陈琼，赵旭东，许雪华，蒋变玲
苦荞富含多酚、黄酮等成分，是一种天然植物资源，研究表明，苦荞具有独特的药用价值和保健食疗作用［1］，以及抗氧化、降胆固醇等多种益处［2−3］.
酸奶不仅有鲜牛奶的营养成分，而且含有能够促进消化、有益机体健康的乳酸菌［4］，能够帮助人体提高免疫力.苦荞麦和酸奶的结合提供了酸奶多元化口味的可能性，具有较强的市场发展潜力.黄瑞等［5］以苦荞中含有的降糖因子为糖尿病人群开发具有降糖作用的新型苦荞酸奶；
李华等［6］研制了具有抗氧化功能的酸枣仁苦荞酸奶.
体外模拟消化是一种操作简单、经济适用的仿生研究手段，多应用于研究食品的消化和吸收［7］.王静等［8］在体外模拟消化中发现，胃液和胰液对猕猴桃中抗氧化物质的释放有促进作用；
鲁倩茹等［9］发现，红枣色素的活性成分及抗氧化能力在模拟胃肠消化过程后呈下降趋势；
张灿等［10］的研究结果表明，多酚含量变化和自由基清除率变化趋势一致.
近年来，国内外学者对苦荞麦或酸奶的研究主要体现在相关产品的开发和加工工艺的探索，尚未有对苦荞酸奶的功能性及被人体摄入后其活性物质变化的相关报道和研究.因此，研究苦荞酸奶中酚类物质在胃肠道消化过程中的稳定性，有助于阐明苦荞酸奶中酚类物质发挥生物学功能的作用机理.
本研究以苦荞麦和牛奶为主要原料，以感官评定分值为实验指标，确定苦荞酸奶加工的最佳工艺条件.在此基础上通过体外模拟消化实验，探讨苦荞酸奶在消化前后的总多酚、总黄酮等物质稳定性及抗氧化活性，为苦荞酸奶的研发和应用提供理论依据.
1.1 主要材料与试剂
苦荞麦粉（四川环太生物科技），纯牛奶（伊利集团），发酵菌粉（嗜热链球菌占比50%，保加利亚乳杆菌占比50%）（善恩康生物科技），木糖醇（食品级）（龙力生物科技）；
亚硝酸钠，福林酚，没食子酸，ABTS，DPPH，猪胆盐，胰蛋白酶，胃蛋白酶，碳酸钠（均购自国药集团）.
1.2 主要仪器与设备
酶标仪（美国Thermo），pH 计（仪电科学仪器），恒温培养摇床（上海朔光），分析天平（梅特勒−托利多），高转速冷冻离心机（湖南湘仪），单人超净工作台（山东博科）.
1.3 实验方法
1.3.1 苦荞酸奶工艺流程
参照文献［5］的研究方法，苦荞麦粉（70 ℃烘焙10 min）→苦荞麦匀浆（苦荞麦粉∶水=1∶6.5）→糊化（90 ℃、1 h）→调配混匀（加入木糖醇和牛奶）→灭菌（90 ℃、15 min）→常温冷却→接种菌粉→发酵（6 h）→冷藏后熟（4 ℃、12 h）.
1.3.2 单因素实验
苦荞酸奶单因素实验设计见表1.
表1 单因素实验
1.3.3 正交实验
在单因素的基础上，对苦荞麦粉添加量（A）、木糖醇添加量（B）、发酵菌粉添加量（C）和发酵温度（D）进行L9（34）正交实验，得出苦荞酸奶最优配方，正交实验设计见表2.
表2 正交实验设计
1.3.4 感官评定及基础成分测定
感官评定：参照文献［11］的研究方法制定苦荞酸奶感官评分表（表3），随机选取50 名（男女各半）评价员对苦荞酸奶进行感官评分.
表3 苦荞酸奶感官评分表
酸度测定：依据GB5009.239—2016执行［12］.
糖度测定：采用阿贝折光仪测定.
1.3.5 体外消化实验
苦荞酸奶模拟消化过程参考文献［10］的方法，进行体外模拟胃消化过程和体外模拟肠消化过程.
1.3.6 总多酚及总黄酮含量测定
根据文献［13］的研究方法略改，进行总多酚和总黄酮含量测定.
