介绍
食品工业的进步和消费者对健康和营养食品的认识不断提高，加剧了对功能性食品的需求，功能性食品除了营养价值外还提供理想的生物活性和治疗特性（Shori 2013）。将营养提升到一个新的水平，这些食物可以很容易地纳入促进健康的饮食中以减少疾病（Galanakis 2020）。人们正在努力通过使用益生元、活微生物辅助剂和益生菌调节肠道微生物群来改善人类健康。益生菌需要载体才能到达人体胃肠道 (GI) 的作用部位 (Galanakis 2020）。该媒介物通常是含有活的有益细菌的食品。益生菌的使用不仅是因为它们对肠道有促进健康的作用，还因为它们赋予食物感官享受以及用益生菌配制的产品种类不断增加（Madhu 等人，2012 ）。酸奶具有支持活菌的能力，是向消化系统引入益生菌和有益功能成分的理想乳制品，全世界都在食用酸奶，特别是在南亚（Hussain 等人，2016 年；Sengupta等人，2014 年）。益生菌在保质期内的活力和稳定性对于确保令人满意的最低水平（8-9 log cfu g −1）从被摄入的那一刻起，到它们到达肠道并显现出其健康益处的那一刻起（da Cruz Rodrigues et al. 2019；Moghanjougi et al. 2020）。鼠李糖乳酸杆菌是研究最充分的益生菌之一，显示出对胃肠道疾病的益处（Tapiovaara 等人，2016 年），本研究中使用的菌株 (NPL 905) 是根据其之前在改善干酪保质期方面的表现而选择的（艾哈迈德等人，2021）。为了避免混淆效应并优化芦荟凝胶的浓度，作者仅关注其培养物保藏中可用的一种性能最佳的益生菌菌株。

对含有益生菌、可增强人类自然免疫力的功能性食品的需求有所增加，特别是在 COVID-19 大流行期间（Sohrabpour 等人，2021）。此次大流行还凸显了冷藏食品被冠状病毒污染的可能性，这种食品可以承受接近冰点的温度（Galanakis 2020；Rizou et al. 2020；WHO 2020）。食用发酵乳制品来改善健康有着悠久的历史，但由于其 pH 值较低，它们是较差的冠状病毒携带者（Amiri 等人，2020 年；Kumar 等人，2021 年）。消费者更喜欢有机酸奶，因为有机酸奶被认为比传统酸奶更健康、更环保（Karnopp 等，2017）。2017）。通过添加益生元来延长益生菌酸奶的保质期对于乳制品市场的可持续增长至关重要（da Cruz Rodrigues et al. 2019）。芦荟( L.) Burm。F。在巴基斯坦，这种植物是一种公认​​的食品添加剂，具有益生元价值和长期的民族医学意义。AVG 是一种有益且营养丰富的产品，含有乙酰甘露聚糖和果聚糖等益生元多糖（Gullón 等人，2015 年；Tornero-Martínez 等人，2019 年）。它具有抗菌、抗病毒和抗氧化特性（Boudreau & Beland 2006），并协同提高益生菌在结肠中的活力、生长和代谢活性（Mohanty et al. 2018 ））。AVG 中的多糖可以充当稳定剂，减少酸奶在储存过程中产生乳清（脱水收缩）的倾向（Mudgil 等人，2016）。AVG 和益生菌的组合符合国际益生菌和益生元科学协会 ISAPP 对合生元的共识定义（Swanson 等人，2020 年），因为这种组合比其成分更有益（Sanders 和 Marco，2010 年）。

