期刊名称:国际食品与生物科学杂志
文章类型:研究
收到日期:2018年11月9日
接受日期:2018年11月29日
发表日期:2018年12月7日
引用:Nduti NN, Mwangi AW, Njeru PN(2018)辣木提取物对酸奶中铁、锰和流变学的实验类似物。国际食品生物学杂志Vol . 1, issue: 2(05-10)。
版权:©2018 Nduti NN。这是一篇开放获取的文章,根据创作共用署名许可的条款发布,允许在任何媒介上不受限制地使用、分发和复制,前提是要注明原作者和来源。
摘要
辣木通常被称为“鼓棍”树,它对健康的一些好处已经被研究和记录。因此,辣木叶提取物的掺入和强化已在酸奶等食品中进行,以产生一种促进人类健康和繁荣的功能性食品。然而,关于其在酸奶中的应用及其在发酵过程中对微量营养素的影响的信息仍然很少。本研究的主要目的是研究辣木叶提取物对酸奶发酵剂中铁、锰利用率的影响。还探讨了所开发的酸奶的流变学特性、构成酸奶发酵剂的乳酸菌和链球菌总数以及形态特征。为了达到这一目的,在酸奶发酵过程中,在牛奶中添加了不同浓度的辣木叶提取物。然后用分光光度法测定总锰和铁,记录流变学性质,考虑硬度、内聚性和一致性,最后用细胞培养和革兰氏染色建立细胞形态。
结果表明,随着辣木叶提取物浓度的增加,球菌型嗜热链球菌数量显著增加,而保加利亚乳杆菌的生长被辣木叶提取物抑制。在发酵过程中,随着辣木叶提取物浓度的增加,酸奶的硬度和稠度显著降低,内聚性略有增加。
关键字
辣木叶提取物,酸奶,链球菌,乳酸菌,铁,锰,流变学。
摘要
辣木通常被称为“鼓棍”树,它对健康的一些好处已经被研究和记录。因此,辣木叶提取物的掺入和强化已在酸奶等食品中进行,以产生一种促进人类健康和繁荣的功能性食品。然而,关于其在酸奶中的应用及其在发酵过程中对微量营养素的影响的信息仍然很少。本研究的主要目的是研究辣木叶提取物对酸奶发酵剂中铁、锰利用率的影响。还探讨了所开发的酸奶的流变学特性、构成酸奶发酵剂的乳酸菌和链球菌总数以及形态特征。为了达到这一目的,在酸奶发酵过程中,在牛奶中添加了不同浓度的辣木叶提取物。然后用分光光度法测定总锰和铁,记录流变学性质,考虑硬度、内聚性和一致性,最后用细胞培养和革兰氏染色建立细胞形态。
结果表明,随着辣木叶提取物浓度的增加,球菌型嗜热链球菌数量显著增加,而保加利亚乳杆菌的生长被辣木叶提取物抑制。在发酵过程中,随着辣木叶提取物浓度的增加,酸奶的硬度和稠度显著降低,内聚性略有增加。
关键字
辣木叶提取物,酸奶,链球菌,乳酸菌,铁,锰,流变学。
简介
辣木(moinga oleifera),又称鸡腿树,属于辣木科,对健康有益[1]。本文全面综述了钼提取物在营养中的重要性及其各部位的近似组成。它的植物化学成分包括柱头甾醇、谷甾醇和甘油三酯,以刺激激素合成而闻名,使Mo提取物对哺乳母亲和治疗3岁以下儿童营养不良[3]有好处。钼提取物的矿物质成分超过世界上几种常见的主食。具体来说,据报道,钼提取物中的铁、钙和钾比牛奶[4]更多。因此,它被用于与其他食品混合,从软饮料到发酵食品。在必须100%使用钼提取物的情况下,由于其轻微的苦味[6],一些消费者(如儿童)的接受度较低。因此,习惯上是与其他食物混合,以隐藏苦味[7]。虽然研究表明营养物质中钼的丰富度很拥挤,但这一直在利用。此外,钼提取物在食品生产过程中的影响是灰色的。
例如,虽然有评论指出,8盎司牛奶可以提供300-400毫克钙,而辣木粉[1]为4000毫克,因此可以合理地假设16盎司钼提取物粉末和牛奶可以提供大约4400毫克[1]。大多数研究都认为这是正确的[1-6]。此外,不同的食品在加工过程中面临不同的处理,包括热处理、酶促反应、水解、脱水、发酵等。对食品在某些处理过程中添加钼提取物后的总体效益和营养成分进行了深入研究。例如,煮沸对矿物质含量的影响很小。与水解[9]相反,干燥可以浓缩矿物质的含量。酶促过程是复杂的。它们会部分地参与几乎所有的生化变化。
