研究表明,肥胖人群与正常人群的肠道菌群组成不同,肥胖者肠道中的厚壁菌门丰度高于拟杆菌门,能够有效吸收食物中的热量,导致肥胖[1]。短链脂肪酸（short-chain fatty acids,SCFAs）能增加拟杆菌门和厚壁菌门在肠道中的比例,调节肠道内的pH 值,抑制肠道上的致病菌,可为结肠细胞提供能量,促进双歧杆菌、乳酸菌等有益菌生长,从而起到调节肠道菌群平衡的作用。肠道菌群在结肠内发酵产生短链脂肪酸 （SCFAs）,如乙酸、丙酸、丁酸等,丙酸与丁酸对高脂饮食诱导产生肥胖具有预防作用[2]。
花青素（anthocyanidin,ACN） 具有抗氧化、抗癌症、降脂减肥及调节肠道菌群等功效[3-4],可通过调节肠道菌群促进SCFAs 的生成[5],但花青素对光热不稳定。膳食纤维可通过调节肠道菌群的变化,起到降脂减肥等生理作用,对人体健康有益[6],与花青素之间相互交联,形成包埋结构,促进花青素稳定。从大豆加工过程中产生的副产物豆渣中获取大豆不溶性膳食纤维（soybean insoluble dietary fiber,SIDF）,包括纤维素、半纤维素和木质素,具有较高的持水性和吸附性,能促进ACN 稳定性[7-9],同时具有调节肠道菌群促益生的作用。本试验以花青素、大豆不溶性膳食纤维为原料,开发花青素膳食纤维稳态化饮品,对饮品的光热稳定性进行评价,并采用体外发酵评价饮品的促益生作用,以期为花青素膳食纤维健康产品开发提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
山葡萄（品种为“北冰红”）：通化市柳河县山葡萄产业服务中心；豆渣：山东嘉华保健品公司。乙酸、乙醇、盐酸（均为分析纯）：北京化工厂有限责任公司；D101 大孔树脂（分析纯）：天津市光复精细化研究所；α-淀粉酶（40 000 U/g）、中性蛋白酶（60 000 U/g）、淀粉葡萄糖苷酶（100 000 U/g）：北京索莱宝科技有限公司；柠檬酸、磷酸氢二钠（均为食品级）：江苏瑞多生物工程有限公司。
乳酸杆菌、两歧双歧杆菌、粪肠球菌、大肠杆菌：吉林农业大学食品科学与工程学院实验室保藏。
1.2 仪器与设备
数显恒温磁力搅拌器（HJ-3B）：淄博博纳科技发展有限公司；阿贝折光仪（MASTER-2）：上海人和科学仪器有限公司；高压均质机（A200-12G-S）：上海九五自动化设备有限公司；负压灌装机（XGF18-18 型）：青州鲁汇包装设备有限公司；脱气机（RMT-15S）：天津市瑞斯德科技有限公司；高速冷冻离心机（JXN-26）：美国MARCAREG 有限公司；超净工作台（SX-BHC）：苏州苏信环境科技有限公司；振荡培养箱（SPX-250B—D）：上海博讯实业有限公司医疗设备厂；气相色谱仪（GC-2010plus）：日本岛津公司；粒径测定仪（bettersize 2600）：丹东百特公司。
1.3 试验方法
1.3.1 工艺流程
试验材料预处理→稳态化原液制备→调配→均质→脱气→灌装密封→杀菌→冷却→成品→检测。
1.3.2 操作要点
1.3.2.1 试验材料预处理
1） 大豆不溶性膳食纤维制备
SIDF 参照Wang 等[10]方法制备,具体方法为取豆渣10 g,按料液比1∶50（g/mL）加入蒸馏水进行稀释,然后进行连续的酶消化,首先加入1 mL 热稳定的α-淀粉酶,在95～100 ℃条件下水浴35 min,其次加入3 mL 中性蛋白酶,60 ℃水浴振荡30 min 后,加入100 mL 乙酸溶液调节pH 值至4.5,最后加入4 mL 淀粉葡萄糖苷酶进行30 min 酶解。酶解完成后加入70 ℃蒸馏水静置2 h,在3 500 r/min 条件下离心20 min,用5 倍体积的95%乙醇沉淀过夜后进行真空抽滤,残留物进行冷冻干燥,参照GB 5009.88—2014《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》测定SIDF 含量,SIDF 纯度>90%,原材料纯度高,达到试验要求。选用100～500 目筛网,对SIDF 进行过筛,获取不同粒径大小的SIDF,并利用粒径测定仪检测粒径分布情况。
