Effect of Konjac Glucomannan with Different Oxidizing Degrees on the Quality of Set-type Yoghurt
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摘要: “健康低脂”的食品理念近来广受大众欢迎。为改善低脂凝固型酸奶的凝胶强度低等问题，向酸奶中添加氧化魔芋葡甘露聚糖（Oxidized konjac glucomannan，OKGM）作为脂肪替代物，通过对酸奶理化性质、质构、流变学特性和微观结构等指标的分析，探究不同氧化度OKGM对酸奶品质的影响。结果表明，含高氧化度的OKGM（OK-60、OK-90、OK-120）的酸奶与未添加OKGM的酸奶相比，硬度从375.90 g提高至436.67 g，持水力从28.03%提高至31.89%，同时，能够提高流变学特性中的表观黏度和粘弹性。扫描电镜和激光共聚焦结果显示，高氧化度的OKGM缩小了酸奶凝胶结构间的孔隙，提高了酪蛋白胶束间的聚集，使其平均粒径从88.27 nm增加到125.33 nm。然而，天然的魔芋葡甘露聚糖（Konjac glucomannan，KGM）和低氧化度的OKGM（OK-30）则会降低酸奶的质构、表观黏度和粘弹性，破坏酸奶的凝胶结构，导致其稳定性下降。感官评价结果显示，高氧化度的OKGM使酸奶更有光泽，体系更加均匀，且在滋味上更具优势，这也为健康低脂酸奶的开发奠定了理论基础。Abstract: The food concept of "healthy low-fat" had attracted significant public attention in recent years. Oxidized konjac glucomannan (OKGM) was introduced as a fat replacer to address the issue of low gel strength in low-fat yoghurt. The effects of different oxidation degrees of OKGM on the quality of yoghurt were investigated by analyzing the physicochemical properties, texture, rheological properties and microstructure of yoghurt. The research demonstrated that yoghurt containing high oxidation degrees of OKGM (OK-60, OK-90, OK-120) increased the hardness from 375.90 g to 436.67 g and the water holding capacity from 28.03% to 31.89% compared to yoghurt without added OKGM. In addition, it improved the rheological properties of yoghurt including apparent viscosity and viscoelasticity. The results of scanning electron microscopy and confocal laser microscopy revealed that high oxidation degrees of OKGM reduced integral pores in yoghurt, promoted casein micelles aggregation, and increased average particle size from 88.27 nm to 125.33 nm. In contrast, natural konjac glucomannan (KGM) and lower levels of OKGM oxidation (OK-30) reduced texture, apparent viscosity, and viscoelasticity of the yoghurt, disrupted yoghurt gel structure and compromised its stability. The results of sensory evaluation showed that high oxidation levels improved the glossiness, uniformity, and overall taste of yoghurt, providing a theoretical basis for the development of high-quality, low-fat, and healthy yoghurt products.