这项研究是关于在酸奶形成过程中添加钼叶提取物时微量营养素特别是铁和锰的水平发生了什么变化。酸奶是由发酵牛奶在受控条件下经过一些热处理而制成的。酸奶形成过程中的基本发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌,比例为1:1[13,14]。保加利亚乳杆菌为革兰氏阳性细胞,革兰氏染色[15]后,革兰氏阳性细胞呈棒状,保留藏红花素染色。它们大多与酸奶中的益生菌能力有关[13,14]。这被认为主要是由于它们厚厚的肽聚糖细胞壁可能增强了这种微生物[13]的益生菌活性。另一方面,嗜热链球菌是一种革兰氏阴性微生物,是一种球菌[16]。在革兰氏染色试验[15]中,这种生物与保加利亚乳杆菌完全相反。这两种微生物在酸奶形成过程中相互补充。酸奶的感官、营养和益生菌特性使其优于其他乳发酵产品。 For that matter stability of these properties throughout the process is essential. Basically a good yoghurt rather is determined by the level of pH, rheological properties, and total viable counts of the two associated microorganisms [13,14]. Apart from these yoghurts that are rich in proximate composition, essential minerals and vitamins is far much better citing the fact that yoghurt is considered a complete food product [18].
pH值应在4 ~ 5之间。酸奶的流变特性主要是硬度和稠度。而这两种微生物的总活菌计数,以每毫升(cfu/ ml)的菌落形成单位为108至109 cfu/ ml[19]。一种好的酸奶的这些特性主要受原料奶的质量、发酵剂的卫生状况、发酵工艺和其他成分的影响。[20]。加工商利用几种成分来达到不同的结果,从而得到酸奶。这些包括粘度增强剂,如玉米淀粉、益生菌细胞、食用色素、甜味剂,如蔗糖(蔗糖)和最近的保健成分,如钼叶提取物[17-20]。研究了多种成分对酸奶良好特性的影响。
钼叶提取物是浓缩酸奶的原料之一,含有大量的维生素、矿物质,并含有比例良好的所有必需氨基酸[21],长期以来被认为是一种重要的营养补充剂,具有多种药用特性[22]。叶提取物对蜡样芽孢杆菌、霍乱弧菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿葡萄假单胞菌等易引起食源性疾病和食物变质的革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌均有抑制作用。它还含有翼精蛋白和其他相关化合物,如异硫氰酸酯,具有抗真菌和抗生素特性[24]。
材料与方法
材料
生牛奶是从内罗毕市郊的Dagoretti采集的。热板用于生奶的巴氏消毒,温度计用于建立巴氏消毒过程中的热量水平。另一方面,用酸奶发酵剂接种,以达到发酵的目的。
方法
制备酸奶用钼叶提取物:称取10克钼叶提取物粉末,放入500ml锥形烧瓶中,加入200 mL蒸馏水。混合物在37°C的水浴中保持6小时(图1 (a)),使用玻璃棒以30分钟为间隔不断搅拌,然后过滤并冷藏以进一步分析图1 (B, C)。
图1:程序显示Mo叶提取物粉末制备的顺序为A-C。
酸奶的制备:将500ml原料奶放入4个无菌玻璃罐中,分别以2%、4%、6%的浓度加入钼叶提取物,制备酸奶。对照组含零钼叶提取物。在每个样品中加入10克SMP,以调整总固体。然后将样品均质,并在84°C的热板上进行巴氏杀菌15分钟,之后将牛奶冷却到45°C。
随后接种发酵剂,在45°C水浴中孵育6小时。之后,将样品冷却到10°C以下以停止发酵并冷藏保存,直到进一步分析。
辣木提取物消化铁和锰分析