2） 山葡萄花青素制备
ACN 参考贺阳[11]方法制备,取去茎山葡萄500 g打浆,用65%乙醇-1%盐酸提取剂进行提取,在55 ℃下以100 r/min 振荡30 min 后,收集上清液,在45～50 ℃进行减压浓缩得到花青素粗提物。花青素粗提物通过D101 大孔树脂进行纯化,洗脱速率为1.5 BV/h,洗脱剂为75% 乙醇-0.01% 盐酸。洗脱后的液体进行减压浓缩 （条件同上） 后得到花青素纯化物。采用pH示差法[12]测定ACN 含量≥25%,原材料纯度高,达到试验要求。
1.3.2.2 ACN-SIDF 稳态化原液制备
参考孙肖振等[13]的方法,按ACN 与SIDF 质量比1∶30、SIDF 粒径300 目混合,取适量溶于100 mL、pH3.0 磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液（sodium phosphate dibasic-citric acid buffer,CAS）中,最终使ACN 浓度为30 mg/100 mL,SIDF 为900 mg/100 mL,乳化温度30 ℃条件下避光磁力搅拌,乳化时间50 min,即制得ACNSIDF 稳态化原液 （记为ACN-SIDF）。
1.3.2.3 调配
按单因素及正交试验设计参数配料,将白砂糖、柠檬酸、稳定剂分别用水溶解过滤后,与ACN-SIDF 混合,再加入葡萄香精进行调配,定容至规定量。
1.3.2.4 均质
采用高压均质机,均质压力15～25 MPa 均质5 min。
1.3.2.5 脱气
采用真空脱气机,在真空度80～85 kPa 下脱气5 min,脱去空气。
1.3.2.6 灌装密封
控制灌装温度 80 ℃以上,装入玻璃瓶中迅速封盖进行密封。
1.3.2.7 杀菌
水浴80 ℃杀菌20 min。
1.3.2.8 冷却
将杀菌后的饮料分段放入冰水中快速冷却,获得花青素膳食纤维稳态化饮品。
1.3.3 稳态化饮品配方优化试验设计
配方因素选择ACN 含量（ACN 与SIDF 质量比为1∶30）、总酸含量、可溶性固形物含量为试验因素,葡萄香精固定添加量为0.1%。以感官评分为评价标准,在最优口感配方基础上,进行稳定剂种类和用量试验,确定最终配方。
1.3.4 配方单因素试验设计
1.3.4.1 ACN 含量的确定
葡萄香精固定添加量为0.1%,总酸含量为0.25%,可溶性固形物含量为8%,添加ACN-SIDF 至ACN 含量分别为3.0、7.5、12.0、16.5、21.0 mg/100 mL,以感官评分作为评价指标,研究ACN 含量对饮品感官的影响。
1.3.4.2 总酸含量的确定
葡萄香精固定添加量为0.1%,ACN 含量为12.0 mg/100 mL,可溶性固形物含量8%,添加柠檬酸使总酸含量分别达到为0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%,以感官评分作为评价指标,研究总酸含量对饮品感官的影响。
1.3.4.3 可溶性固形物含量的确定
葡萄香精固定添加量为0.1%,ACN 含量为12.0 mg/100 mL,总酸含量为0.25%,添加白砂糖使可溶性固形物含量分别达到4%、6%、8%、10%、12%,以感官评分作为评价指标,研究可溶性固形物含量对饮品感官的影响。
1.3.5 配方正交试验设计
在单因素的基础上,ACN 含量（A）、总酸含量（B）、可溶性固形物含量（C） 每个因素选择3 个较优水平,进行L9（33）正交试验,以饮品口感配方感官评分为评价指标确定稳态化饮品的最佳配方,正交试验设计因素水平见表1。
