谷物酸奶的研制及其抗氧化特性研究
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摘要：本文以糙米、黑米、玉米為主要原料，研制新型谷物酸奶。通過不同谷物添加量對谷物酸奶理化特性及抗氧化特性研究，確定谷物酸奶最佳谷物添加量為糙米0.59.黑米0.59.玉米0.59，該條件下制得的谷物酸奶持水力、蛋白質和胞外多糖含量適宜，乳酸菌菌落總數最多。通過研究谷物酸奶的抗氧化指標，結果表明：谷物酸奶對DPPH和羥自由基的清除率增加，且羥自由基的清除率與谷物添加量呈正相關。
關鍵字：糙米;抗氧化;酸奶;胞外多糖
酸奶是由乳酸菌發酵而制得的，不僅保留了牛奶的優勢，而且可以消除牛奶所引發的乳糖不耐癥，進而更易被機體吸收利用[1-3]。已有研究表明，乳酸菌及其發酵制品具有良好的益生功效，主要表現在平衡腸道微生態、調節血脂紊亂、清除機體多余的自由基、改善炎癥紊亂、維持血糖內穩態、降低肥胖發病率、緩解便秘等方面[4-7]。目前，為了改善酸奶制品的單一性，增加酸奶的營養價值，市面上已經推出許多新型的酸奶制品。然而，將全谷物添加到酸奶生產中，制備出新型谷物酸奶產品的研制相對較少。
全谷物是日常飲食所必需的食物來源，除了包含人體所需營養外，還提供了豐富的能量、蛋白質、膳食纖維、維生素、酚類化合物和礦物質等營養素[8]。流行病學研究顯示，全谷物可降低冠心病和2型糖尿病等慢性疾病的患病風險，還能降低患癌癥的風險，而全谷物中對健康做出最大貢獻的正是谷物精加工過程中被除去的麩皮、胚芽和部分胚乳[9-10]。目前人們越來越意識到精加工谷物的弊端，更多地去接納全谷物產品。
本文以乳酸菌作為介質，將全谷物和牛乳的營養相結合，實現動植物蛋白營養互補的目的，以充分發揮二者的益生功效?；诖?，本文將三種不同谷物添加到酸奶中進行發酵，分析谷物添加量對酸奶理化特性及抗氧化能力的影響。
一、材料與方法
1.原料。糙米，黑龍江省綏化市;黑米、玉米：遼寧省朝陽市;伊利高蛋白脫脂高鈣奶粉和白砂糖：市售;川秀乳酸菌和雙歧桿菌酸奶發酵粉：丹麥進口菌種。
2.主要儀器設備。超凈工作臺：上海三發科學儀器有限公司;電熱恒溫培養箱：上海精宏實驗設備有限公司;高壓滅菌鍋：日本TOMY公司;電熱鼓風干燥機：上海蘇進儀器設備廠;紫外可見分光光度計：上海天美科學儀器有限公司;無菌均質機：無錫沃信儀器制造公司;酶標儀：美容分子儀器（上海）有限公司;流變儀：奧地利安東帕中國;凱氏定氮儀：瑞士步琦公司;pH計：梅特勒一托利多儀器（上海）有限公司。
3.實驗方法。 （1）實驗分組。谷物添加配比如表l所示。
碎機將干燥后的黑米、糙米和玉米粉碎，過80目篩，保存備用。②培養基制備：按照表1中添加谷物粉，然后再加入149脫脂乳粉、69葡萄糖，加入80mL純凈水，混勻后裝于無菌袋中，均質3min，然后在108℃條件下滅菌15min。③滅菌結束后，迅速冷卻至室溫，以防培養基變色。然后在無菌條件下以1%的接種量接種乳酸菌，在42℃條件下恒溫培養6h。
?。?）理化指標的測定。①持水力：離心法。采用離心的方法將酸乳中的水和其他物質分開，每克酸奶吸收和保持水的最大值即為酸奶的持水力。測定方法：取209樣品于離心管中，3500r/min離心30min，去上清液，準確稱取沉淀物質質量。持水力計算公式：持水力（%） =ml/m2*100%。式中：ml：離心后沉淀質量，g;m2：樣品質量，g。
?、趐H。將樣品從4℃冰箱中取出，室溫放置Smin以使樣品恢復至室溫，攪拌均勻后，pH計測定pH值。平行測定三次，求平均值。
?、跲D：分光光度計。取0.2mL樣品稀釋200倍后，采用分光光度計測定OD值。
?、艿鞍踪|：凱氏定氮法。
?、莅舛嗵牵罕椒恿蛩岱?。取0.4mL谷物酸奶，100℃煮沸lOmin。冷卻后加入17% （v/v）的85%的三氯乙酸，然后在4℃、8000r離心20min，細胞和蛋白沉淀，取上清備用。上清中加入三倍體積的無水乙醇，4℃、14000 r離心20min，沉淀即為總多糖（總EPS）。然后加入0.4mL蒸餾水，用苯酚硫酸法測定胞外多糖。
⑥微生物群落：平板計數法。
（4）谷物酸奶的抗氧化特性研究。①二苯基三硝基苯肼自由基（DPPH）清除率的測定。DPPH自由基清除率根據以往報道的方法進行測定。
