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豆豉糖蛋白在酸乳中的应用研究

2015-10-21沈小璐吴兰芳郭善广李春英黄舒婷蒋爱民

食品工业科技 2015年6期
关键词:糖蛋白酸乳豆豉

沈小璐,吴兰芳,2,郭善广,李春英,黄舒婷,蒋爱民,*

(1.华南农业大学食品学院,广东广州510642;2.河北中医学院,河北石家庄050200)

豆豉糖蛋白在酸乳中的应用研究

沈小璐1,吴兰芳1,2,郭善广1,李春英1,黄舒婷1,蒋爱民1,*

(1.华南农业大学食品学院,广东广州510642;2.河北中医学院,河北石家庄050200)

通过添加0.2%豆豉糖蛋白于酸乳中,未添加糖蛋白组作为对照,研究比较豆豉糖蛋白酸乳与原味酸乳的抗氧化活性、流变特性、质构感官特性以及色泽(L*、a*、b*)变化。采用流变仪、质构仪、色差计等对其品质特性进行研究,以二苯代苦味基肼自由基(DPPH·)法、水杨酸法和Fe3+还原能力三种方法评价抗氧化活性。研究显示,添加豆豉糖蛋白对酸乳的品质特性等无显著影响。其清除DPPH自由基的IC50值为25.71mg/mL,比未添加组的30.67mg/mL有所降低;其清除羟基自由基IC50值为29.66mg/mL,比未添加组的42.75mg/mL有所降低;Fe3+还原能力在浓度为75mg/mL时,未添加组与添加糖蛋白组比较其吸光度值由0.29增加到0.33。故添加少量糖蛋白能够提高酸乳的抗氧化功能活性且对其食用品质无明显影响。

豆豉,糖蛋白,酸乳,抗氧化

豆豉是我国传统四大发酵豆制品之一,包含着丰富的功能活性成分,如:活性肽、豆豉多糖、豆豉溶栓酶、大豆异黄酮等[1],具有抗癌[2]、降血压[3]、免疫调节、调节胰岛素及抗氧化等生理作用[4-5]。糖蛋白是一类糖类同多肽或蛋白质以共价键连接而形成的结合蛋白[6],在生物体内种类繁多,分布广泛。作为一种糖和蛋白质的复合物,已有众多的研究表明,糖蛋白具有较好的抗氧化活性[7]。

酸乳是消费者喜爱的食品之一,具有独特的风味,适口性强,在增强人类体质与营养健康方面起到了食疗兼收的作用[8-9]。但牛奶中胆固醇和饱和脂肪酸含量较高,将豆乳替代部分牛奶生产蛋白类饮品已成为人们研究的热点,而且,随着人们生活水平的提高,其对产品的多样性及功能性要求日益增强。目前,大豆分离蛋白在酸乳中的应用研究主要集中于两个方面:其一是将其作为功能性的营养因子,添加到牛乳中,生产保健型的风味酸奶;其二是利用其资源丰富、原材料成本低的特点,研究在保证产品风味的基础上降低酸乳的成本。

团队前期研究表明,豆豉糖蛋白具有较好的抗氧化性。目前有将大豆酶解物添加于酸乳中的研究[10],但利用豆豉糖蛋白进行发酵生产新型功能性酸乳未见相关报道。本研究中,将豆豉糖蛋白作为一种功能性的营养因子加入牛乳中,按照酸乳制作工艺,制备豆豉糖蛋白酸乳,并比较豆豉糖蛋白酸乳与原味酸乳理化性质、质构特性、抗氧化特性的差异,旨在为制备功能性双蛋白酸乳提供理论基础及科学依据。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

豆豉糖蛋白从广东阳江豆豉中水提醇沉提取制备;奶粉雀巢全脂奶粉;菌种保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌;二苯代苦味基肼自由基(DPPH·) 百灵威公司;维生素C国药集团化学试剂有限公司;无水乙醇广州化学试剂厂;过氧化氢西药集团化学试剂有限公司;水杨酸西陇化工有限公司;硫酸亚铁广州化学试剂厂。