表1 正交试验设计因素水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment
因素水平B 总酸含量/%C 可溶性固形物含量/%12 3 A ACN 含量/（mg/100 mL）7.5 12.0 16.5 0.20 0.25 0.30 68 1 0
1.3.6 饮品稳定剂试验设计
考虑到稳态化饮品的稳定性,在制备稳态化饮品时需要加入稳定剂对其进行稳定处理。在最佳口感配方基础上,选取羧甲基纤维素钠 （carboxymethylcellulose-Na,CMC-Na）（添 加 量0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%）、海藻酸钠（添加量0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%）、黄原胶（添加量0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%）3 种稳定剂进行稳定性试验。
将饮品均质后装瓶,杀菌,室温（25±1） ℃避免阳光直射条件下贮藏30 d,以离心沉淀率作为饮品稳定性的评价指标。
1.3.7 花青素饮品配制
添加花青素至含量为12.0 mg/100 mL,将白砂糖、柠檬酸、稳定剂分别用水溶解过滤后,使可溶性固形物含量为8%,总酸含量为0.25%,黄原胶添加量为0.15%,葡萄香精固定添加量为0.1%,定容至250 mL。利用高压均质机在15～25 MPa 均质5 min；于80～85 kPa 下真空脱气5 min；控制灌装温度80 ℃以上,装入玻璃瓶中迅速封盖；水浴杀菌80 ℃杀菌20 min；将杀菌后的饮料分段快速冷却,获得花青素饮品。
1.3.8 膳食纤维饮品配制
添加膳食纤维至含量为360 mg/100 mL,将白砂糖、柠檬酸、稳定剂分别用水溶解过滤后,可溶性固形物含量为8%,总酸含量为0.25%,黄原胶含量为0.15%,固定葡萄香精含量为0.1%,定容至250 mL。利用高压均质机在15～25 MPa 均质5 min；于80～85 kPa 下真空脱气5 min；控制灌装温度80 ℃以上,装入玻璃瓶中迅速封盖；水浴杀菌80 ℃杀菌20 min；将杀菌后的饮料分段快速冷却,获得膳食纤维饮品。
1.3.9 稳态化饮品光热稳定性评价1.3.9.1 光稳定性评价
将花青素饮品、膳食纤维饮品、稳态化饮品置于室温（25±1）℃条件下光照保存,分别在0、5、10、15、20、25、30 d 后取出样品,因膳食纤维饮品呈无色,于λ521nm处测定花青素饮品及稳态化饮品吸光度,上述试验每个样品进行3 次平行测定,取平行测定的平均值。色泽保存率（R,%）计算公式如下。
式中：At 为产品在光或热下处理t 时间后的吸光度；A1 为产品未经光或热处理时的吸光度。
称取5 mL 稳态化饮品加入离心管中,常温下以3 000 r/min 的转速离心15 min,后倒掉上层液体,再将离心管倒置5 min 后称重。离心沉淀率（L,%）计算公式如下。
式中：W1 为离心管的质量,mg；W2 为离心、倒置后离心管加沉淀物质量,mg；W3 离心前样品加离心管质量,mg 。
1.3.9.2 热稳定性评价
将花青素饮品、稳态化饮品置于100 ℃下加热0、20、40、60、80、100、120 min,于λ521 nm 处测定吸光度,计算样品溶液色泽保存率和离心沉淀率,以花青素保存率为指标,以未加入膳食纤维的花青素饮料作为对照,评价饮品的热稳定性。
1.3.10 稳态化饮品促益生作用
1.3.10.1 发酵菌种活化