AVG 可以延长益生菌在运输和储存过程中的寿命，在通过胃肠道 (GIT) 时保存它们，并增强酸奶的理化和感官特性。本研究旨在优化 AVG 强化酸奶的配方，以创造一种具有足够益生菌水平和理想理化、功能和感官品质的合生元产品。尽管在酸奶中加入AVG和益生菌等功能成分可以提高其营养和生理潜力，但它们可能对其感官和质地属性产生负面影响，从而影响消费者的接受度（Hussain等人，2016）。AVG 还可以降低健康益处所需的活益生菌的功能治疗极限（Hasani 等人，2016））。因此，研究人员有责任确定最佳 AVG 浓度以保留共生酸奶的品质。为此，根据发酵过程的中心复合设计，使用预测多项式二次方程和响应面方法来描述酸奶储存期间 AVG 的个体和交互效应。响应面法 (RSM) 已被应用于通过描述自变量对所需属性的影响来优化新产品配方，并被认为是最大化新产品有益特性和减少不良副作用的有效方法（Selvamuthukumaran 等人，2015） 。

材料和方法
功能性成分的制备
标准酸奶培养物 Lyofast Y 450B（德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌）购自商业（Clerici-Sacco SpA，意大利）。本研究中使用的益生菌菌株鼠李糖乳杆菌 (NPL 905) 是从国家生物技术和基因工程研究所 (NIBGE) 国家益生菌实验室 (NPL) 的内部培养物保藏中心获得的，并且之前已被描述过 (Ahmed等人，2021）。这种本土益生菌培养物的选择是基于潜在的益生菌特性、发酵动力学、低温活力以及与发酵剂培养物的相容性。鼠李糖乳杆菌的冷冻储存培养物在厌氧条件下，在 37°C 的 De Man、Rogosa 和 Sharpe (MRS) 琼脂上进行复苏，并在 100 mL MRS 肉汤中传代培养，并在 37°C 下孵育至对数生长期。将细菌悬浮液在4℃下4000g离心10分钟，弃去上清液，用无菌盐水（0.5％w/v）洗涤益生菌沉淀两次。将所得益生菌颗粒以 6 × 10 8 CFU/ml悬浮在牛奶中 ，并冷却至 4 °C 直至酸奶培养（Mohan 等人，2020 年；Zhao 等人，2012 年）。

低热量合生酸奶是通过完全随机设计 (CRD) 实验方法添加 2.5% 或 5% 芦荟凝胶 (AVG) 作为益生元制成的。新鲜收获的成熟芦荟叶是从邻近的农业站（NIAB，费萨拉巴德）获得的。从植物底部切下整个叶子，并用温蒸馏水彻底冲洗（Pinzon et al. 2018）。叶子被切开；将凝胶舀出，在家用搅拌机中浸渍，并通过在 121°C 下高压灭菌 16 分钟进行灭菌，以抑制其天然微生物群的生长（Ahlawat & Khatkar 2011），并储存在 4°C 下以防止多酚氧化，直到使用（Amin 等人，2019 年；Kaur 等人，2015 年））。使用数字折光仪（PAL-1，Atago，东京，日本）测量总可溶性固体（Kaur 等人，2015），并使用数字 pH 计（Hanna Instruments，罗德岛州，美国）测定 pH 值。通过在 60°C 真空干燥直至达到恒重来估算水分含量，结果以湿基表示（Garcia-Segovia 等人，2010）。粗灰分含量通过马弗炉在 550 °C 下焚烧测定（Miranda 等人，2009 年），粗蛋白浓度通过凯氏定氮法测定（Vega-Gálvez 等人，2011 年）。

合生酸奶的表征包括理化参数、益生菌计数、抗氧化和抗菌潜力、对模拟胃肠道应激 (GIT) 的耐受性和感官评估的测定。整个实验进行三次，测量一式三份。

合生酸奶制备
将取自驯养水牛 ( Bubalis bubalis ) (6 L) 的新鲜牛奶标准化为所需的脂肪和 SNF（固体脱脂）值，以生产具有所需固定风格的酸奶。将标准化牛奶在95℃下加热15分钟，然后在冰浴中冷却至40℃。益生菌酸奶样品是通过将牛奶样品与 (2% v/v) 市售冻干发酵剂（保加利亚德氏乳杆菌亚种和嗜热链球菌1:1 混合物）和 1% (v/v) 的鼠李糖乳酸杆菌暂停。将接种的牛奶分为三组，生产添加 AVG 作为益生元和稳定剂的合生酸奶：0%（对照）、2.5% 和 5% AVG。将混合物放入 200 ml 塑料杯中，在 42 °C 下孵育约 4.5 小时，直至 pH 值达到 4.6 ± 0.1。发酵后，将酸奶样品冷却至室温30分钟，并转移至4℃冰箱中。在确定功能、理化、质地和感官特性之前，将样品在 4 °C 下保存超过 28 天。进行了三项试验。

