→加熱→加糖溶解→殺菌→冷卻→接種→灌裝→發(fā)酵→冷卻后熟→成品。

1.4.2.2 操作要點

將生牛乳40 ℃預熱5 min，牛乳溫度升高有利于藜麥蛋白粉的溶解。

將藜麥蛋白粉與生牛乳按一定比例加熱溶解20 min，在20 MPa下均質，以確?；旌先芤后w系均勻穩(wěn)定。

在50～60 ℃時加入白砂糖并持續(xù)攪拌，加熱至95 ℃時殺菌10 min，確保微生物失活。

將滅菌完成的混合溶液冷卻至室溫，確保接菌時菌種不因溫度過高而失活。

將接種后的混合溶液放入恒溫培養(yǎng)箱中，于42 ℃發(fā)酵，待發(fā)酵結束置于4 ℃冰箱中冷藏后熟。

1.4.2.3 對照酸奶制作

將生牛乳加熱均質后，將7%白砂糖加入牛乳中95 ℃加熱滅菌，冷卻后按3%接種量接種于牛乳中發(fā)酵并后熟，對照酸奶用于藜麥蛋白酸奶抗氧化指標對照比較。

1.4.3 單因素試驗

1.4.3.1 發(fā)酵時間對藜麥蛋白酸奶品質的影響

固定白砂糖添加量7%，藜麥蛋白添加量2.5%，接種量3%，將發(fā)酵時間分別設為3.5，4，4.5，5，5.5 h制作藜麥蛋白酸奶，發(fā)酵結束后進行感官評分與酸度測定。

1.4.3.2 接種量對藜麥蛋白酸奶品質的影響

固定發(fā)酵時間4 h，白砂糖添加量7%，藜麥蛋白添加量2.5%，將接種量分別設為1%、2%、3%、4%、5%制作藜麥蛋白酸奶，發(fā)酵結束后進行感官評分與酸度測定。

1.4.3.3 白砂糖添加量對藜麥蛋白酸奶品質的影響

固定發(fā)酵時間4 h，藜麥蛋白添加量2.5%，接種量3%，將白砂糖添加量分別設為5%、6%、7%、8%、9%制作藜麥蛋白酸奶，發(fā)酵結束后進行感官評分與酸度測定。

1.4.3.4 藜麥蛋白添加量對藜麥蛋白酸奶品質的影響

固定發(fā)酵時間4 h，白砂糖添加量7%，接種量3%，將藜麥蛋白添加量分別設為0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%制作藜麥蛋白酸奶，發(fā)酵結束后進行感官評分與酸度測定。

1.4.4 多因素對藜麥蛋白酸奶感官評分的影響

根據(jù)單因素試驗結果，結合產(chǎn)品色澤、組織狀態(tài)等條件，選取發(fā)酵時間、接種量、白砂糖添加量、藜麥蛋白添加量作為評價因素，設計L16（44）的正交試驗對藜麥蛋白酸奶進行工藝優(yōu)化，并對各組試驗產(chǎn)品進行感官評分，以得出藜麥蛋白酸奶最優(yōu)工藝參數(shù)，正交試驗因素與水平見表1。

1.4.5 感官評分標準

根據(jù)GB 19302—2010《食品安全國家標準 發(fā)酵乳》[15]中的要求，結合藜麥蛋白酸奶特質，制定感官評分標準，邀請參加過專業(yè)感官培訓的15位食品學院感官評定人員分別從組織狀態(tài)、色澤、氣味、滋味4個方面對藜麥蛋白酸奶進行感官評定并打分，藜麥蛋白酸奶感官評分標準見表2。

1.4.6 理化指標的測定

酸度的測定：參照GB 5009.239—2016進行測定；蛋白質含量的測定：參照GB 5009.5—2016中凱氏定氮法進行測定；脂肪含量的測定：參照GB 5009.6—2016中堿水解法進行測定；非脂乳固體含量的測定：參照GB 5413.39—2010進行測定；總固形物含量的測定：參考徐國良等[16]的方法進行測定。

1.4.7 微生物指標的測定

乳酸菌總數(shù)：參照GB 4789.35—2016進行測定。

大腸菌群：參照GB 4789.3—2016中平板計數(shù)法進行測定。

致病菌：參照GB 4789.10—2016和GB 4789.4—2016進行測定。

1.4.8 ABTS自由基清除率的測定

參照Xiao等[17]的方法測定藜麥蛋白酸奶與對照酸奶的ABTS自由基清除率，并稍作修改。取0.5 mL樣品加入5 mL ABTS測定液渦旋振蕩30 s，暗反應6 min，4 000 r/min離心10 min，取上清液在734 nm處測定其吸光值Ai；取0.5 mL樣品加入5 mL PBS（10 mmol/L，pH為7.4）反應測定其吸光值Aj；取0.5 mL蒸餾水加入ABTS測定液反應測定其吸光值A0。