将保存在甘油的乳酸杆菌（Lactobacillus）LP5、大肠杆菌（Escherichia coli）ATCC25922 接种到相应培养基上进行活化。两歧双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）BNCC186304、粪 肠 球 菌（Enterococcus faecalis）BNCC102668 为冻干粉,在超净台内取400 μL 相应培养基加入冻干菌粉罐完全溶解后将其全部加入10 mL相应培养基中,培养条件见表2。每种菌种活化3 次后再进行后续试验。取活化好的菌种1 mL 加入9 mL生理盐水中 （稀释倍数为10 倍）,依次进行稀释,取相应倍数的稀释液100 μL 进行平板涂布,计算菌落数。
表2 菌种培养基类型及培养条件
Table 2 Medium types and culture conditions of bacteria
菌种乳酸杆菌两歧双歧杆菌粪肠球菌大肠杆菌培养基类型MRS 培养基BBL 培养基MRS 培养基LB 培养基培养时间24 h 48 h 24 h 24 h培养条件37 ℃、厌氧37 ℃、厌氧37 ℃、微好氧37 ℃、厌氧
1.3.10.2 体外发酵
分别取花青素饮品、膳食纤维饮品、稳态化饮品溶液15 mL（三者最终花青素和/或SIDF 浓度相同）,活化后加入菌种1.5 mL 至厌氧发酵培养基 （30 mL） 中,分别以花青素饮品、膳食纤维饮品为对照,在37 ℃厌氧工作站中厌氧发酵48 h,分别在发酵的0、6、12、24、48 h取发酵液进行菌落总数、pH 值、SCFAs 含量的测定。
1）菌落总数测定
采用乳酸杆菌、两歧双歧杆菌、粪肠球菌和大肠杆菌分别体外发酵花青素饮品、膳食纤维饮品及稳态化饮品后的菌落总数参考GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》进行测定。
2）pH 值测定
分别在各菌种发酵0、6、12、24、48 h 取发酵液,4 500 r/min 离心15 min 后进行pH 值测定。
3）短链脂肪酸含量测定
取各个时间段的发酵液1 mL 加入0.2 mL 偏磷酸（25%）于1.5 mL 离心管中,旋涡2 min,充分混合均匀后,10 000 r/min 离心15 min,取上清液,通过0.22 μm滤膜后进行气相色谱检测。采用外标法进行SCFAs含量测定。
气相色谱条件：色谱柱Nukol （30 m×0.32 mm×0.25 μm） 毛细管柱,氢火焰离子化检测器。测定条件：H2 流速70 mL/min；载气N2 流速75 mL/min；空气流速50 mL/min,进样量体积1 μL；进样口温度220 ℃；检测器温度250 ℃；升温程序：60 ℃,以20 ℃/min 升到190 ℃,保持3 min,分流比20∶1。
1.4 分析检测方法
1.4.1 理化分析方法
可溶固形物含量采用折光计法进行测定（20 ℃）；总酸含量采用酸碱滴定法进行测定；铅含量参考GB 5009.12—2017《食品安全国家标准食品中铅的测定》进行测定；大肠杆菌参考GB 4789.3—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验 大肠菌群计数》中平板计数法测定；沙门氏菌参考GB 4789.4—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验沙门氏菌检验》进行测定；金黄色葡萄球菌参考GB 4789.10—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验金黄色葡萄球菌检验》第二法进行测定。
1.4.2 感官评定方法及标准
感官评定人员共20 人 （男女各10 人） 组成,以饮品的色泽、香气及滋味为指标进行感官评定,取其平均值作为最终评分。每个人进行独立评定,每个配方的评定需要间隔15 min,并用纯净水漱口,以确保无互相影响。评分标准见表3。