将500毫升钼叶提取物放入玻璃烧杯中,再加入20毫升王水(conc的混合物)。HNO3和conc。HCL以1:3的比例充分混合。将混合物在热板上蒸发浓缩至10毫升。然后一滴一滴地向混合物中加入1ml过氧化氢,以消化有机物并澄清溶液,然后用无灰分滤纸过滤到容量瓶中。用热蒸馏水冲洗残渣3次,完成萃取。
鲜奶、酸奶用莫叶提取,控制酸奶消化
首先用蒸馏水清洗坩埚,然后用王水漂洗,每个样品分别放入20ml坩埚,并将坩埚贴上适当的标签。样品放入140°C的干燥箱中蒸发,避免焦化。蒸发后,将10ml王水加入到各自的样品中,用玻璃盖住混合物,在热板上进一步加热,直到硝酸产生的棕色烟雾消失。
为了澄清各自的样品溶液,在加热时滴入1ml过氧化氢。分别将样品溶液过滤到不同容量的烧瓶中。使用三份热蒸馏水,通过洗涤从各自样品消化中获得的残渣来完成提取。然后将量瓶注满到刻度。
火焰原子吸收分光光度法测定铁和锰
这是在样品消化和澄清后确定的。分光光度法:采用spectra .10 MEMR/MGD/HQS/LABEQUIP/12分光光度计。首先生成标准曲线,所用波长为248.3,狭缝宽度为0.2,空气乙炔火焰,乙炔流量为1.5升/分钟。结果以百万分之一的比例读取。
结果与讨论
结果
根据图2,酸奶的颜色和质地随钼叶提取物含量的变化而变化。嗜热链球菌菌落形态无差异图3添加钼叶提取物后,未检出保加利亚乳杆菌。Mo叶提取物对发酵剂对铁、锰利用率的影响如图6所示。此外,在酸奶发酵过程中,添加Mo叶提取物后未检测到锰,如图4和表1所示。
图2:A, B, C, D分别是0%,2%,4%和6%的酸奶。
图3:A, B, C显微镜观察酸奶中0%和6% MO提取物中嗜热链球菌与0% MO提取物中保加利亚乳杆菌的比较。
图4:在测试的实验样品中铁的水平。左手刻度表示浓度为百万分之一,右手刻度表示标准偏差。
表1:显示了各种样品中Fe(铁)和Mn(锰)的方法。N/D表示未检测到,SD表示标准差。
MO叶提取物。 表示不同批次的浓度 |
新鲜牛奶 | 控制酸奶 | 酸奶中含有6% MO叶提取物 | 酸奶中4% MO叶提取物 | 酸奶中2% MO叶提取物 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
菲 | 锰 | 菲 | 锰 | 菲 | 锰 | 菲 | 锰 | 菲 | 锰 | 菲 | 锰 | |||
2.920 | 0.900 | 2.400 | N / D | 4.660 | N / D | 3.980 | N / D | 2.490 | N / D | 1.480 | N / D | |||
2.920 | 0.900 | 2.340 | N / D | 4.650 | N / D | 3.950 | N / D | 2.450 | N / D | 1.450 | N / D | |||
2.790 | 0.900 | 2.310 | N / D | 4.620 | N / D | 3.930 | N / D | 2.450 | N / D | 1.440 | N / D | |||
SD 0.075 | SD 0.000 | SD 0.046 | SD 0.000 | SD 0.021 | SD 0.000 | SD 0.025 | SD 0.000 | SD 0.023 | SD 0.000 | SD 0.208 | SD 0.000 |
Mo叶提取物的加入降低了其硬度和稠度,但提高了内聚性(表2和图5)。
表2:显示纹理剖面分析。
样本 | 坚定 (牛) |
一致性 (克/秒) |
凝聚力 (牛) |
---|---|---|---|
控制酸奶 | 0.500 | 432.2 | -0.450 |
酸奶中2%钼叶提取物 | 0.490 | 431.5 | -0.430 |
酸奶中4%钼叶提取物 | 0.450 | 399.4 | -0.400 |
酸奶中含有6%钼叶提取物 | 0.320 | 261.4 | -0.200 |
图5:显示计算机观测到的纹理剖面分析。