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酸奶是世界上消费最广泛的乳制品之一，它保留了牛奶的营养价值，且易于消化，具有光滑的质地和醇厚的口感[1]。酸奶中的脂肪含量影响其质地和机械强度，但摄入过多的脂肪可能导致冠心病、糖尿病，甚至某些癌症[2]。近年来，市场上低脂酸奶越来越受欢迎。然而，降低酸奶中脂肪含量会导致凝胶强度和粘度降低，以及乳清滑脱和收缩的增加[3]。现有研究发现使用多糖作为酸奶中的脂肪替代品是改善这一现象的有效手段[4]。
魔芋葡甘露聚糖（Konjac glucomannan，KGM）是一种通过β-1,4糖苷键键合β-D-葡萄糖和β-D-甘露糖单元组成的天然多糖[5]，具有良好的胶体特性和肠道益生性[6]。天然KGM极高的粘度和分子量（Mw=1×104~2×106 Da）限制了其在各领域的应用。因此，可以对KGM进行降解处理，如生物降解（酶降解）、物理化学降解（去乙酰化、氧化、辐照、超声波等）和协同降解等[7]。KGM的氧化降解使其分子链断裂，引入了羧基和羰基[8]，即得到氧化魔芋葡甘露聚糖（Oxidized konjac glucomannan，OKGM），其具有较高的水溶性和较低的粘度。目前大多使用H2O2、TEMPO、高碘酸钠等[9]进行氧化降解，然而这些方法可能存在化学残留的风险，因此臭氧氧化的OKGM被认为是一种更绿色高效的氧化方法。
近年来，OKGM更多被应用在食品包装膜[10]中，用于改善食品品质的研究还较少。田红媚等[11]发现OKGM可以改善小麦粉的粉质和拉伸特性，同时可以改善面包的品质，有效延缓面包的老化。OKGM也被应用于乳制品中。郑俏然等[12]和张恒等[13]开发了含OKGM的酸乳和含OKGM的芒果乳饮料。但目前OKGM还未被应用于凝固型酸奶中。
因此，本研究中采用臭氧氧化制备OKGM，探究不同氧化度的OKGM对凝固型酸奶理化性质、质地、流变特性、微观结构、粒径分布、Zeta电位和感官评价的影响，旨在为OKGM应用于食品中提供科学参考，也为我国功能低脂酸奶的开发提供思路。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
纯化魔芋精粉 纯度≥86%，湖北十堰花仙子魔芋制品有限公司；脱脂乳粉（蛋白质55%，脂肪2%，碳水化合物1.8%） 新西兰恒天然集团；白砂糖 太古糖业（中国）有限公司；嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌亚种组成的酸奶发酵剂YO-MIX300 100DCU 科汉森（中国）有限公司；MRS琼脂培养基、M17琼脂培养基 青岛海博生物技术有限公司；其余试剂均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。
XH-300B微波超声波组合合成萃取仪 北京祥鹄科技发展有限公司；FL-815Y臭氧消毒机 深圳市飞立电器科技有限公司；XHF-DY均质机 宁波新芝生物科技有限公司；BSC-150恒温恒湿箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；Ultra Scan PRO色度计 美国Hunter Lab公司；PB-10 pH计 德国赛多利斯公司；TA.XT Plus质构仪 英国Stable Micro System公司；DHR-1流变仪 美国TA公司；Nano ZS90纳米粒度、Zeta电位分析仪、Mastersizer 3000激光粒度仪 英国马尔文公司；LSM800激光共聚焦显微镜 卡尔蔡司光学（广州）公司；LGJ-10型冷冻干燥机 北京松源华兴科技有限公司；Phenom Pro-17A0040型扫描电镜 荷兰Phenom World公司。
1.2 实验方法
1.2.1 OKGM的制备
OKGM的制备方法采用实验室传统制备方法[14]，准确称取4.0 g KGM均匀分散在装有400 mL蒸馏水的三颈烧瓶中，在65 ℃下，经过微波辅助臭氧降解0、30、60、90和120 min的样品被用来进行后续的实验，分别标记为KGM、OKGM-30、OKGM-60、OKGM-90和OKGM-120。