DZ-214电磁炉广州市东芸电器有限公司;HPX-160BS-Ⅲ电热恒温培养箱上海新苗医疗器械制造有限公司;HH-4电热恒温水浴锅常州澳华仪器有限公司;UV-1800紫外可见分光光度计岛津仪器有限公司;TA-XT p lus质构仪英国SMS公司;K jeltecTM 8100凯式定氮仪FOSS公司;X-Rite SP62型色差仪美国爱色丽公司;MCR301流变仪安东帕中国公司。

1.2实验方法

1.2.1工艺流程

1.2.1.1豆豉糖蛋白提取主要工艺参数豆豉粉碎过60目筛→50℃烘干→正己烷脱脂(常温,摇床脱3次)→得脱脂豆豉粉→加10倍体积去离子水50℃摇床2h→离心(2057×g,10min)→上清液浓缩后80%乙醇沉淀→沉淀物Sevage法除游离蛋白→上清液真空干燥后备用。

1.2.1.2酸乳制作工艺流程复原乳→调配→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→冷藏

操作要点:制备复原牛乳时,加温水溶解奶粉,以1∶7(奶粉∶水)的比例,配制复原乳;调配时,将复原乳、白糖(3%)进行调配;杀菌采用90~95℃杀菌10m in;冷却、接种过程中,待温度至40℃,加入豆豉糖蛋白(0.2%),再接种发酵剂(0.004U/g),缓慢搅拌使混合均匀,分装于无菌酸奶瓶中,密封;最后发酵,于42℃发酵5h,2~4℃冰箱冷藏24h。

1.2.2测定方法

1.2.2.1酸乳抗氧化活性的测定DPPH自由基清除能力的测定:参考Blois MS[11]的方法,略有改动。为评价添加豆豉糖蛋白后酸乳清除DPPH自由基能力的变化,将其与未添加糖蛋白的酸乳进行比较。样品均用蒸馏水萃取后,配制成一定质量浓度,向2m L样品溶液加入2m L 0.16mmol/L DPPH溶液,于25℃水浴中放置20m in后,在517nm测得试样吸光度(Ai),取3m L蒸馏水代替样品测得空白吸光度(A0),以3m L样品中加入3m L蒸馏水测得样品本底吸光度(Aj),其中(Ai)每个样品质量浓度做三个平行,取平均值。按以下公式计算清除率。

清除率(%)=[A0-(Ai-Aj)]/A0×100

·OH自由基清除能力的测定:参考Sm irnoff N等[12]的方法,略有改动。样品均用蒸馏水萃取后,配制成一定质量浓度。加入一定浓度样品4m L,9mmol/L FeSO40.5m L,9mmol/L水杨酸0.5m L,8.8mmol/L H2O20.5m L,混匀,37℃水浴中加热30m in,于510nm处测定样品吸光度(Ai),将体系中的样品改为加入4m L蒸馏水,测定得空白对照吸光度(A0),向体系中加入0.5m L蒸馏水代替8.8mmol/L H2O2时,测定得样品本底吸光度(Aj),其中每个质量样品浓度做3个平行,计算清除率。

清除率(%)=[A0-(Ai-Aj)]/A0×100

Fe3+还原力的测定:参考Oyaizu M等[13]的方法,略有改动。为评价添加豆豉糖蛋白后酸乳对Fe3+还原力的变化,将其与未添加糖蛋白的酸乳进行比较。样品均用蒸馏水萃取后,配制成一定质量浓度,向2m L样品加入到2m L 0.2mol/L磷酸盐缓冲液(pH6.6)和2m L 1%的铁氰化钾溶液,50℃保温20m in后再加入2m L 10%的三氯乙酸溶液,混合后以3000r/m in离心10m in,取上清液2m L,加入2m L蒸馏水以及0.4m L 0.1%三氯化铁溶液,室温反应10m in后,测定其在700nm处的吸光值。