酸奶中添加鼠李糖乳杆菌的计数
通过连续稀释平板接种并计数菌落，每周测量酸奶样品中的细菌总数，持续 28 天。将酸奶样品（10 g）在含有 1 g L -1蛋白胨的 90 mL 无菌水中在胃搅拌器（ProBlend，Synbiosis，美国）中均质化 1 分钟。将适当的稀释液涂在 MRS 琼脂板上，并在 37°C 下孵育 24 小时（Mohan 等人，2020）。

合生元酸奶的理化分析
总灰分测定采用已报道的方法进行（Kaur 等人，2015）。总蛋白质含量采用凯氏定氮法测定，脂肪含量采用格伯法测定。使用 pH 计（Hanna Instruments，罗德岛州，美国）测定酸奶样品的 pH 值，并以乳酸的百分比测量可滴定酸度（Mousavi 等人，2019）。

脱水收缩测量
通过将 30 g 酸奶放入由聚丙烯制成的 50 mL 容量管中，并在 10 °C 下以 3000 g 离心 15 分钟来测量乳清脱水收缩。离心后，对分离出的乳清进行称重。乳清脱水收缩表示为从样品中分离的乳清相对于其初始重量的重量百分比

纹理分析
使用 Zwick 质构分析仪（TA-XT-Plus（Stable Micro Systems，萨里，英国）和四个周期的挤出测试来测量质构特性，包括硬度、内聚性、胶粘性和粘合性。根据制造商的说明，挤压试验采用直径40mm的圆柱形探针，探针对酸奶样品的刺入速度为10mm/s，刺入深度为25mm，所有实验均在5℃±1℃下进行，重复3次。

功能属性的确定
蛋白水解测量
通过 OPA 方法测量酸奶样品在储存过程中的蛋白水解作用（Sáez 等人，2018）。将 5 g 酸奶样品与 10 ml 0.72 N 三氯乙酸搅拌混合，然后在含有 2 mL 40 mg mL -1 o -Pa的邻苯二甲醛（o -PA，Alfa Aesar，德国）溶液中孵育溶解在甲醇、50 mL 100 mM 四硼酸钠（Merck，德国）、5 mL 20%（m/v）十二烷基硫酸钠（Merck，德国）和 0.2 mL β-巯基乙醇（Alfa Aesar，德国）中，持续 10分钟，然后使用紫外可见分光光度计（UVD-3200，Labomed Inc. USA）读取 340 nm 处的吸光度。

抗氧化活性（DPPH法）
酸奶样品的抗氧化活性使用 DPPH（2,2'-二苯基-1-三硝苯肼自由基，如前所述（Faraki 等人，2020））进行测定。将等份样品（100 μL）与新鲜制备的 DPPH 溶液混合（ 0.004% (w/v) 于甲醇中)，并在室温下反应 30 分钟。使用不含酸奶的样品作为对照。通过 517 nm 处吸光度的降低来监测 DPPH 清除活性

模拟酸奶消化过程中AVG 对鼠李糖乳杆菌活力的影响
体外消化按照 INFOGEST 方案进行（Brodkorb 等人，2019）。制备模拟唾液 (SSF)、胃液 (SGF) 和肠液 (SIF)，并在 4°C 下保存。体外消化前，将液体加热至 37°C；将 2.5 g 每种含有不同浓度 AVG 的酸奶样品和 2.5 g 每种不含 AVG 的对照酸奶称入 50 mL Falcon 管中。口服相是通过将 13 μL 0.3 M CaCl 2 ·2H 2 O 、 488 μL 水和 2 mL 6.55 mg/mL α-淀粉酶溶液（Sigma-Aldrich，美国）在 SSF 中混合而制成（最终活性 75） U/毫升）。将整个混合物在 37°C 下孵育，并以 27.4 g 搅拌 2 分钟。随后，3 μL 0.3 M CaCl 2 ·2H 2添加 O、347 μL 水和 4.55 mL 0.07 mg/mL 胃蛋白酶溶液（BioWorld，美国）的 SGF（最终 2000 U/mL）。通过添加 6 M HCl 将 pH 调节至 3，开始胃相消化。