1.3.7 抗氧化活性测定
测定DPPH 自由基清除 率［14］.设置空白组、对照组及实验组，充分反应后，测定517 nm处吸光度值，空白组吸光度记A0，对照组吸光度记A1，实验组吸光度记A2，根据公式（1）计算DPPH 清除率.
测定ABTS 自由基清除率［15］.设置空白组和实验组，测定734 nm 处吸光度，空白组吸光度记A0，实验组吸光度记A1，按公式（2）计算清除率.
1.3.8 数据处理
采用Excel 2010 及SPSS 26.0 对实验数据进行统计分析.
2.1 单因素实验结果
根据图1 可知，添加4%苦荞麦粉时，感官评分值最大，此时酸奶有明显的苦荞香味，口感柔和；
苦荞麦粉添加量增大，酸奶出现沉淀，口感粗糙，感官较差.因此，选择苦荞麦粉添加量为3.8%、4%、4.2%用于正交实验.
图1 苦荞麦粉添加量对苦荞酸奶感官评分影响
由图2 可知，在苦荞酸奶中加入不同剂量木糖醇，酸奶的感官评分先升高后降低，之后又缓慢上升.添加8%木糖醇时，酸奶口感细腻、酸甜适宜且无明显沉淀.因此，选择木糖醇添加量为7%、8%、9%用于正交实验.
图2 木糖醇添加量对苦荞酸奶感官评分影响
发酵菌粉添加量影响酸奶酸度，过量使用会导致酸奶酸度偏高，使用不足会导致酸奶发酵不完全［16］.根据图3 可知，发酵菌粉添加量为0.1%时，苦荞酸奶感官评分最高，此时酸奶口感适宜，有光泽.因此，选择发酵菌粉添加量为0.1%、0.125%、0.15%用于正交实验.
图3 发酵菌粉添加量对苦荞酸奶感官评分影响
发酵温度影响酸奶风味，温度过高使风味物质反应不完全，温度过低使风味物质丢失［17］，感官评分较低；
发酵菌剂的菌株活性受发酵温度的影响，温度过高活菌数迅速下降［18］，不利于酸奶发酵.根据图4 结果，选择发酵温度为42 ℃、43 ℃、44 ℃用于正交实验.
图4 发酵温度对苦荞酸奶感官评分影响
2.2 正交实验结果
根据单因素实验结果，进行正交优化实验，结果与分析见表4.
表4 正交实验结果分析
根据表4 可知，影响苦荞酸奶感官评分的因素主次顺序为苦荞麦粉添加量（A）>木糖醇添加量（B）>发酵温度（D）>发酵菌粉添加量（C），最佳组合为A2B2C1D2，即添加4%苦荞麦粉、8%木糖醇、0.1%发酵菌粉，43 ℃下发酵6 h.
2.3 感官评定及基础成分测定结果分析
通过正交实验优化制得的苦荞酸奶，感官评定结果为有明显苦荞香味、色泽均一、无沉淀和分层、酸甜适宜、无粗糙感，感官评分的平均值为90 分；
酸度为80.3 °T；
糖度为7.8 g/100 mL；
总多酚含量为20.3 mg/100 g 消化样；
总黄酮含量为11.9 mg/100 g 消化样，DPPH、ABTS 自由基清除率分别为53%和29%.
2.4 总多酚及总黄酮含量变化分析
2.4.1 总多酚在模拟体外消化过程中含量变化分析
根据图5 可知，相较于空白对照组，胃液消化组在消化1 h时，总多酚含量达到峰值，之后逐渐趋于稳定，比未处理时增加了324.5%；
胃酸对照组的总多酚含量保持上升趋势，模拟胃消化3 h后，比消化0 h 时显著增加了237.5%.模拟肠消化1 h，空白对照组和肠液消化组的总多酚含量均显著增加，分别为95.9 mg/100 g消化样和106.8 mg/100 g 消化样，1 h 后各样品的总多酚含量均呈下降趋势.
图5 模拟胃、肠消化过程中总多酚含量变化趋势
苦荞酸奶经模拟消化后总多酚含量增加，说明模拟消化中的酶可促进苦荞酸奶中总多酚物质的释放，与林栋等［19］对薏米多酚的研究有相似结论；
胃酸对照组总多酚含量增加，说明酸性环境能促进总多酚含量的释放［20］；
肠消化过程中，两组样品总多酚含量出现下降趋势，推测苦荞酸奶中酚类物质在碱性环境下生成其他物质［8］.