1.2.2.2酸乳色泽的测定采用L*a*b*值系统。L*= 0表示黑色,L*=100表示白色;a*值越大,越接近纯红,a*值越小,越接近纯绿;b*值越大,越接近纯黄,b*值越小越接近纯蓝。采用X-Rite SP62型色差仪进行测定。

1.2.2.3酸乳储存模量和损失模量的测定采用MCR301流变仪测定酸奶的储存模量和损失模量。取酸乳样品用玻璃棒温和搅拌1s后,取少量样品于流变仪上。使用50mm实心定转子的同心圆筒,缝隙为1mm,温度为5℃,频率为0.1~20Hz。

1.2.2.4酸乳质构特性的测定采用TPA(Texture Profile Analysis)质地剖面分析法,使用TA-XT p lus质构仪测定。测定参数设定:测前速度1mm/s,测中速度1mm/s,测后速度5mm/s,下压距离10mm;负重5g,探头类型P/36。测得的参数有:弹性、硬度、咀嚼性、粘着性、粘聚性。

1.2.2.5酸乳的感官评价酸乳感官评分标准见表1。

1.2.3数据处理运用Origin 8软件进行数据作图处理,数据以均数±标准差(mean±SD)表示;用SPSS 17.0软件进行统计学t检验,p<0.05表示差异有显著性。

2 结果与讨论

2.1酸乳抗氧化活性的评价

2.1.1酸乳对DPPH自由基的清除能力DPPH自由基结构简单、性质稳定、反应容易控制。对添加糖蛋白与未添加糖蛋白的酸乳进行DPPH自由基清除率的测试,考察糖蛋白对酸乳DPPH自由基的清除能力,结果如图1所示。

由图1可以看出,两组酸乳均随着浓度的提高,清除DPPH自由基的能力提高,呈现出一定的量效关系。添加糖蛋白的酸乳增强作用更显著。根据两组酸乳对DPPH自由基的清除曲线,利用回归分析,对其半数清除率IC50值进行计算,添加糖蛋白组酸乳的IC50值(25.71mg/m L)低于未添加组(30.67mg/m L)。有研究报道酸奶中乳酸菌具有清除自由基的作用[15],此外酸奶发酵过程中产生的一些多肽和游离氨基酸也具有抗氧化作用。糖蛋白组的DPPH自由基清除率高于对照组,可能与豆豉糖蛋白特殊的高级结构密切相关,这与Rafael MN等[16]的报道是一致的。

表1 酸乳感官评分标准[14]Table 1 Sensory evaluation standard of yogurt[14]

图1 糖蛋白对酸乳DPPH自由基清除能力的影响Fig.1 Glycoprotein influence on DPPH radical scavenging ability of yogurt

2.1.2酸乳对·OH自由基的清除能力羟基自由基(·OH)是人体内最主要的自由基,其消除率是反映药物抗氧作用的重要指标。对添加糖蛋白与未添加糖蛋白的酸乳进行·OH自由基清除率的测试,考察糖蛋白对酸乳·OH自由基的清除能力,结果如图2所示。

图2 糖蛋白对酸乳OH·自由基清除能力的影响Fig.2 Glycoprotein influence on OH radical scavenging ability of yogurt

由图2可以看出,两组酸乳均随着浓度的提高,清除·OH自由基的能力提高,呈现一定的量效关系。酸乳添加糖蛋白后,其对·OH自由基的清除能力更显著。这与罗秋水等[17]报道的紫红薯糖蛋白和Oh PS等[18]提取淮山药中的糖蛋白均具有很明显的清除自由基能力是一致的。根据两组酸乳对·OH自由基的清除曲线,利用回归分析,对其半数清除率IC50值进行计算,添加糖蛋白组酸乳的IC50值(29.66mg/m L)明显低于未添加组(42.75mg/m L)。添加0.2%的糖蛋白其清除羟自由基能力即有较大提高,说明豆豉糖蛋白酸乳有很好的清除羟自由基能力,其在量效关系上优于一些报道的紫薯酸奶[19]和山核桃黑豆酸奶[20]。