ABTS自由基清除率（%） =（1-Ai－AjA0）×100%。

1.4.9 DPPH自由基清除率的測定

參照Zhu等[18]的方法測定藜麥蛋白酸奶與對照酸奶的DPPH自由基清除率，并稍作修改。取3 mL樣品加入3 mL DPPH（0.1 mmol/L）搖勻，暗反應30 min，4 000 r/min離心10 min，取上清液在517 nm處測定其吸光值Ai；取3 mL樣品加入3 mL無水乙醇反應測定其吸光值Aj；取3 mL蒸餾水加入3 mL DPPH（0.1 mmol/L）反應測定其吸光值A0。

DPPH自由基清除率（%）=（1-Ai－AjA0）×100%。

1.4.10 還原力的測定

參照王曦等[19]的方法測定藜麥蛋白酸奶與對照酸奶的還原力。

1.5 數(shù)據(jù)分析

所有樣品在進行指標測定時均重復測定3次，方差分析及正交試驗采用IBM SPSS Statistics 22完成，采用Origin 2022軟件繪圖，顯著性差異通過Statistix 8.1進行分析（顯著水平為P＜0.05），數(shù)據(jù)結果采用“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 發(fā)酵時間對藜麥蛋白酸奶品質的影響

由圖1可知，在酸奶發(fā)酵前期，酸度呈大幅上升趨勢，4.5 h后上升緩慢，當發(fā)酵時間為5.0 h時，感官評分最高，達83.4分，此時發(fā)酵的酸奶組織狀態(tài)佳，酸甜協(xié)調，口感細膩柔軟，具有濃郁的酸奶香味。當發(fā)酵時間在3.5～4.5 h時，感官評分與酸度偏低，由于菌株產(chǎn)酸時間短，酸奶酸甜口味不協(xié)調，酸奶的凝乳效果不佳，酪蛋白形成凝膠品質差，未能形成酸奶特有的凝膠質地。在發(fā)酵5 h時，酸奶的感官評分與酸度上升，此時藜麥蛋白酸奶凝乳效果好，酸甜適口，感官評分較高。

2.1.2 接種量對藜麥蛋白酸奶品質的影響

酸奶的接種量在生產(chǎn)酸奶過程中具有維持質量與組織狀態(tài)穩(wěn)定的關鍵作用[20]。由圖2可知，酸奶的酸度與感官評分在接種量為1%～4%時呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，繼續(xù)增加接種量，酸度持續(xù)升高，感官評分則開始下降，當接種量為4%時，藜麥蛋白酸奶的感官評分為80.2分，此時酸奶口感柔和，組織細膩，香氣濃郁。當酸奶中接種量過低時，酸奶的產(chǎn)酸能力不足，導致蛋白質聚集不充分，酸奶的組織狀態(tài)偏稀，其原因是酸奶中發(fā)酵劑較少，不具備足夠的產(chǎn)酸能力，導致發(fā)酵過程中分子發(fā)生重排，形成致密凝膠網(wǎng)絡的能力差，無法形成堅實的凝膠[21]。當接種量增大時，菌種發(fā)酵能力提升，加速了產(chǎn)酸能力，導致酸味突出并使乳清析出，影響組織狀態(tài)。

2.1.3 白砂糖添加量對藜麥蛋白酸奶品質的影響

白砂糖添加量的多少是影響酸奶品質的重要因素，其主要原因是微生物生長代謝對白砂糖的需求較大，適量添加對乳酸菌的生長繁殖有所裨益，當白砂糖添加量過大時會使酸奶內部滲透壓環(huán)境改變，從而導致乳酸菌脫水死亡，對乳酸菌的生長及酸奶的發(fā)酵產(chǎn)生不利影響[22]。由圖3可知，隨著白砂糖添加量的增加，藜麥蛋白酸奶的感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，酸度則呈下降趨勢，當白砂糖添加量為7%時，感官評分為81.6分，此時藜麥蛋白酸奶體系均勻，口感綿密柔和，酸甜比例適中，與藜麥蛋白搭配協(xié)調，無顆粒感。當白砂糖添加量為5%時，酸奶由于白砂糖添加量不足具有較強的酸味，酸甜比例不協(xié)調，白砂糖添加量過大時，酸奶甜味重，易掩蓋藜麥蛋白的風味。

2.1.4 藜麥蛋白添加量對藜麥蛋白酸奶品質的影響

由圖4可知，藜麥蛋白添加量在0.5%～1.0%時，酸度相當，當藜麥蛋白添加量為1.5%時，藜麥蛋白酸奶酸度升高，同時感官評分最高，為84.4分，在此條件下制得的酸奶組織狀態(tài)良好，呈淡黃色，無乳清析出，口感順滑，具有藜麥蛋白特有的風味。有研究表明，藜麥蛋白在偏酸性條件下凝膠性更致密且具有黏彈性，可以有效提升藜麥蛋白酸奶的彈性[23]。當藜麥蛋白添加量較少時，藜麥蛋白與酸奶結合風味不突出，當藜麥蛋白添加量過多時，會減弱蛋白質分子的相互作用，由酪蛋白膠束形成的網(wǎng)狀結構被破壞，對酸奶的質構和口感產(chǎn)生不良影響[24]。