表3 饮品口感配方感官评分标准
Table 3 Sensory evaluation criteria for beverage taste
指标色泽香气滋味评价标准玫瑰红色浅玫瑰红色红色浅红色滋味、香气良好、风味浓郁滋味、香气良好滋味、香气较好滋味、香气一般酸甜味适中酸甜味稍有不足酸甜味过大酸甜味不足评分21～30 16～<21 10～<16 0～<10 21～30 16～<21 10～<16 0～<10 30～40 20～<30 10～<20 0～<10
1.5 数据处理
采用Origin 2018 软件对数据进行处理。每组试验重复3 次取平均值。
2 结果与分析
2.1 稳态化饮品配方试验结果与分析
2.1.1 单因素试验结果与分析
2.1.1.1 ACN 含量对饮品感官品质的影响
ACN 含量对饮品感官评分的影响见图1。
图1 ACN 含量对饮品感官品质的影响
Fig.1 Effect of ACN content on the sensory quality of beverage
由图1 可知,当ACN 含量在3.0～12.0 mg/100 mL时,稳态化饮品的色泽呈现加深的趋势,当ACN 含量为12.0 mg/mL 时,饮品的色泽为玫瑰红色、色泽宜人,感官评分最高（91.40±2.61）；当ACN 含量逐渐增大时,SIDF 的含量也逐渐升高,导致饮品色泽加深,变为深紫色,因此根据感官评分的平均结果,选择,ACN 含量为7.5、12.0、16.5 mg/100 mL 进行正交试验。
2.1.1.2 总酸含量对饮品感官品质的影响
总酸含量对饮品感官品质的影响见图2。
图2 总酸含量对饮品感官品质的影响
Fig.2 Effect of total acid content on the sensory quality of beverage
由图2 可知,总酸含量逐渐升高时,稳态化饮品的感官评分呈现先增加后降低的趋势,当总酸为0.25%时,感官评分最高（89.00±0.71）,此时饮品的酸度适宜,口感最好。因此根据感官评分的结果,选择总酸含量为0.20%、0.25%、0.30%进行正交试验。
2.1.1.3 可溶性固形物含量对饮品感官品质的影响
可溶性固形物含量对饮品感官品质的影响见图3。
图3 可溶性固形物含量对饮品感官品质的影响
Fig.3 Effect of soluble solid content on the sensory quality of beverage
由图3 可知,当可溶性固形物含量为4%～8%时,稳态化饮品的感官评分逐渐升高,当可溶性固形物含量为8% 时,饮品的感官评分最高（89.00±1.58）,当可溶性固形物添加量逐渐增加时,饮品的口感过于甜腻,滋味较差。因此,根据感官评分的平均得分结果选择可溶性固形物含量为6%、8%、10%进行正交试验。
2.1.2 配方正交试验结果与分析
根据单因素试验结果,选取最优结果进行三因素三水平正交试验,正交试验的因素水平及试验结果见表4。
表4 正交试验结果
Table 4 Results of orthogonal experiment
试验号A ACN 含量B 总酸含量C 可溶性固形物含量12 3 4 5 6 7 8 9 K1 11 1 2 2 2 3 3 3 12 3 1 2 3 1 2 3 31 2 1 2 3 2 3 1感官评分59.2 82.1 73.7 78.3 90.7 75.8 73.8 88.8 79.1 K2 K3R 215.0 244.8 241.7 9.93 211.3 261.6 228.6 16.77 223.8 239.5 238.2 5.23
由表4 感官评分和K 值可知,ACN 含量（A）、总酸含量（B）、可溶性固形物含量（C）最优组合为A2B2C2（90.7）。由极差R 值可知,各因素对感官评分的影响程度为B>A>C。方差与显著性分析结果见表5。