?、诹u自由基清除率的測定。羥自由基清除能力的測定試驗根據文獻進行，稍有修改。將1mL 0.75mMI，10-鄰二氮菲、ImL谷物酸奶以及ImL 0.75mMFeSO4混合均勻（稱為“混合物l”）。向“混合物l”中加入ImLH202，37℃條件下水浴1.5h，在536nm測定吸光度，表示為A1。將“混合物l”中的谷物酸奶換成同體積的蒸餾水，以同樣條件培養并檢測，表示為AO。將向“混合物l”加的H202換成同體積的蒸餾水，以同樣條件培養并檢測，表示為A2。按照以下公式計算谷物酸奶清除羥自由基的能力：
羥自由基清除率（%） = （AI-AO）/（A2-AO）×100%
二、結果與討論
不同谷物添加量對持水力的影響。從圖1可知，隨著谷物添加量的增加，酸奶的持水力呈現上升趨勢。未添加谷物組的持水力為28.38%;黑米、糙米和玉米三種谷物添加量各0.7g時，持水力達到41.04%，此時酸奶的粘稠度有所增加，酸奶口感醇厚。
不同谷物添加量對pH的影響。從圖2可知，谷物添加量對酸奶pH的影響不大。這可能是由于酸奶發酵過程中，乳酸菌利用葡萄糖而產乳酸，在發酵過程中所添加的葡萄糖數量一致，發酵時間相同，因此，所產生的乳酸差別不大，即pH變化不大。
不同谷物添加量對OD的影響。從圖3可知，未添加谷物的OD值是0.53，黑米、糙米和玉米三種谷物添加量各0.2g時，OD值是0.48;添加量各0.5g時，OD值是0.77;添加量各0.7g時，OD值是0.69。OD值在一定程度上反映菌的生長量，因此說明，添加量各0.5g時，菌的生長量最多;當添加量繼續增加時，OD值有所下降，這可能是由于過多的谷物加快乳酸菌的生長，繼續發酵培養后，由于生長環境的不適宜會造成乳酸菌的死亡。由此表明，適宜的谷物添加量適合乳酸菌的酸奶發酵。 不同谷物添加量對蛋白質含量的影響。由圖4可以看出，未添加谷物組，蛋白質含量為3.46g/lOOg，不同谷物添加組蛋白質含量分別為4.05g/lOOg. 4.07g/1OOg. 4.19g/lOOg。相比于普通酸奶來說，谷物酸奶的蛋白質含量有所增加，這可能是由于谷物在發酵過程中能夠釋放其中營養成分，最終增加谷物酸奶的營養價值。
不同谷物添加量對胞外多糖的影響。由圖5可知，谷物添加量達到一定程度后，酸奶中胞外多糖的含量呈上升趨勢，這與OD值的數據呈現一定的相關性。因為胞外多糖是乳酸菌發酵過程中分泌到細胞外的一種多糖，乳酸菌的數量多，與之相應的分泌到細胞外的多糖含量較高。結合OD值的數據分析，在三種谷物添加量各0.5g時，OD值高，因此，胞外多糖的含量也高。那么在三種谷物添加量各0.7g時，OD值有所下降，而多糖含量幾乎不變，這表明菌種生長到一定程度會出現死亡從而導致OD下降，但是其分泌的細胞外的多糖數量并未發生很大的變化。
不同谷物添加量對乳酸菌菌落總數的影響。由圖6可知，未添加谷物組的乳酸菌菌落總數為1.26×108 CFU/mL，添加谷物后，乳酸菌的菌落數呈現一定程度的增加，其中，在三種谷物添加量各0.5g時，乳酸菌的菌落數最高，達到1.33×108 CFU/mL。這一結果與OD值的數據相一致，表明適宜的谷物添加量，對于乳酸菌的發酵是有利的。
不同谷物添加量對谷物酸奶抗氧化性的影響。由圖7可知，隨著谷物添加量增加，谷物酸奶清除DPPH自由基的能力不斷增加，當添加量達到0.5g時，DPPH的清除率最高，為74.4g%。由圖7可知，隨著谷物添加量的增加，谷物酸奶的羥自由基清除率增加，由此表明，谷物酸奶對羥自由基的清除能力與谷物添加量呈正相關。由此表明，添加谷物后，酸奶的抗氧化特性在一定程度上呈現上升趨勢。
綜上，對谷物酸奶進行相關指標分析，得到谷物添加量對pH影響不大，但能增加酸奶持水力、OD值、蛋白質含量、胞外多糖及乳酸菌菌落總數。通過研究谷物酸奶對DPPH和羥自由基清除率，結果表明，谷物酸奶的抗氧化特性較普通酸奶有所提高，并與谷物添加量呈正相關。因此，在酸奶加工過程中，添加適宜的谷物能夠節約蛋白質的用量，并能增強酸奶的益生特性。（基金名稱：江蘇省高等學校大學生創新創業訓練計劃項目省級一般項目《全谷物酸奶的制備及益生特性的研究》）
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