1.2.2 凝固型酸奶的制备
用蒸馏水将脱脂奶粉复配到12%（w/v），并添加5%（w/v）的白砂糖。将上述不同氧化度的OKGM加入到乳液中，分别命名为： Y-K、Y-OK-30、Y-OK-60、Y-OK-90和Y-OK-120，同时制备未添加OKGM的空白对照组，命名为：Y。用均质机将混合物均匀化，直到其完全溶解。在95 ℃下巴氏灭菌5 min，放置室温冷却到42 ℃，接种酸奶发酵剂（0.04 g/100 mL），将样品分装为三份平行样。放置在42 ℃恒温恒湿培养箱中发酵至pH约为4.6（8 h）。发酵结束后，将酸奶在4 ℃下冷藏12 h，以减少后酸化。所有的酸奶样品都储存在4±1 ℃下，用于后续分析。
1.2.3 酸奶的色度、pH和滴定酸度（TA）
酸奶的a*、b*和L*值由色度计测量。将酸奶放置室温后，用玻璃棒搅拌均匀。酸奶的pH由pH计测量。酸奶的滴定酸度参考王雪杭等[15]的方法进行。准确称取10.00 g酸奶于150 mL锥形瓶中，加入10 mL蒸馏水混匀，滴加1 mL酚酞指示剂。用0.1 mol/L NaOH滴定至溶液呈淡粉色且半分钟内不褪色。记录NaOH溶液消耗量，通过公式（1）计算各组酸奶样品滴定酸度：
滴定酸度(%)=V×0.009m×100 (1) 式中：V表示NaOH溶液的消耗体积，mL；m表示称取酸奶的质量，g；0.009相当于1毫升0.1 mol/L NaOH的乳酸量。
1.2.4 酸奶的持水力（WHC）
精确称量酸奶，并将其置于50 mL的离心管中，在25 ℃下以8000 g离心10 min。去除上清液后，对剩余的固体部分进行称量。通过公式（2）计算酸奶的持水力：
持水力(\%)=离心后沉淀物的质量(g)酸奶样品的质量(g)×100 (2) 1.2.5 酸奶的特征微生物计数
取1 mL酸奶样用生理盐水10倍稀释法连续稀释至适当浓度。再取1 mL适当倍数的稀释液涂在MRS琼脂培养基上（37 ℃，48±2 h）以选择性培养保加利亚乳杆菌，涂在M17琼脂培养基上（37 ℃，48±2 h）以选择性培养嗜热链球菌。对含有30~300个菌落的平板进行计数，并记录为每毫升培养物中的菌落形成单位（CFU/mL）。
1.2.6 酸奶的质构
酸奶质地的特性由装有圆柱形P36R探针（直径12.7 mm）的质构仪测量。测试程序设置如下：下降速度，1.0 mm/s；测试速度，1.0 mm/s；测试后返回速度，1.0 mm/s；触发力，5 g；形状变量，50%；压缩之间的停留时间，5 s。
1.2.7 酸奶的流变学性质
酸奶的流变学性质由装有平板（40 mm直径）的流变仪测量。在分析之前，所有的样品都保持在20 ℃。在上样前，先用铲子轻轻搅拌样品20次，以达到均匀混合。
1.2.7.1 静态流变
通过频率扫描测量，剪切率范围为0.1~100 s−1，温度为25 ℃，获得酸奶的表观黏度。
1.2.7.2 动态流变
通过振荡扫描测量，角频率范围为1~100 rad·s−1，应力为1%，温度为25 ℃，获得酸奶的储能模量（G'）和损失模量（G''）。
1.2.8 微观结构观察
1.2.8.1 激光共聚焦显微镜观察
取50 μL酸奶样品到载玻片上，先后用40 μL罗丹明B（1% w/v，乙醇）和40 μL荧光增白剂（1% w/v，乙醇）染色20 min，用乙醇溶液清洗多余的染料溶液，载玻片密封。通过激光共聚焦扫描显微镜（Confocal laser scanning microscopy，CLSM）观察其微观结构。
1.2.8.2 扫描电镜观察
冻干的酸奶样品用真空蒸发器镀上一层金薄膜。在高真空扫描电子显微镜（Scanning electron microscopy，SEM）下观察其微观结构。
1.2.9 酸奶的Zeta电位及粒度分布
酸奶用去离子水稀释（1:100），通过纳米粒度及Zeta电位分析仪测量ξ电位。通过激光衍射仪测量酸奶的颗粒分布，酸奶和水的折射率分别为1.51和1.33，遮盖率为10%~20%。获得酸奶的粒度分布和平均体积加权直径D[4,3]。
1.2.10 感官评价
选取10名具有酸奶经验的人员组成评鉴小组（5名男性，5名女性，年龄20~30岁）对酸奶进行感官综合评价，感官评价参数为色泽（10分）、组织状态（40分）、香气（20分）和滋味（30分），具体评分标准如表1所示。