表5 方差与显著性分析结果
Table 5 Results of variance analysis and significance analysis
注：*表示影响显著（P<0.05）；**表示影响极显著（P<0.01）。
项目A ACN 含量B 总酸含量C 可溶性固形物含量误差离差平方和178.95 435.38 50.62 25.48自由度22 2 6均方89.47 217.69 25.31 12.74 F 值21.07 51.26 5.96 3.00显著性*****
由表5 可知,ACN 含量与总酸含量对于饮品的感官品质有极显著影响,可溶性固形物含量对饮品的感官品质有显著影响。根据最优组合进行3 次验证试验,感官评分为90.6±0.8。最终确定稳态化饮品的最佳配方为ACN 含量12.0 mg/100 mL、总酸含量0.25%、可溶性固形物含量8%。
2.2 饮品稳定剂试验设计结果与分析
2.2.1 CMC-Na 添加量对饮品稳定性的影响
CMC-Na 是阴离子型高分子化合物,具有良好的增稠性和悬浮性,在水溶液中溶解形成胶体[14]。CMCNa 添加量对饮品稳定性的影响见图4。
图4 CMC-Na 添加量对饮品稳定性的影响
Fig.4 Effect of CMC-Na addition on the stability of beverage
由图4 可知,随着CMC-Na 添加量的增加,离心沉淀率呈下降趋势,结果表明CMC-Na 对饮品的稳定有一定的影响,但是贮藏30 d 后的饮品均有沉淀,且组织状态较为清澈,因此CMC-Na 不是饮品最佳稳定剂。
2.2.2 海藻酸钠添加量对饮品稳定性的影响
海藻酸钠在水中带有负电荷,因此对疏水悬浊液有聚集作用,由于其优秀的稳定性和凝胶性,因此在食品中广泛应用[15]。海藻酸钠添加量对饮品稳定性的影响见图5。
图5 海藻酸钠添加量对饮品稳定性的影响
Fig.5 Effect of sodium alginate addition on the stability of beverage
由图5 可知,随着海藻酸钠添加量的增加,饮品的离心沉淀率逐渐降低,饮品逐渐产生了明显的分层现象。结果表明,海藻酸钠对饮品的稳定性不佳,因此海藻酸钠不是饮品稳定剂的最佳选择。
2.2.3 黄原胶添加量对饮品稳定性的影响
黄原胶是一种微生物细胞外的多糖,具有良好的稳定性和亲水性,对温度、酸、碱和盐的稳定性良好[16]。黄原胶添加量对饮品稳定性的影响见图6。
图6 黄原胶添加量对饮品稳定性的影响
Fig.6 Effect of xanthan gum addition on the stability of beverage
由图6 可知,当黄原胶添加量为0.20%时,离心沉淀率最小（0.345±0.080）%,但是根据口感评价,此时饮品口感过于黏腻。当黄原胶添加量为0.25%时,离心沉淀率为（0.349±0.070）%,这说明稳定剂的添加需适量,离心沉淀率的增加可能是胶体的浓度过高,由于重力的作用反而会降低饮品的稳定性,并且黄原胶添加量过高会产生挂壁现象,影响饮品的感官评价。研究表明,添加黄原胶对ACN 的稳定性的提高也有一定的作用[17]。黄原胶的离心沉淀率较比其他稳定剂要低,且组织状态良好,无分层现象,因此选择黄原胶的添加量为0.15%作为饮品的稳定剂,可以拥有较好的口感、良好的组织状态和较好的悬浮性。
2.3 稳态化饮品光、热稳定性结果与分析
2.3.1 饮品的光稳定性试验结果与分析
光照时间对饮品中花青素的影响见图7。
图7 光照时间对饮品中花青素的影响
Fig.7 Effect of lighting time on anthocyanins in beverage