2.2 正交試驗工藝優(yōu)化結果

由表3可知，空列極差值為1.575，小于各因素極差值，說明該試驗結果可靠，極差值排序結果為B＞A＞D＞C，即4個因素對藜麥蛋白酸奶的影響順序為接種量＞發(fā)酵時間＞藜麥蛋白添加量＞白砂糖添加量，因此，對藜麥蛋白酸奶影響最大的因素是接種量，其次是發(fā)酵時間、藜麥蛋白添加量、白砂糖添加量。15號感官評分最高，即A4B3C2D4，感官評分達85.4分，根據(jù)K值可以得出最優(yōu)組合為A4B3C3D1，兩者的工藝條件在白砂糖添加量與藜麥蛋白添加量上有差異，隨后將兩組工藝下制備的藜麥蛋白酸奶以感官評分為指標進行驗證試驗。

由表4可知，發(fā)酵時間、接種量、藜麥蛋白添加量對藜麥蛋白酸奶的感官評分有顯著影響（P＜0.05），而白砂糖添加量對藜麥蛋白酸奶的感官評分無顯著影響（P＞0.05），4個因素對藜麥蛋白酸奶的影響順序為接種量＞發(fā)酵時間＞藜麥蛋白添加量＞白砂糖添加量，與極差分析結果一致。

驗證試驗結果見表5。

由表5可知，A4B3C2D4組合的感官評分優(yōu)于A4B3C3D1組合，因此選擇A4B3C2D4組合作為藜麥蛋白酸奶的最優(yōu)工藝，即發(fā)酵時間5.5 h，接種量4%，白砂糖添加量7%，藜麥蛋白添加量2%。

2.3 藜麥蛋白酸奶品質分析

根據(jù)GB 19302—2010《食品安全國家標準 發(fā)酵乳》中的指標要求對最優(yōu)工藝條件下制作的藜麥蛋白酸奶進行指標測定，結果見表6。

由表6可知，經(jīng)檢測，藜麥蛋白酸奶的各項理化指標和微生物指標均符合國標要求，說明藜麥蛋白酸奶具有良好的品質。

2.4 藜麥蛋白酸奶抗氧化活性

對最優(yōu)參數(shù)下制作的藜麥蛋白酸奶進行抗氧化活性研究，對比貯藏期內藜麥蛋白酸奶與對照酸奶的ABTS自由基清除率、DPPH自由基清除率和還原力，結果見圖5～圖7。

由圖5和圖6可知，在貯藏期間藜麥蛋白酸奶與對照酸奶對ABTS自由基的清除率和DPPH自由基的清除率均隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)顯著下降的趨勢（P＜0.05），這可能是因為隨著酸奶存放時間的延長，酸奶中活菌數(shù)下降，使得酸奶對自由基的清除率下降[25]。但在貯藏期內藜麥蛋白酸奶對兩種自由基的清除率始終高于對照酸奶，表明藜麥蛋白能快速淬滅自由基從而提升抗氧化能力[26]。此外，酸奶在發(fā)酵過程中乳酸菌會釋放出具有傳遞質子能力的物質，使自由基清除率升高[27]。由圖7可知，在貯藏期間還原力呈顯著下降趨勢（P＜0.05），在整個貯藏期內藜麥蛋白酸奶的還原力始終高于對照酸奶，說明藜麥蛋白能與酸奶良好結合從而表現(xiàn)出較高的還原力，這是因為藜麥蛋白中含有組氨酸、精氨酸、芳香族氨基酸，這些氨基酸具有很強的質子釋放能力和還原能力[26]。

3 結論

以藜麥蛋白、生牛乳為主要原料研制藜麥蛋白酸奶，通過單因素試驗與正交試驗確定藜麥蛋白酸奶的最優(yōu)工藝參數(shù)為發(fā)酵時間5.5 h、接種量4%、白砂糖添加量7%、藜麥蛋白添加量2%，此工藝下制備的藜麥蛋白酸奶組織狀態(tài)均一，酸甜適中，具有藜麥蛋白特有的風味，經(jīng)測定，其理化指標與微生物指標均符合國標要求，通過測定貯藏期內抗氧化能力，藜麥蛋白酸奶與普通酸奶相比呈現(xiàn)出更強的抗氧化能力，體現(xiàn)了植物蛋白與動物蛋白良好的結合，同時有助于提高酸奶的品質，可為藜麥蛋白相關產(chǎn)品的研發(fā)提供理論參考。

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收稿日期：2024-03-21

基金項目：山西農(nóng)業(yè)大學科技創(chuàng)新基金項目（2018YJ02）

作者簡介：趙婷（1997—），女，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。

*通信作者：馬玲（1980—），男，副教授，博士，研究方向：益生菌及發(fā)酵制品、硒多糖及活性。