表 1 酸奶的感官评价指标及评分标准Table 1. Sensory evaluation indexes and scoring criteria for yoghurt评价项目 评价标准 分数（分） 样品呈有光泽的乳白色，颜色均一 8～10 色泽（10分） 样品呈乳白色，颜色均匀性较差 5～7 样品暗淡，颜色不均匀 0～4 基本没有乳清析出，组织细腻，表面光滑，体系均匀不分层 32～40 组织状态（40分） 有少量乳清析出，组织状态较好，表面较光滑，体系较均匀 16～31 有大量乳清析出，组织状态粗糙，表面有泡沫，体系不均匀 0～15 酸味足，具有浓郁的奶味 16～20 香气（20分） 酸味尚可，奶味较淡 9～15 酸味不足，基本无气味或有明显异味 0～8 酸甜可口，硬度适中无颗粒感 25～30 滋味（30分） 酸甜不佳，口感略有颗粒感 15～24 酸甜比例差，口感粗糙 0～14 1.3 数据处理
各组实验均进行3次平行。数据采用Excel软件进行处理；使用Origin 2021软件绘图，同时采用SPSS 27.0软件对数据进行差异显著性分析，显著性水平P<0.05。
2. 结果与分析
2.1 酸奶的理化性质分析
酸奶的理化性质如表2所示。添加KGM后，酸奶的亮度从Y组（L*，90.80）降低至85.88。低氧化度的OKGM（OK-30）的加入导致酸奶的黄度（b*）和绿度（|a*|）显著增加（P<0.05）。随着氧化度的升高，酸奶的L*值逐渐升高，酸奶的绿度逐渐从3.21降低至2.89，可能是酸奶持水力增加，乳清析出减少，乳清中核黄素减少[16]。酸奶在发酵过程中乳酸菌分解产生乳酸，pH下降，形成凝胶[17]。KGM的加入导致酸奶的pH由4.43升高至4.54，酸度由78.33%下降至68.00%，推测KGM的加入破坏了酸奶的凝胶结构，影响了乳酸菌的生长，导致产酸降低。同时，低氧化度（OK-30）的加入也会升高酸奶中的pH，降低酸度。随着氧化度的升高，OKGM对pH和酸度的影响变小。氧化度达到OK-60不会影响酸奶的pH和酸度。持水力可用于评价酸奶的凝胶特性，KGM加入导致酸奶的持水力下降了14%，推测是由于高粘度的KGM破坏了酪蛋白组成的凝胶三维结构[18]。同理，低氧化度的Y-OK-30组的酸奶持水力下降。随着氧化度的升高，OKGM分子量逐渐下降，OKGM分子间存在的羧基和羰基可与蛋白质中的氨基发生席夫碱交联反应[19]，促进酸奶凝胶结构的稳定性，并且持水力从28.03%提高至31.89%。
表 2 不同氧化度OKGM对酸奶色度、pH、酸度和持水力的影响Table 2. Effects of OKGM with different degree on the color, pH, acidity and water holding capacity of yoghurt组别 L* a* b* pH 酸度（%） 持水力（%） Y 90.80±0.04a −3.21±0.01d 13.61±0.06e 4.43±0.02c 78.33±0.58a 28.03±0.65b Y-K 85.88±0.02f −3.36±0.01f 11.21±0.01f 4.54±0.01a 68.00±1.00b 24.15±0.39c Y-OK-30 88.41±0.01e −3.34±0.01e 15.21±0.02a 4.46±0.01b 63.67±1.53c 25.08±0.92c Y-OK-60 89.95±0.03d −2.97±0.01c 14.73±0.04b 4.43±0.01c 75.67±0.02a 31.79±0.50a Y-OK-90 90.11±0.02c −2.95±0.01b 14.56±0.02c 4.44±0.01bc 75.67±3.06a 31.89±1.36a Y-OK-120 90.26±0.01b −2.89±0.01a 14.27±0.03d 4.42±0.02c 75.00±1.00a 29.45±1.15b 注：不同小写字母表示组间差异显著（P<0.05）；表3~表4同。 2.2 酸奶的微生物分析
OKGM对酸奶乳酸菌（保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌）菌落总数的影响如图1所示，除Y-K组外，所有样品的存活率都大于8.5（lg CFU/g）。KGM加入酸奶中，导致酸奶中的乳酸菌的菌落总数显著下降（P<0.05），这与2.1中酸奶酸度下降和pH升高的研究结果一致。KGM氧化后对乳酸菌菌落的生长有利，显著增加了酸奶的乳酸菌菌落总数（P<0.05），Y-OK-60中嗜热链球菌菌落从8.97（lg CFU/g）增加至9.35（lg CFU/g），Y-OK-120中保加利亚乳杆菌菌落从8.77（lg CFU/g）提高至9.13（lg CFU/g）。研究发现OKGM经降解后结构简单，更易被微生物利用，可以促进酸奶中乳酸菌的菌落总数[20]。