将胃食糜（27.4 gm）在 37 °C 下搅拌两小时，然后与 20 μL 0.3 M CaCl 2 ·2H 2 O混合，655 μL 水、SIF 中的 1.25 mL 160 mM 胆汁提取物和 SIF 中的 8 mL 22.15 mg/mL 胰酶溶液（Merck，德国）（最终 100 U/mL）。用1M NaOH将pH调节至7.0，并将混合物在27.4g下于37℃搅拌2小时。在每个阶段收集样品并置于冰浴中以停止酶促反应。在人工消化的每个阶段结束时，在胃食器（ProBled Synbiosis，英国）中在 0.05 M 磷酸盐缓冲盐水（PBS）中高速咀嚼酸奶一分钟。将悬浮液连续稀释，涂在 MRS 琼脂上，37°C 孵育 48 小时，并对菌落进行计数。结果以酸奶的 log cfu/g 报告。

合生酸奶对选定病原体的体外生长控制
致病菌为单核细胞增生李斯特氏菌菌株 ATCC 7644 和大肠杆菌。大肠杆菌菌株 ATCC 25,922 按所述培养（Falah 等人，2021），并在 4°C 下以 3282.7 g 离心 10 分钟。弃去上清液，用冷的无菌 PBS (pH 7.0) 洗涤沉淀，并溶解在相同的缓冲液中，直至最终细菌滴度为 6 log cfu/g。将每种病原体悬浮液混合（10%，w / v）与10克不同AVG浓度的合生元酸奶样品。这些加标酸奶样品保存在 20°C 下，并使用倾注平板法在第 0、14 和 28 天测定微生物水平。将平板在 37°C 下孵育两天，对菌落进行计数，并将添加的病原体的 cfu 减少量计算为初始滴度的百分比。

感官评价
冷藏过夜后，所有酸奶样品都经过了由 50 名未经训练的健康个体组成的小组进行了感官感官评估（消费者接受度测试），这些健康人经常在饮食中饮用酸奶，以确保真实性并了解产品接受度和消费者行为（Singh -Ackbarali 和 Maharaj 2014）。该小组由男性和女性（21 至 40 岁）组成，他们有在饮食中摄入酸奶的经验，并且对牛奶没有过敏反应。感官评估是在受控白炽灯和温度（20°C）下的各个隔间中进行的。所有酸奶（15 mL）均在 7 °C 下使用编码塑料容器并遵循 III 型平衡不完全块设计（t  = 10，k  = 4，r  = 6，b  = 15，l = 2），其中每个块获得十个独立评估，总共 600 个响应（Karnopp 等人，2017）。参与者被要求吃一些面包，并在品尝之间用无菌水漱口。没有向小组成员提供有关样本类型的信息，以防止出现任何偏见。使用标准的 9 点享乐量表（1 = 非常不喜欢，5 = 既不喜欢也不不喜欢，9 = 非常喜欢）（Mohan 等人，2020）。感官评估期间，小组成员位于单独的房间内，没有接触。在评估每个样品之​​前，向小组成员提供水以中和前一个样品的味道和影响。本研究中使用的描述词包括味道（酸/酸、苦或涩）、外观（光滑、块状或浓稠）、颜色（奶油状、白色或淡黄色）、口感（清淡、浓稠、粉状或粘稠）以及总体接受度合生酸奶（Mousavi 等人，2019）。

