《JOURNAL OF FOOD QUALITY》:Evaluation of Ethanol-Extracted Honey Bee Propolis Supplementation on the Chemical and Sensory Attributes of Raw Cow’s Milk in the Awi Zone, Ethiopia
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本研究旨在评价乙醇提取蜂胶(Ethanol-Extracted Propolis, EEP)补充对埃塞俄比亚阿维地区生牛乳化学及感官属性的影响。蜂胶采自阿维地区三种不同农业生态区(Banja、Dangla和Chagni),并经70%乙醇提取处理。生牛乳样品采集
本研究旨在评价乙醇提取蜂胶(Ethanol-Extracted Propolis, EEP)补充对埃塞俄比亚阿维地区生牛乳化学及感官属性的影响。蜂胶采自阿维地区三种不同农业生态区(Banja、Dangla和Chagni),并经70%乙醇提取处理。生牛乳样品采集自Injibara大学奶牛场,按不同蜂胶浓度处理:T1(0 mL,对照)、T2(5 mL)、T3(10 mL)、T4(15 mL)和T5(20 mL)。样品经蛋白质、脂肪、灰分、非脂固形物(Solid Non-Fat, SNF)、pH及可滴定酸度(Titratable Acidity, TA)等理化参数分析。数据分析采用SAS 9.4软件完成。
结果表明,脂肪、SNF、灰分、pH、TA及蛋白质含量均受蜂胶浓度显著影响(p < 0.05)。蜂胶处理对牛乳货架期及感官品质的作用亦被考察。蜂胶处理牛乳展现出长达72小时的货架期延长效果,且未出现任何变质迹象。采用9分制嗜好性量表(9-point Hedonic scale)的感官评价显示,评价员偏好未受蜂胶农业生态学来源的显著影响(p > 0.05);然而,感官评分随蜂胶浓度处理水平呈现高度显著性差异(p < 0.01),提示蜂胶浓度是决定消费者可接受性的关键因素。上述发现凸显了蜂胶作为牛乳天然防腐剂的潜力,既可延长货架期,又能维持感官品质。
本研究发表于《JOURNAL OF FOOD QUALITY》,聚焦埃塞俄比亚阿维地区传统生牛乳保鲜难题。埃塞俄比亚拥有约1500万头奶牛,年产牛奶约47亿升,牛奶营养与民生经济意义重大,但生牛乳因微生物增殖导致的易腐特性严重制约其品质保持与市场流通。当地传统烟熏及化学添加剂等保鲜手段存在消费者健康顾虑,而合成防腐剂的潜在副作用促使市场转向天然替代方案。蜂胶因其富含酚类化合物与黄酮类物质,具有抗氧化与抗菌活性,已被证实在乳制品中可抑制脂质氧化、延长货架期,且人类每日推荐摄入量70 mg被认定为安全。尽管如此,乙醇提取蜂胶对生牛乳化学组成与感官特性的系统研究,尤其在埃塞俄比亚不同农业生态区的应用数据仍属空白。基于此,研究人员开展本项研究,旨在系统评价乙醇提取蜂胶补充对生牛乳化学组分及感官特性的影响,以期改善当地牛乳保鲜实践、提升乳品质量并促进奶农生计。
研究关键技术方法如下:采用因子完全随机区组设计(Factorial Completely Randomized Block Design),以蜂胶农业生态来源(高原Banja、中温Dangla、低温Guangua三区)与蜂胶提取物体积(T1—T5)为两因素,每处理重复3次,总样本量N=45。蜂胶经70%乙醇室温振荡提取72小时后过滤,4°C避光保存;生牛乳采自Injibara大学奶牛场10头初产荷斯坦弗里生奶牛(75%外血、25%本地种)。理化分析使用Lactoscan乳成分分析仪测定脂肪、总固形物、蛋白质及TA、pH(于0、24、72 h测定);感官评价由Injibara大学动物科学部经9分制嗜好性量表培训的评价员完成,评估指标包括色泽、风味、滋味、质地及整体可接受性。数据统计采用SAS 9.4软件,经Shapiro-Wilk正态性检验与Levene方差齐性检验后,以广义线性模型(General Linear Model, GLM) procedure进行分析,采用最小二乘均数(Least Square Means)及最小显著差数法(Least Significant Difference, LSD)进行多重比较。
研究主要结果如下。