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2.3 酸奶的质构分析
质构是评价酸奶物理特性的关键指标之一。由表3可知，加入KGM后酸奶硬度从375.90 g降低至186.93 g，可能是因为高粘度的KGM破坏了酸奶的凝胶结构。同样，低氧化度的OK-30仍有较高的分子量，易与酪蛋白分子交联缠绕，破坏酸奶的凝胶结构[21]。随着氧化度的增加，酸奶的硬度也逐渐增加，其中OK-90和OK-120硬度分别达到436.67 g和432.71 g。此外，与Y组相比，Y-OK-60、Y-OK-90和Y-OK-120组的酸奶弹性、内聚性、胶着性和咀嚼性显著（P<0.05）下降，说明酸奶的口感更加爽滑[22]。
表 3 不同氧化度的OKGM对酸奶质构的影响Table 3. Effects of OKGM with different degree on the textural of yoghurt组别 硬度（g） 弹性 内聚性 胶黏性（g） Y 375.90±6.45c 1.88±0.04c 0.32±0.02c 120.57±4.31a Y-K 186.93±8.78e 2.29±0.06a 0.54±0.04b 100.95±6.98b Y-OK-30 207.80±4.81d 2.13±0.04b 0.61±0.01a 126.27±0.98a Y-OK-60 410.18±10.44b 0.97±0.05d 0.25±0.02d 103.73±6.38b Y-OK-90 436.67±9.63a 0.95±0.04d 0.23±0.03d 98.21±10.93b Y-OK-120 432.71±6.28a 0.99±0.02d 0.22±0.02d 96.80±6.57b 2.4 酸奶的流变学特性
2.4.1 酸奶的表观黏度
表观黏度是表征酸奶稳定性的重要指标，用于描述流体的流动性质[23]。由图2可知，每组样品的黏度都随着剪切速率的增加而降低，显示出酸奶预期的“剪切变稀”特性[24]。在低剪切速率（0.1~10 s−1）中，同一剪切速率下，高黏度的Y-K组和Y-OK-30组产生渗透效应[25]，破坏了酸奶稳定的凝胶结构。高氧化度的Y-OK-60组、Y-OK-90组和Y-OK-120组较Y组的酸奶表观黏度增加，表示酸奶的凝胶结构和稳定性增强。
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图 2 不同氧化度的OKGM对酸奶表观黏度的影响Figure 2. Effects of OKGM with different degree on the apparent viscosity of yoghurt2.4.2 酸奶的动态粘弹性
储能模量（G'）又称弹性模量，说明样品的弹性和类固体性质。损耗模量（G''）又称黏性模量，反映样品的黏性和类液态性质[26]。由图3可知，剪切范围0.1~100 rad·s−1内，G'始终大于G"，这是凝胶网络的典型特征。储能模量的高低取决于凝胶网络结构中共价键的数量与交联强度[27]，Y-K组表现出更高的储能模量和损耗模量，说明其建立了更强的相互作用，但是因为高粘度的KGM引起酪蛋白聚集体高度絮凝，破坏了酸奶体系的稳定性，使乳清大量析出[28]，最终影响酸奶品质。在剪切范围内，高氧化度组酸奶的G'和G"均高于空白组，这可能是因为高氧化度OKGM上的阴离子同酪蛋白表面带正电荷的官能团发生静电相互作用[29]，高度交联的凝胶网络增强酸奶的凝胶强度。
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图 3 不同氧化度的OKGM对酸奶动态粘弹性的影响Figure 3. Effects of OKGM with different degree on the dynamic viscoelasticity of yoghurt2.5 酸奶的激光共聚焦显微镜结果
激光共聚焦显微镜观察酸奶样品的结果如图4所示，酸奶的结构是由紧密连接的蛋白质聚集体（红色区域）组成的网络，被血清孔隙或乳清（黑色区域）隔开，多糖（蓝色区域）附着在酪蛋白网络结构之间或填充在孔隙中[30]。Y-K组（图4b）的KGM没有经过降解，即使在较低的添加量下，高粘度和高吸水溶胀性也会破坏酸奶酪蛋白的支链网络结构，几乎没有形成连续的酪蛋白链状结构。当添加OK-30后（图4c），OKGM自身分子量过高会形成自缠结，表现出自身的凝胶化行为和蛋白质胶束的相分离现象[31]。随着氧化度的升高，高氧化度组（图4d~图4f），酸奶的凝胶网络结构变得更加紧凑和均匀，同时蛋白质胶束间的孔隙也减小，这较好地解释了质构中硬度和流变性质中黏度、粘弹性提高的现象（表3，图2和图3），最终提高了凝胶结构的强度和稳定性。