发酵条件优化
使用响应面法 (RSM) 在储存时间 (X1) 和 AVG 浓度 (X2) 等自变量以及 20 个因变量（鼠李糖乳杆菌）的影响下优化富含 AVG 的酸奶生产本研究观察了 cfu、pH、酸度、WHC、脂肪、蛋白质、灰分、粘度、脱水收缩、抗氧化活性、蛋白水解、抗病原性、硬度、胶粘性、内聚性和粘附性、味道、口感、外观和普遍接受度。初步实验选择了这些浓度，结果表明，AVG 浓度为 0-5%，储存时间为 1-28 天，可以得到适口的酸奶产品。实验是随机的，以最大限度地减少由于外部因素造成的变异性。实验设计包括 13 个实验，其中包括 8 个星点和 5 个中心点（每个变量有两个因素和三个水平），以确定该方法的重复性。面心中心复合材料设计矩阵及实验结果

通过取自变量（储存时间和 AVG 浓度）的最大值和响应（鼠李糖乳杆菌cfu、pH、酸度、WHC、脂肪、蛋白质、灰分、粘度）来确定生产 AVG 强化益生菌酸奶的最佳条件。 、脱水收缩、抗氧化活性、蛋白水解、抗致病性、硬度、粘性、内聚性和粘附性、味道、口感、外观和普遍接受度）。虽然脱水收缩和 pH 值的变量在最低水平下是最佳的，但味道、外观、口感和整体可接受性的变量在一定范围内进行了评估。

统计分析
本研究使用商业统计包 Design-Expert 版本 13.0.0（Stat-Ease Inc.，明尼阿波利斯，美国）将 RSM 纳入数据分析。所有实验均一式三份进行，并进行多重回归分析以使数据适合每个响应的最佳模型。相关系数和错配检验用于确定回归方程的显着性（表2）。方差分析 (ANOVA)、各个线性或二次模型的回归系数以及多项式的优化在P  < 0.01 和P  < 0.05 时显着。

结果与讨论
AVG 的表征
在本研究中，AVG 的总固体重量 (TS) 占八种总固体重量 (w/w) 的 1.62%，而之前的研究报告了 AVG 中总固体重量的 1.8% (w/w)（ Kaur 等人，2015）。TS 的差异可能是由于季节变化造成的。夏季，由于日照时间延长，水分蒸发更多（Boudreau & Beland 2006）。AVG TS 含量增加了牛奶的胶凝时间，并充当缓冲剂，保护细菌免受低 pH 值的有害影响（Wu 等，2009）。据报道，高 TS 水平会影响表观粘度（Wu 等人，2009）但我们的实验没有看到这一点。总可溶性固体的读数为 1.8°brix。此处，AVG 的含水量为 95.4%，但季节波动和日照长度会影响可用水量（Scala 等人，2013 年；Soares 等人，2019 年）。据观察，AVG 中的灰分含量为干物质的 20.7%（w/w），与其他部分相比，这被认为显着高（Boudreau & Beland 2006）。本研究中 AVG 的 pH 值为 4.3，而之前的研究发现 AVG 的 pH 值为 4.4 至 4.7（Boudreau & Beland 2006；Kaur et al. 2015 ）），酸度为0.27%。芦荟果肉中苹果酸等有机酸的积累可能是 AVG 酸度高的原因（Kaur 等人，2015）。AVG 通常只含有微量蛋白质（Wu et al. 2009）；本研究中平均蛋白含量为 5.41 μg/mL。