由图7 可知,在光照时间下贮藏30 d 过程中,饮品的色泽保存率均呈下降趋势,但稳态化饮品的色泽保存率要高于未加膳食纤维的花青素饮品；相比于花青素饮品,稳态化饮品的色泽保存率提高了20.87%,说明膳食纤维能够有效提高花青素在光照条件下的稳定性。
光照时间对饮品的影响见图8。
图8 光照时间对饮品的影响
Fig.8 Effect of lighting time on beverage
由图8 可以看出,随着光照时间的延长,3 种饮品的离心沉淀率均不断增加；但相较于花青素饮品和膳食纤维饮品,稳态化饮品的离心沉淀率更低,可能原因是花青素与膳食纤维相互交联,形成包埋结构。
2.3.2 饮品的热稳定性试验结果与分析
加热时间对饮品中花青素的影响见图9。
图9 加热时间对饮品中花青素的影响
Fig.9 Effect of heating time on anthocyanins in beverage
由图9 可知,随着加热120 min,饮品的色泽保存率均呈下降趋势,但稳态化饮品的色泽保存率较未加膳食纤维的花青素饮品提高11.02%,说明膳食纤维能够保护花青素在加热条件下的稳定性[18]。常压100 ℃杀菌20 min 后饮品中的色泽保存率为96.77%,说明常规的酸性饮品的杀菌方式对饮品中色泽保存率影响较小,可作为本品的杀菌处理；当加热时间从60 min 延长至80 min 时,饮品中的色泽保存率由83% 下降至66.47%,说明加热时间较长对饮品中的色泽保存率有较大影响。
加热时间对饮品的影响见图10。
图10 加热时间对饮品的影响
Fig.10 Effect of heating time on beverage
由图10 可以看出,花青素饮品、膳食纤维饮品和稳态化饮品随着加热时间的延长,离心沉淀率呈现不断上升的趋势,但稳态化饮品的离心沉淀率更低,说明花青素与膳食纤维结合可以促进膳食纤维的稳定性,使饮品均匀一致。
2.4 稳态化饮品促益生作用结果与分析
2.4.1 菌落总数测定结果与分析
菌落总数测定结果见图11。
图11 饮品中菌落总数的测定结果
Fig.11 Total plate count in beverage
由图11 可知,花青素和膳食纤维可有效增加双歧杆菌和乳酸杆菌的丰度[19],稳态化饮品中对肠道菌群平衡更有益的两歧双歧杆菌及乳酸杆菌数量更多,易引起肠道菌群失调的大肠杆菌和粪肠球菌数量较少,进一步体现了饮品的促益生作用。
2.4.2 外源菌体外发酵液pH 值变化结果与分析
外源菌体外发酵的pH 值变化结果见图12。
图12 外源菌体外发酵的pH 值变化
Fig.12 Exogenous bacteria pH changes under in vitro fermentation
A.两歧双歧杆菌；B.乳酸杆菌；C.大肠肝菌；D.粪肠球菌。
由图12 可以看出,4 种外源菌体在以稳态化饮品作为发酵液时,两歧双歧杆菌、乳酸杆菌、大肠杆菌、粪肠球菌发酵液pH 值在6 h 相近,分别为4.85、5.97、6.44 和6.10；随着发酵时间的延长（ 12～48 h）,变化趋势平缓,pH 值最低出现在48 h,分别为4.37、4.27、4.43、4.42；4 种外源菌相比,乳酸杆菌在发酵过程中pH 值变化最大,最低pH 值为4.27,这说明乳酸杆菌以稳态化饮品为发酵液时产生的酸最多,两歧双歧杆菌次之。因此,稳态化饮品产SCFAs 能力最强,使发酵液的pH 值发生变化。
2.4.3 不同外源菌产SCFAs 结果与分析
2.4.3.1 两歧双歧杆菌体外发酵产生SCFAs 的含量
两歧双歧杆菌体外发酵产生SCFAs 的含量见图13。
图13 两歧双歧杆菌体外发酵产生SCFAs 的含量
Fig.13 SCFAs production amount of Bifidobacterium bifidum under in vitro fermentation
A.乙酸含量；B.丙酸含量；C.丁酸含量。