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图 4 酸奶激光共聚焦显微镜观察注：a-Y；b-Y-K；c-Y-OK-30；d-Y-OK-60；e-Y-OK-90；f-Y-OK-120。Figure 4. CLSM observation of yoghurt samples2.6 酸奶的扫描电镜结果
扫描电镜观察酸奶样品的结果如图5所示，酸奶由酪蛋白胶束聚集，酪蛋白链连接形成均匀致密的三维网络结构。添加KGM（图5b）后酸奶的结构被破坏，交联度低，结构不连续。随着氧化度的增加，低氧化度Y-OK-30（图5c）能够形成较为均匀的结构，但是表面粗糙，多糖与酪蛋白交联部分形成大孔洞。这是由于空间位阻，即纤维颗粒之间的高浓度摩擦破坏了凝胶结构造成的[32]。同时，观察到胶束附着在孔隙周围的高氧化组酸奶（图5d~图5f）较Y组酸奶结构更加均匀致密，酪蛋白胶束间的孔隙变小，形成更加连续和紧凑的网络结构，可能是因为OKGM和酪蛋白胶束之间通过席夫碱反应相互作用。多糖中的阴离子可与酪蛋白的氨基之间发生静电作用，促进了酸奶的凝胶效果[33]。
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图 5 酸奶扫描电镜观察（1500×）注：a-Y；b-Y-K；c-Y-OK-30；d-Y-OK-60；e-Y-OK-90；f-Y-OK-120。Figure 5. SEM observation of yoghurt samples (1500×)2.7 酸奶的Zeta电位
Zeta电位可用于解释酸奶的微观结构[34]。如图6所示，所有酸奶样品都带负电荷。KGM的加入导致酸奶的Zeta电位绝对值从9.74下降至3.35，Y-OK-30组Zeta电位的绝对值（7.20）仍低于Y组。随着氧化度的升高，Y-OK-60组Zeta电位的绝对值升高至15.90，而Y-OK-90和Y-OK-120组酸奶的Zeta电位的绝对值较Y-OK-60并无显著变化（P>0.05）。根据DLVO（Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek）理论，OKGM可能通过静电引力与凝胶结构中的酪蛋白胶束的形成强又稳定的双电子层，保持体系的稳定。因此，凝固型酸奶中Zeta电位绝对值的增加进一步说明酸奶体系稳定性提高[35]，较好地解释了扫描电镜图像中观察到酸奶凝胶结构更均匀致密，孔隙更小的现象。
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图 6 不同氧化度的OKGM对酸奶Zeta电位的影响Figure 6. Effects of OKGM with different degree on ζ-potential of yoghurt2.8 酸奶的粒度分布
酸奶微粒的大小和分布会影响其结构、口感和稳定性，如表4和图7，分别展示了酸奶平均粒径D[4,3]的大小及酸奶的粒径分布。添加KGM后，酸奶的平均粒径从88.27 nm增加至225.33 nm，峰向左移并变宽，Y-OK-30组也观察到类似现象。随着氧化度的升高，酸奶的平均粒径减小，峰右移并变窄，但仍高于Y组。一方面，在脱脂酸奶中，酸奶颗粒以酪蛋白胶束和酪蛋白胶束复合物聚集体的形式存在，颗粒大小主要取决于存在的酪蛋白胶束或聚集体的数量和坚固程度[36]。添加OKGM后增加了酸奶中各成分之间的相互作用，导致酸奶粒度分布向大颗粒方向变化（右移），但仍然是小于200 nm的小颗粒，不会影响酸奶口感；另一方面，从SEM和CLSM图中可以观察到，高氧化度的OKGM缩小了酸奶中酪蛋白聚集体之间的孔隙，OKGM充当了酪蛋白胶束之间的“填充物”，增加了酸奶的粒度。
表 4 不同氧化度OKGM对酸奶平均粒径D[4,3]的影响Table 4. Effects of different degrees of oxidation of OKGM on the average particle size of yoghurt D[4,3]组别 Y Y-K Y-OK-30 Y-OK-60 Y-OK-90 Y-OK-120 平均粒径D[4,3]（nm） 88.27±0.60d 225.33±6.43a 147.33±7.09b 116.00±4.00c 125.33±4.04c 113.33±11.37c ![]()