2.4.2 总黄酮在模拟体外消化过程中含量变化分析
根据图6 可知，模拟胃消化阶段，相较于空白对照组，其他两组的总黄酮含量变化趋势相似，经3 h 胃液消化后，总黄酮含量比消化0 h 时各显著增加了310.1%和329.0%（p<0.05）.模拟肠消化阶段，肠液消化组总黄酮含量呈上升趋势，模拟3 h 后其总黄酮含量为41.9 mg/100 g 消化样；
空白对照组在肠消化1 h时达到峰值，其总黄酮含量为30.6 mg/100 g 消化样.
图6 模拟胃、肠消化过程中总黄酮含量变化趋势
模拟消化过程中，苦荞酸奶的总黄酮含量比未消化时有明显增加，说明苦荞酸奶经模拟消化可促进多酚类物质的释放，与李杰等［21］的研究结果相似.模拟胃消化过程中，胃酸对照组与胃液消化组中的总黄酮含量变化趋势一致，推测低pH 条件对酸奶中黄酮类物质的释放有促进作用［22］.
2.5 模拟胃肠消化过程中抗氧化活性变化分析
2.5.1 DPPH 自由基清除率在模拟体外消化过程中变化分析
根据图7 可知，相较于空白对照组，胃酸对照组处理1 h时，DPPH 自由基清除率最高，之后下降；
胃液消化组DPPH 自由基清除率逐渐上升；
模拟消化3 h后，各处理组DPPH 自由基清除率均高于未消化组，且胃液消化组高于其他两组.0.5 h时，肠液消化组DPPH 自由基清除率最高，为79%，之后迅速下降；
模拟肠液消化3 h后，肠液消化组的DPPH 自由基清除率低于空白对照组.
图7 模拟胃、肠消化过程中DPPH 自由基清除率变化趋势
模拟消化过程中，样品的DPPH 自由基清除率与总多酚含量变化趋势相近.模拟肠消化过程中，DPPH 自由基清除率出现下降趋势，可能是苦荞酸奶中含有的总多酚物质抑制胰蛋白酶的活性［23］，从而降低了酸奶的抗氧化能力；
空白对照组的DPPH 自由基清除率要高于肠液消化组，推测消化酶破坏了苦荞酸奶中的抗氧化成分［24］.
2.5.2 ABTS 自由基清除率在模拟体外消化过程中变化分析
根据图8 可知，相较于空白对照组，胃液消化组的ABTS 自由基清除率在2 h 时出现峰值，清除率为47%；
胃酸对照组的ABTS 自由基清除率明显上升；
模拟消化至3 h时，胃酸对照组的ABTS 自由基清除率高于其他胃液消化组和空白组.肠液消化组与空白对照组相比，ABTS 自由基清除率呈上升趋势，消化完成时最高，为74%.
分析图8 可得，在模拟胃、肠消化过程中，苦荞酸奶的ABTS 自由基清除率变化趋势相似，均在消化0.5 h 后趋于稳定，与DPPH 自由基清除能力测定结果不同，推测可能与二者的抗氧化测定机制不同有关［19］；
模拟胃消化3 h后，胃液消化组的ABTS 自由基清除率要低于胃酸消化组，再经过肠消化后ABTS 自由基清除率又有所回升，故推测在低酸环境中，抗氧化活性受到抑制，当pH 值恢复时，清除能力有所上升［25］.
图8 模拟胃、肠消化过程中ABTS 自由基清除率变化趋势
苦荞酸奶最佳工艺条件为添加4%苦荞麦粉、8%木糖醇、0.1%发酵菌粉，43 ℃下发酵6 h.通过体外模拟消化研究苦荞酸奶的多酚稳定性和抗氧化活性.结果表明：模拟胃液消化时，苦荞酸奶中总多酚和总黄酮含量与消化0 h 相比分别显著增加了324.5%和329.0%，DPPH 自由基清除率增加了60.4%；
模拟肠消化时，总多酚和总黄酮含量与未处理时相比分别增加了30.9%和59.2%，ABTS 自由基清除率增加了23.3%.综上所述，体外模拟消化可促进苦荞酸奶中总多酚的释放，提高抗氧化活性.