合生酸奶冷藏期间鼠李糖乳杆菌的活力
酸奶中的活益生菌计数高于 6 log cfu/g 的推荐水平是最终产品过期之前的关键定性标准（Güler-Akın 等人，2018 年）。RSM 图显示， 在储存的最初几周内，含有 5% AVG 浓度的合生酸奶样品中的鼠李 糖乳杆菌(LAB) 计数显着高于益生菌酸奶样品（图 1 A）。在储存期间，鼠李糖乳杆菌的数量有所减少，但合生元样品中的下降率低于益生菌酸奶。鼠李糖乳杆菌最大计数(8.41 log cfu/g) 在冷藏第一天在含有 5% AVG 的合生酸奶样品中观察到，而在储存结束时对照酸奶样品中发现了最低计数 (5.31 log cfu/g)时期。随着酸奶中 AVG 的增加，鼠李糖乳杆菌的活菌数也随之增加，这可能是由于存在益生元多糖，例如乙酰甘露聚糖 (Chiodelli et al. 2017 )。益生元有助于在有机酸存在的情况下维持益生菌的代谢活性并减轻其负面影响（Nagpal 等人，2012）。合生元应延长益生菌的保质期并增强其促进健康的特性（Gullón 等人，2015 年））。在第一天和储存期间，在任何益生菌酸奶样品中均未检测到霉菌和酵母，这可能是由于制备和储存期间良好的卫生条件所致。

图。1
图1
三维响应曲面图显示 AVG 浓度 (X1) 和储存时间 (X2) 之间的相互作用对 A 鼠李糖乳杆菌活力(log cfu/g)、B pH、C酸度和合生酸奶D蛋白含量的影响。从蓝色到红色的色谱表示从最低到最高的范围

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合生元酸奶理化特性的变化
低 pH 值或酸度是酸奶质量的一个重要参数。每隔 7 天监测一次酸奶样品（益生菌和合生元）的 pH 变化，直至冷藏 28 天（图 1  B和 C）。增加 AVG 浓度和储存时间会降低 pH 值。从ANOVA表可以看出，酸度的RSM模型是二次的，并且具有统计学意义（P≤0.05  ），但失拟并不显着。在这项研究中，观察到酸度和 AVG 浓度之间存在倒数关系，很可能是因为鼠李糖乳杆菌可以利用AVG产生更多的乳酸。芦荟中的益生元多糖和其他促进生长的物质可以恢复食品冷藏过程中益生菌的新陈代谢和有机酸的产量（Mukhekar et al. 2018）。益生菌酸奶样品的 pH 值逐渐降低，酸度随之增加，这可能是由于储存期间的酸化、发酵剂中残留的酶活性（Wijesundara & Adikari 2017）或为微生物提供能量的大量非蛋白氮和维生素造成的。增长（Govindammal 等人，2017）。这些变化会导致酸奶风味变差。

响应面图显示，不同比例芦荟凝胶制成的益生菌酸奶的蛋白质含量随着储存时间的增加而逐渐降低（图 1D）。与此同时，益生菌和合生元酸奶的灰分含量在储存期间持续增加（图S 1 -A），这可能是因为发酵过程中乳酸菌将复杂的有机物分解成更直接的形式（ Sengupta 等人，2014）。据报道，益生菌酸奶中的脂肪百分比最高。 脂肪的二次模型被发现具有统计显着性（P≤0.05 ），但相对于脂肪百分比的纯误差而言，拟合度的缺乏并不显着，随着芦荟数量的增加，脂肪百分比会稳步下降（图S 1 -B）。这可能是因为芦荟中较高的水分含量（Yadav & Shukla 2014）有助于增加合生酸奶的水分含量（Nazni & Komathi 2014）。LAB 蛋白水解活性的降低导致分解产物减少，从而导致整体蛋白质含量降低（Sengupta 等人，2014 年）。

合生元酸奶脱水收缩和保水性的变化
当水因凝胶收缩而释放或从凝胶中提取时，就会发生脱水收缩（Ghaderi-Ghahfarokhi 等人，  2021）。在后酸化过程中，酸奶中的酪蛋白胶束网络无法稳定自身，导致发酵产品的质量恶化，包括感官和质地参数的损失（Hussain 等人，2016），这使得这些消费者无法接受的酸奶。在这项研究中，益生菌酸奶样品的脱水收缩随着储存而增加，但储存期间酸奶样品中芦荟凝胶浓度的增加减少了乳清分泌（图 S 1 C），这可能是由于芦荟的稳定性质所致（Govindammal 等）2017年）。这些结果与 Azari 等人形成鲜明对比。（Azari-Anpar 等人，  2017），增加芦荟凝胶的浓度会增加脱水收缩。牛奶酸度的增加会使酪蛋白的pH值降低至等电点，从而导致脱水收缩（Vital et al. 2015）。