由图13 看出,各组乙酸、丙酸、丁酸含量随发酵时间延长而逐渐增加,发酵时间24～48 h 时增加幅度较大,当发酵时间达到48 h 时含量达到最大,其中稳态化饮品在各时段产生SCFAs 含量均大于其他组。
2.4.3.2 乳酸杆菌体外发酵产生SCFAs 的含量
乳酸杆菌体外发酵产生SCFAs 的含量见图14。
图14 乳酸杆菌体外发酵产生SCFAs 的含量
Fig.14 SCFAs production amount of Lactobacillus under in vitro fermentation
A.乙酸含量；B.丙酸含量；C.丁酸含量。
由图14 可以看出,稳态化饮品发酵48 h 时乙酸、丙酸、丁酸含量到达最大值,图14A 和图14B 看出发酵时间24～48 h 时稳态化饮品与其他饮品产生SCFAs含量差距较大,由图14C 看出24 h 时花青素饮品产SCFAs 含量超过稳态话饮品,在48 h 时稳态化饮品组产SCAFs 含量仍为最高。
2.4.3.3 大肠杆菌体外发酵产生的SCFAs 含量
大肠杆菌体外发酵产生的SCFAs 含量见图15。
图15 大肠杆菌体外发酵产生SCFAs 的含量
Fig.15 SCFAs production amount of Escherichia coli under in vitro fermentation
A.乙酸含量；B.丙酸含量；C.丁酸含量。
由图15 可知,乙酸含量随发酵时间延长而增长明显,可能原因是大肠杆菌吸收碳源产生乙酸的速率快[20]。丙酸、丁酸含量增长速度较为稳定,稳态化饮品组产酸含量在各时间均大于其他组。
2.4.3.4 粪肠球菌体外发酵产生SCFAs 的含量
粪肠球菌体外发酵产生SCFAs 的含量见图16。
图16 粪肠球菌体外发酵产生SCFAs 的含量
Fig.16 SCFAs production amount of Enterococcus faecalis under in vitro fermentation
A.乙酸含量；B.丙酸含量；C.丁酸含量。
由图16 可以看出,在0～6 h 时发酵产乙酸的速率最多,其他时间速率趋于稳定；总体看产乙酸的速率高于丙酸和丁酸,其中稳态化饮品组产酸量在各时间段均最高。
2.4.3.5 外源菌体外发酵产SCFAs
双歧杆菌、乳酸杆菌、大肠杆菌、粪肠球菌4 种外源菌发酵产生的SCFAs 中乙酸含量均为最高,丁酸含量最低。在发酵时间内,产生的SCFAs 含量随时间延长而增大,在48 h 达到最大,稳态化饮品组含量均大于其他组,有效说明该饮品通过调节肠道菌群促进了SCFAs 的生成,从而改善肠道健康[21]。
2.5 产品分析
感官指标：稳态化饮品为玫瑰红色,酸甜适中,口感醇厚,均匀一致,稳定不分层,具有葡萄的清香。
理化指标：稳态化饮品的花青素含量为12.0 mg/100 mL、膳食纤维含量为360.0 mg/100 mL,可溶性固形物含量为8%,总酸含量为0.25%,铅含量为0.2 mg/L。
微生物指标：菌落总数为2 CFU/mL,未检出大肠杆菌和其他致病菌,达到GB 7101《食品安全国家标准饮料》的要求。
3 结论
通过正交试验,确定花青素膳食纤维饮品的最佳配方：添加ACN-SIDF 稳态化原液至ACN 含量为12.0 mg/100 mL,可溶性固形物含量为8%,总酸含量为0.25%,黄原胶添加量为0.15%,葡萄香精固定添加量为0.1%,此时SIDF 含量为360.0 mg/100 mL,该饮品口感最佳。较比单一花青素饮品,稳态化饮品的光、热稳定性分别提高了20.87% 和11.02%；外源肠道菌与饮品共发酵的发酵液pH 值下降,稳态化饮品具有更强的产生SCFAs 能力和更低的pH 值。综上,稳态化饮品具更好的促益生作用。
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