图 7 不同氧化度OKGM对酸奶粒度分布的影响Figure 7. Effects of OKGM with different degree on particle size distribution of yoghurt2.9 酸奶的感官评价
通过色泽、组织状态、香气和滋味四个方面对酸奶进行感官评价。如图8所示，KGM加入酸奶后严重破坏了酸奶的凝胶结构，导致大量乳清析出。因此，Y-K组酸奶的感官评价各方面均显著低于其他组（P<0.05）。在色泽方面，OKGM的加入导致酸奶的黄度减少，感官评定员对其色泽评价较高，呈光泽的乳白色，并且颜色均一。组织状态也获得了较高的评价，乳清析出较少，体系均匀。在香气方面，OKGM对酸奶影响较小，均有浓郁的奶味。而添加OKGM的酸奶在滋味上具有明显的优势，这可能是由于稳定的凝胶结构带给其光滑细腻的口感。从感官评价总分来看，KGM的加入降低了酸奶的品质，OKGM的加入提高了酸奶的整体感官特性。
3. 结论
本文探究了氧化魔芋葡甘露聚糖（OKGM）对低脂酸奶的理化性质、特征菌落数、质地、流变特性、微观结构、Zeta电位、粒度分布和感官评价的影响。研究结果表明，添加OKGM后，酸奶的凝胶结构得到了改善，从而提高了酸奶的硬度、表观粘度、粘弹性和持水力，并且对酸奶发酵过程中的pH和酸度影响不大。经过降解处理的OKGM还可促进乳酸菌的生长。然而，OKGM对酸奶的影响取决于OKGM的氧化时间。酸奶微观结构观察到，KGM和OK-30破坏了酸奶凝胶的结构和稳定性。高氧化度的OKGM（OK-60、OK-90和OK-120）通过缩小孔径，促进酪蛋白聚集增加酸奶的稳定性。同时，增大酸奶的粒径和Zeta电位的绝对值。酸奶中添加OKGM也改善了酸奶的感官特性。综上，添加高降解的OKGM作为凝固酸奶的脂肪替代物，可以强化低脂酸奶的凝胶结构，提高凝固酸奶的感官特性。然而，OKGM和蛋白质胶束之间的协同作用机理尚不清楚，后续还需充分挖掘OKGM在未来食品应用中的潜力，以了解OKGM在食品工业中的潜在作用。
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图 2 不同氧化度的OKGM对酸奶表观黏度的影响
Figure 2. Effects of OKGM with different degree on the apparent viscosity of yoghurt
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图 3 不同氧化度的OKGM对酸奶动态粘弹性的影响
Figure 3. Effects of OKGM with different degree on the dynamic viscoelasticity of yoghurt
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图 4 酸奶激光共聚焦显微镜观察
注：a-Y；b-Y-K；c-Y-OK-30；d-Y-OK-60；e-Y-OK-90；f-Y-OK-120。
Figure 4. CLSM observation of yoghurt samples
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图 5 酸奶扫描电镜观察（1500×）
注：a-Y；b-Y-K；c-Y-OK-30；d-Y-OK-60；e-Y-OK-90；f-Y-OK-120。
Figure 5. SEM observation of yoghurt samples (1500×)
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图 6 不同氧化度的OKGM对酸奶Zeta电位的影响
Figure 6. Effects of OKGM with different degree on ζ-potential of yoghurt
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图 7 不同氧化度OKGM对酸奶粒度分布的影响
Figure 7. Effects of OKGM with different degree on particle size distribution of yoghurt
表 1 酸奶的感官评价指标及评分标准