酸奶的持水能力 (WHC) 也是一个引人注目的特性，因为它表明了其凝固性（El-Kholy 等人，2020）。在冷藏第 28 天时，含有 5% AVG 的合生元酸奶样品的 WHC 最高（77%），而在储藏第一天的益生菌酸奶样品中，WHC 最低（54% ）。高浓度AVG显着影响益生菌酸奶的WHC（p  <0.0001），但储存时间却没有影响（图S 1 D）。含有 AVG 的样品的 WHC 增加可能是由于吸收了未结合的水（Güler-Akın 等人，2018 年）。

合生元酸奶粘度的变化
粘度是一个定性参数，对于消费者对酸奶的接受程度起着至关重要的作用。一般来说，酸奶的粘度和脱水收缩呈反比关系（Bansal et al. 2016）。粘度反映了酸奶样品的致密性和坚固性，并且越多越好（Hasani et al. 2016）。方差分析数据显示，粘度的二次模型具有统计显着性（P≤0.005  ），但拟合缺失并不显着。酸奶样品的粘度为1121至5193cp，合生元酸奶样品的粘度高于益生菌酸奶样品（图S 1 E）。(Tahmasebi & Mofid 2021），其中高益生元含量导致酸奶更浓稠。AVG 酸奶样品粘度的增加可归因于酪蛋白胶束重排（Allgeyer 等人，2010 年；Noh 等人，2013 年）以及 AVG 多糖聚合物形成胶体系统（Boudreau 和 Beland，2006 年）。酸奶的粘度也是酸产生的函数，因为酸度的增加会导致乳蛋白凝固，从而增加粘度（Hill et al. 2017）。益生菌产生的胞外多糖 (EPS) 还可以增强酸奶的粘度（Mousavi 等人，2019））。相比之下，研究人员报告称，由于 AVG 中多酚浓度较高，增加 AVG 浓度会降低酸奶的粘度

合生酸奶质地特征的变化
益生菌和合生素酸奶的质构特征参数，即硬度、内聚性、弹性和粘性，如图2所示 。硬度是确定酸奶质地质量最常用的评估参数。在益生菌酸奶样品中添加 AVG 最初会降低其硬度，而硬度会随着储存时间的增加而增加（图 2 A）。由于含有 AVG 的抗菌化合物，在储存的第一周观察到含有 AVG 的合生酸奶的柔软度总体增加（Sonawane 等人，2021）。这些化合物会损害发酵剂（嗜热链球菌和德氏乳杆菌）子 sp. bulgaricus），降低酸奶的硬度并改变其质地（Azari-Anpar 等人，  2017）。发酵剂德氏乳杆菌 ( L. delbrueckii ) 对于通过 EPS 生产形成食品质地至关重要，其抑制作用导致对照样品中的酸奶变软 (Chand et al. 2021 )。这种对食物的影响可能是由于特定 LAB 物种的能力所致。将大部分可用糖引导至 EPS 的生物合成中。同时，合生酸奶冷藏期间硬度的提高可以等同于辅料鼠李糖乳杆菌产生EPS的能力，EPS与酸奶的游离水结合形成更坚固的凝胶并增加硬度（Han等人） . 2016）。EPS 还有助于改善质地并稳定酸奶（Konieczna 等人，2018）。AVG 中的多糖，包括葡甘露聚糖、乙酰甘露聚糖和纤维素，有助于凝胶结构的形成。凝胶结构在低温下增强，合生酸奶的硬度随着时间的增加而提高（Shahrezaee et al. 2018）。

图2
图2
三维响应曲面图显示了 AVG 浓度 (X1) 和储存时间 (X2) 之间的相互作用对合生酸奶A硬度、B胶粘性、C粘附性和D内聚性的影响。从蓝色到红色的色谱表示从最低到最高的范围