总的来说,钼叶提取物对嗜热链球菌有轻微抑制作用,而乳酸菌则被钼叶提取物完全抑制。革兰氏染色证实酸奶中0%和6%钼叶提取物中存在嗜热链球菌。酸奶中只有0%的Mo叶提取物经革兰氏染色证实存在dubreckii ssp bulgaricus乳杆菌(图6和表3)。
图6:酸奶中0%钼叶提取物中为保加利亚乳杆菌,6%和0%钼叶提取物中为嗜热链球菌。
表3:不同MO叶提取物浓度下嗜热链球菌计数和保加利亚乳杆菌计数。TNTC-不可数,tlc -低计数,N/G无增长。
乳酸链球菌 | 乳酸菌Bulgaricus | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
稀释 | 控制 | 2%的莫 | 4%的莫 | 6%的莫 | 控制 | 2%的莫 | 4%的莫 | 6%的莫 |
10 - 1 | TNTC | TNTC | TNTC | TNTC | 125 | N / G | N / G | N / G |
10 - 2 | 210 | TNTC | TNTC | TNTC | 125 | N / G | N / G | N / G |
三分 | 140 | 220 | TNTC | TNTC | 105 | N / G | N / G | N / G |
10-4 | 84 | 182 | 274 | TNTC | 89 | N / G | N / G | N / G |
纯 | 78 | 95 | 214 | 220 | 64 | N / G | N / G | N / G |
10 - 6 | 52 | 74 | 108 | 114 | 50 | N / G | N / G | N / G |
10-7 | 40 | 69 | 98 | 102 | ” | N / G | N / G | N / G |
可达 | 32 | 62 | 82 | 941 | ” | N / G | N / G | N / G |
讨论
结果表明,在酸奶中添加钼叶提取物可以提高铁和锰的利用率。铁在包括发酵剂在内的各种微生物中都是必不可少的,因为它参与了广泛的代谢过程。另一方面,锰是所有生命形式所必需的辅助因子。发酵剂可能在细胞代谢和氧气运输中利用铁,在酶的结构和激活中利用锰,从而生长[26]。
产品的流变性能显著影响消费者的接受度和购买意愿,是酸奶开发过程中需要控制的重要因素。与酸奶的流变性有关的最常见的可能导致消费者排斥的缺陷是表观粘度和脱水的变化。由于牛奶成分的变化、加工、孵育和储存条件的变化[27],流变性能可能发生变化。对照酸奶的高硬度可能是由于对照酸奶的总固体含量高,多糖的存在和高的水结合能力[28]。Mo叶片可能影响了水粘合剂,从而降低了后续酸奶[28]的硬度。随着发酵剂数量的增加,蛋白质水解程度较高,这可能是由于含有Mo叶提取物[29]的样品的内聚性和一致性较低。
此外,本研究还发现,添加一定浓度的钼叶提取物后,嗜热链球菌数量显著增加,保加利亚乳杆菌数量被抑制。这可能是由于快速生长的嗜热链球菌产生了过多的甲酸,抑制了dubreckii ssp bulgaricus[30]的生长。另一个可能导致dubreckii ssp保加利亚乳杆菌抑制的因素可能是由于叶子提取物含有抗氧化剂和抗菌性能,这是由于植物化学物质的存在,如生物碱,萜类,喹诺酮类,类黄酮,皂苷和单宁对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌[31]都有活性。另一方面,钼叶提取物中所有氨基酸的比例都很好,因此嗜热链球菌能够利用这些氨基酸,从而促进其生长[21]。
结论
本研究揭示了钼叶提取物在酸奶发酵过程中显著提高了发酵剂中铁和锰的利用率。同时研究表明,钼叶提取物对酸奶的流变性能和发酵剂细胞的生长有较大影响。尽管钼叶提取物是一种很好的营养来源,但也存在局限性,因为钼叶提取物会抑制保加利亚乳杆菌,使人体失去其益生菌作用,最后在高浓度使用时,会干扰酸奶的理想硬度和稠度。因此,在酸奶开发过程中应少量使用钼叶提取物。
确认
肯尼亚KIRD、肯尼亚矿业和地质系以及内罗毕大学奇罗莫校区微生物实验室帮助进行了样品分析。我们报告没有利益冲突。
没有参考文献