2.1.3酸乳对Fe3+还原能力还原力的测定,是检验样品是否为一良好的电子供应者(electron donors)。还原力强的样品应为良好的电子供应者,其供应的电子除了可使Fe3+还原为Fe2+外,也可与自由基反应,使自由基成为更为稳定的物质。对添加糖蛋白与未添加糖蛋白的酸乳进行Fe3+还原能力的测试,考察糖蛋白对Fe3+还原能力,结果如图3所示。

图3 糖蛋白对酸乳Fe3+还原能力的影响Fig.3 Glycoprotein influence on Fe3+reducing power of yogurt

由图3可以看出,两组酸乳均随着浓度的提高,Fe3+还原能力提高,并呈现一定的量效关系,与任丽等研究植物型酸奶具有抗氧化性的结论一致[20]。酸乳添加糖蛋白后,其对Fe3+还原能力提高,在浓度为15~75mg/m L范围内,添加糖蛋白酸乳组抗氧化活性均高于未添加组。孙宇婧等[21]研究山药糖蛋白也表明其具有较高的还原能力。故豆豉糖蛋白的添加对于酸乳Fe3+还原能力起到了一定的作用,有效的提高了酸乳的抗氧化活性。

2.2酸乳的色泽

酸乳的色泽主要受三个因素影响:原料乳的颜色、形成的凝胶结构以及微生物代谢。通过添加豆豉糖蛋白和未添加豆豉糖蛋白制备的酸乳色泽进行比较见表2。

由表2可知,添加豆豉糖蛋白的酸乳L*值降低了11.23,表明亮度有一定程度的变暗,因为加入的豆豉糖蛋白为浅褐色导致。同时使得a*值、b*值略有增大,但是整体差异不明显。说明添加糖蛋白的酸乳对色泽基本没影响。

表2 酸乳的色泽Table 2 The color of yogurt

2.3豆豉糖蛋白对酸乳G′(存储模量)和G″(损失模量)的影响

流变学性质是酸乳非常重要的一个理化性质,通过流变学的参数,可以了解酸乳的凝胶性、黏度间的相互关系等。这些流变参数和酸乳的口感有着非常重要的联系,其中凝胶性、黏度和酸乳的口感饱满程度有关,凝胶性好,黏度适度,酸乳的口感会比较饱满,但是黏度过高,酸奶质构坚硬,尝起来会有糊口的感觉;如果凝胶性差,黏度过低,酸奶的口感会比较稀薄。所以,当酸乳具有较好的凝胶性、适度的黏度时,口感比较好。添加豆豉糖蛋白对酸乳的G′(存储模量)、G″(损失模量)性质的影响如图4所示。

图4 酸乳G′(存储模量)和G″(损失模量)的变化Fig.4 Storagemodulus(G′)and lossmodulus(G″)of yogurt

酸乳的G′值都明显大于G″值,说明所有酸乳都表现为典型的凝胶特性,G′、G″的差值表示凝胶性的强弱。由图4可见,在误差允许的范围内,添加豆豉糖蛋白后其G′、G″值与对照组相比基本没有变化。总的说来,添加豆豉糖蛋白对其弹性黏性、凝固性没有明显的影响,保留了酸乳原有的口感。

2.4酸乳质构特性

质地剖面分析(TPA)是目前最常用的对凝胶状态的模拟测试,测得的参数有硬度、粘着性、弹性、粘聚性、胶着性和咀嚼性,针对凝胶型酸乳体系来说,其中硬度指的是样品为了达到设定的变形而需要的压力,它是关于凝胶结构体系在压力下的强度的参数;凝胶表面存在着相互吸引力,粘着性指的是为了克服这种吸引力而需要做的功;弹性指的是凝胶型酸乳样品在移除变形力后回到其未变形状态下的能力,它主要取决于整个体系的凝胶状态;粘聚性主要是指破坏样品内部作用力的困难程度;胶着性指为了使半固体的样品碎裂成能够被吞咽状态而需要的力;咀嚼性是指为了将样品咀嚼到能够下咽的程度而需要做的功[22]。这些TPA参数指标对于凝固型酸乳产品质量来说,具有重要的意义,因此本实验考察酸乳添加豆豉糖蛋白后质构特性的变化,结果见表3。