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粘附力是指克服凝结物表面和剩余材料之间的粘合所需的力（Fadela 等人，2009）。在储存的第一周，合生元酸奶样品的粘附性低于益生菌酸奶样品（图 2C），但在冷藏期间粘附性值有所改善。酸奶在储存过程中 pH 值下降，从而使凝胶收缩，从而增加粘附性（El-Kholy 等人，2020）。

胶质的最后一个参数对酸奶样品的质地和外观有不良影响（Azari-Anpar 等人，  2017）。在酸奶样品中添加 2.5% 或 5% AVG 会降低其粘性（图 2 B），这可能是因为蛋白水解活性导致基质蛋白损失（Azari-Anpar 等人，  2017 年；Mousavi 等人，2019 年）。 我们的结果表明，与不含 AVG 的对照酸奶相比，  AVG 浓度对合生元酸奶粘性的影响随着冷藏时间的延长而显着改善（P < 0.05）（图2D）。

合生元酸奶的功能方面
合生酸奶蛋白水解活性的变化
响应面图显示， 与益生菌酸奶相比，含有 AVG 的益生菌酸奶在储存期间的蛋白水解显着增加（ P < 0.05）。在储存第 28 天，高 AVG 浓度的酸奶比对照酸奶显示出更多的蛋白水解作用（图 3 A）。蛋白水解的增加可能是由于鼠李糖乳杆菌在储存期间受到 AVG 生物活性成分（如芦荟素、植物甾醇和醋甘露聚糖）的刺激而生长和代谢活动所致（Basannavar 等人，2014 年））。增强的蛋白水解作用还增加了益生菌群体可用的氨基酸浓度，从而增加了益生菌的数量。蛋白水解还可以提高合生酸奶的消化率，并提供更多的健康益处（Shah 2007）。然而，肽产品的降解可能对酸奶的消费者吸引力产生不利影响的风险不容忽视。幸运的是，鼠李糖乳杆菌菌株拥有可以水解这些肽的肽酶，从而最大限度地减少苦味

合生元酸奶的抗氧化活性
合生元酸奶的抗氧化活性是其主要有益特性之一（Selvamuthukumaran 等人，2015）。在这项研究中，我们发现酸奶样品的抗氧化活性随着储存时间的延长而增加（图 3B）。在含有 5% AVG 的合生元酸奶样品中，第一天 DPPH 介导的自由基清除率为 63.1%，并且在整个储存期间始终保持较高水平，而益生菌酸奶则为 48.7%。结果支持这样的假设：AVG 改善了乳酸菌的代谢活性，增加了酚类和黄酮类化合物的含量 (Al-Dhabi et al. 2020 )，最终增强了合生元酸奶的抗氧化潜力 (Al-Dhabi et al. 2020）。AVG 的添加增加了抗氧化剂、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的氧化电位（Cuvas-Limón 等人，2016 年；Madhu 等人，2012 年；Mudgil 等人，2016 年）。AVG还含有维生素E和C，它们在氧化反应过程中充当自由基清除剂（Miranda等人，2009）。植物细胞壁的结构分解将额外的抗氧化化合物释放到最终产品基质中（Azari-Anpar 等人，  2017）。Madhu 等人，2012 年也报道了类似的结果，其中益生元化合物提高了酸奶的抗氧化活性。

结论

目前的研究旨在生产具有最大活益生菌计数和增强理化、抗氧化、抗病和感官特性的合生酸奶（鼠李糖乳杆菌加AVG）。这是使用响应面方法（RSM）来优化AVG浓度和冷藏时间来实现的。在益生菌酸奶中添加高达5%的AVG可以刺激鼠李糖乳杆菌的生长，并增加总抗氧化和蛋白水解含量、抗病原潜力、粘度和保水能力。基于RSM方法，可以得出结论，添加5%的AVG可将合生元酸奶的可取性提高68%，并有助于在冷藏至少两周的过程中保持其特性。即使在储存28天后，合生元酸奶的质量仍然可以接受。这项研究的发现可以用于生产商业上需要的基于AVG的合生元酸奶。