**pH与可滴定酸度**:方差分析显示,蜂胶农业生态来源与浓度对初始测定时的生牛乳pH及TA无显著影响(p > 0.05),但在24 h及72 h评价时,两因素均对pH、TA产生显著作用(p < 0.05)。对照组(T1)pH降幅最大(6.73降至4.2)、TA增幅最高(0.17升至0.43),而T5组pH降幅最小(6.57降至5.90)、TA增幅最低(0.145升至0.30),表明高浓度蜂胶可有效缓解储存期间酸度变化。Guangua和Dangla区蜂胶处理组的pH值低于Banja区,提示蜂胶来源与浓度共同影响牛乳酸度动态。
**蛋白质含量**:农业生态来源与蜂胶浓度对蛋白质含量均有显著影响(p < 0.05),其交互效应亦达高度显著(p < 0.01)。Guangua区蜂胶处理组蛋白质水平最高,且随蜂胶浓度增加而递增,GT5组合量最高(4.15%),对照组最低(3.15%),表明蜂胶补充可提升牛乳蛋白质含量。
**灰分含量**:农业生态来源、蜂胶浓度及其交互效应均显著影响灰分含量(p < 0.05)。Dangla区蜂胶处理组灰分含量最高(0.68%),Banja与Guangua区较低(分别为0.61%和0.64%);随蜂胶浓度升高,灰分含量递增,T5组最高(0.70%),推测源于蜂胶自身高矿物质含量及其区域差异。
**脂肪含量**:农业生态来源与蜂胶浓度显著影响脂肪含量(p < 0.05),但交互效应不显著。Banja区蜂胶处理组脂肪值最高,Dangla和Guangua区较低;浓度效应方面,T5组脂肪值最高(3.55%),对照组最低(3.06%),反映蜂胶脂肪成分向牛乳的迁移及生态来源对蜂胶脂肪组成的影响。
**非脂固形物含量**:农业生态来源与蜂胶浓度对SNF含量有显著主效应(p < 0.05),交互效应不显著。Guangua(8.77%)与Dangla(8.73%)区蜂胶处理组SNF含量显著高于Banja区(8.64%);浓度梯度上,T5组SNF最高(8.93%),对照组最低(8.40%),满足东非生牛乳SNF不低于8.50%的标准。
**感官评价**:色泽方面,农业生态来源与蜂胶浓度对牛乳色泽有显著影响(p < 0.05),评定员偏好从"极度喜欢"至"既不喜欢也不讨厌"不等,对照组得分最高,DT5、GT5、BT5得分最低,且随蜂胶浓度升高色泽偏好逐渐降低,与高浓度蜂胶导致视觉吸引力下降有关。风味方面,两因素及交互效应均对风味有极显著影响(p < 0.001),对照组(T1)得分最高("极度喜欢"),随蜂胶浓度增加风味偏好递减,T5组降至"稍微喜欢",归因于乙醇提取蜂胶的浓烈特征风味改变了牛乳原有味型。质地方面,农业生态来源与浓度对质地有极显著主效应(p < 0.001),交互效应不显著;Banja(高原)区蜂胶处理组质地评分最高("非常喜欢"),Dangla和Guangua区较低;T1—T3处理质地可接受,T4、T5得分趋于中性。整体可接受性方面,蜂胶浓度主效应极显著(p < 0.001),农业生态来源及交互效应不显著;对照组评分最高,T2、T3分别为"非常喜欢"和"中等喜欢",T4为"稍微喜欢",T5降至"既不喜欢也不讨厌",表明10%以下蜂胶浓度可维持较好整体可接受性。
讨论部分,研究人员首先将pH与TA结果与既有文献对比,指出本发现支持蜂胶补充可缓解储存酸变的结论,与El-Deeb关于水提蜂胶的研究及Elkassas等关于乙醇提取蜂胶的研究趋势一致,但与Chon等关于市售牛奶的研究存在差异。蛋白质结果的生态差异被归因于蜂胶采集环境因素与剂量的交互作用,蜂胶自身高蛋白含量可能贡献了处理组的高蛋白值。灰分结果在埃塞俄比亚标准(0.6%—0.8%)范围内,且与Afata等报道的埃塞俄比亚西部蜂胶灰分数据相符。脂肪含量变化被关联于不同生态条件对蜂胶脂肪组成的影响,以及蜂胶高脂肪含量向牛乳的直接转移效应,全球标准3%—5.5%的参照范围被引用。SNF结果与生态来源的关联同样被指向蜂胶化学组成的区域差异,浓度效应则被认为源于蜂胶对牛乳SNF的提升作用。感官讨论中,色泽、风味、质地及整体可接受性各维度的一致趋势是:低浓度蜂胶(T2、T3)维持较好感官品质,高浓度(T4、T5)导致接受度下降,这一模式与Elkassas、El-Deeb、Jansen-Alves、Chon及Kim等多项研究结论相呼应,蜂胶的强烈气味与苦涩成分为主要负面因素,而高原来源蜂胶质地优势可能源于环境对蜂胶功能特性的塑造。
研究结论指出:采自阿维地区不同农业生态区(Banja、Dangla、Guangua)的乙醇提取蜂胶浓度补充,可显著改善生牛乳化学组成;Guangua区蜂胶在蛋白质、脂肪、SNF及灰分提升方面效果最为突出;感官评价显示对照组整体优于处理组,且随蜂胶浓度升高偏好递减;5 mL及10 mL蜂胶浓度可在延长生牛乳货架期的同时不负面影响其感官特性,证实蜂胶作为天然防腐剂维持生牛乳品质的潜力。基于上述发现,研究建议:进一步探究蜂胶中具有抗菌活性的化学组分以用于生牛乳保鲜;在不同保存温度下评价蜂胶抗菌效果以确定乳品保鲜最优条件;未来研究应探索兼顾营养与感官品质的最适蜂胶浓度,以确保消费者接受度。