表3 酸乳的质构特性Table 3 Textural properties of yogurt

由表3可以明显反映出,添加豆豉糖蛋白后制备而成的酸乳,弹性、硬度、咀嚼性、粘性、凝聚性值基本没变化,方差分析结果表明,其值变化不显著。即表明该实验添加豆豉糖蛋白的酸乳对其质构特性基本没影响。

2.5感官评定

添加豆豉糖蛋白后,对酸乳产品的色泽、流变特性、质构特性的测定,反映其对酸乳品质的影响,而这些品质的变化最终体现在感官评定上。每个感官评定员对酸乳的组织状态、口感、风味进行评定,评定结果见表4。

表4 酸乳的感官评价Table 4 Sensory evaluation of yogurt

每个感官评定员分别对两种酸奶组织状态、口感、风味进行评分。由表4可以看出,添加豆豉糖蛋白后对其组织状态、口感、风味的评定分数差异不显著,即添加少量豆豉糖蛋白后对酸乳的感官没有显著的影响。

3 结论

通过比较豆豉糖蛋白酸乳与原味酸乳的理化性质、质构特性、抗氧化特性等,发现添加豆豉糖蛋白对酸乳的存储模量及损失模量无显著影响,其硬度、咀嚼性、粘弹性、凝聚性、色泽等无明显变化;故添加豆豉糖蛋白的酸乳保留了酸乳原有的感官食用品质,并且有助于提高凝固型发酵酸乳的清除DPPH自由基、OH自由基、Fe3+还原能力,较普通酸奶具有更高的营养价值。本实验为制备功能性双蛋白酸乳提供了一定的理论基础与指导意义,满足了广大消费者对酸奶产品功能多样性的需求。

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Study on app lication research of douchiglycoprotein in yogurt

SHEN Xiao-lu1,WU Lan-fang1,2,GUO Shan-guang1,LIChun-ying1,HUANG Shu-ting1,JIANG Ai-m in1,*
(1.College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China;2.HebeiUniversity of Chinese Medicine,Shijiazhuang 050200,China)

In this paper,by add ing 0.2%Yang jiang douchig lycop rotein in yogurt,w ith no addition of g lycop rotein served as the control g roup,the antioxidant activity,rheological p roperties,textural characteristics,sensory charac teristics and colour changes(L*,a*,b*)of the two groups were investigated.Using the rheometer,texture analyzer,and colour d ifference meter to study its quality characteristics,while the antioxidant activity were investigated by DPPH·(2,2-d iphenyl-1-picrylhyd razyl)method,salicylic acid method and deoxidization Fe3+method.The results showed that,adding douchi g lycop rotein to yogurt had no significant effect on its quality characteristics.The IC50of DPPH·scavenging activities were reduced from 30.67mg/m L to 25.71mg/m L,the IC50of·OH scavenging activities were reduced from 42.75mg/m L to 29.66mg/m L,the Fe3+reducing power were increased from 0.29 to 0.33 at 75mg/m L.With addition a little of g lycop rotein not only does not change its eating quality butalso could imp rove antioxidantactivity of yogurt.

douchi;g lycop rotein;yogurt;antioxidant

TS252.54

A

1002-0306(2015)06-0185-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.06.033

2014-07-04

沈小璐(1990-),女,硕士研究生,研究方向:食品工程。

蒋爱民(1957-),男,博士,教授,研究方向:畜禽产品加工与质量安全控制。

广东省重大科技专项(2011A020102001)。

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