Table 1 Sensory evaluation indexes and scoring criteria for yoghurt
评价项目 评价标准 分数（分） 样品呈有光泽的乳白色，颜色均一 8～10 色泽（10分） 样品呈乳白色，颜色均匀性较差 5～7 样品暗淡，颜色不均匀 0～4 基本没有乳清析出，组织细腻，表面光滑，体系均匀不分层 32～40 组织状态（40分） 有少量乳清析出，组织状态较好，表面较光滑，体系较均匀 16～31 有大量乳清析出，组织状态粗糙，表面有泡沫，体系不均匀 0～15 酸味足，具有浓郁的奶味 16～20 香气（20分） 酸味尚可，奶味较淡 9～15 酸味不足，基本无气味或有明显异味 0～8 酸甜可口，硬度适中无颗粒感 25～30 滋味（30分） 酸甜不佳，口感略有颗粒感 15～24 酸甜比例差，口感粗糙 0～14 
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表 2 不同氧化度OKGM对酸奶色度、pH、酸度和持水力的影响
Table 2 Effects of OKGM with different degree on the color, pH, acidity and water holding capacity of yoghurt
组别 L* a* b* pH 酸度（%） 持水力（%） Y 90.80±0.04a −3.21±0.01d 13.61±0.06e 4.43±0.02c 78.33±0.58a 28.03±0.65b Y-K 85.88±0.02f −3.36±0.01f 11.21±0.01f 4.54±0.01a 68.00±1.00b 24.15±0.39c Y-OK-30 88.41±0.01e −3.34±0.01e 15.21±0.02a 4.46±0.01b 63.67±1.53c 25.08±0.92c Y-OK-60 89.95±0.03d −2.97±0.01c 14.73±0.04b 4.43±0.01c 75.67±0.02a 31.79±0.50a Y-OK-90 90.11±0.02c −2.95±0.01b 14.56±0.02c 4.44±0.01bc 75.67±3.06a 31.89±1.36a Y-OK-120 90.26±0.01b −2.89±0.01a 14.27±0.03d 4.42±0.02c 75.00±1.00a 29.45±1.15b 注：不同小写字母表示组间差异显著（P<0.05）；表3~表4同。
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表 3 不同氧化度的OKGM对酸奶质构的影响
Table 3 Effects of OKGM with different degree on the textural of yoghurt
组别 硬度（g） 弹性 内聚性 胶黏性（g） Y 375.90±6.45c 1.88±0.04c 0.32±0.02c 120.57±4.31a Y-K 186.93±8.78e 2.29±0.06a 0.54±0.04b 100.95±6.98b Y-OK-30 207.80±4.81d 2.13±0.04b 0.61±0.01a 126.27±0.98a Y-OK-60 410.18±10.44b 0.97±0.05d 0.25±0.02d 103.73±6.38b Y-OK-90 436.67±9.63a 0.95±0.04d 0.23±0.03d 98.21±10.93b Y-OK-120 432.71±6.28a 0.99±0.02d 0.22±0.02d 96.80±6.57b
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表 4 不同氧化度OKGM对酸奶平均粒径D[4,3]的影响
Table 4 Effects of different degrees of oxidation of OKGM on the average particle size of yoghurt D[4,3]
组别 Y Y-K Y-OK-30 Y-OK-60 Y-OK-90 Y-OK-120 平均粒径D[4,3]（nm） 88.27±0.60d 225.33±6.43a 147.33±7.09b 116.00±4.00c 125.33±4.04c 113.33±11.37c
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