茶多酚對蘋果酒抗氧化作用的研究

李變變 (安徽省宿州市食品藥品檢驗(yàn)所，安徽宿州234000)

蘋果酒含有其他酒類沒有的蘋果酸、丙酮酸等有機(jī)酸，可以調(diào)整新陳代謝，促進(jìn)血液循環(huán)，且口味柔和，是一種老少皆宜的飲品。但是，蘋果因富含多酚，在蘋果酒生產(chǎn)過程中很容易發(fā)生酶促褐變，既影響色澤，又影響風(fēng)味［1］。目前，在果酒生產(chǎn)中以二氧化硫作為主要的抗氧化劑，其在果酒發(fā)酵過程中具有抗氧化作用和抑制細(xì)菌活力的作用，其應(yīng)用具有悠久的歷史，目前果酒行業(yè)中仍在廣泛使用［2］。但是，近年來研究表明，過量的二氧化硫不但影響果酒的質(zhì)量而且也危害人類的健康，其副作用愈來愈受到人們的關(guān)注。目前，亟待尋找新型、高效、低毒的新型抗氧化劑來替代這類化學(xué)抗氧化劑，所以開發(fā)天然抗氧化劑有著廣闊的應(yīng)用前景［3］。

茶多酚作為一種新興的天然抗氧化劑，除了具有優(yōu)良的抗氧化性能外，還具有抑菌、抑病毒活性、抗輻射傷害、調(diào)節(jié)脂肪和糖類的代謝、降血壓等多項(xiàng)特殊作用［4］，且大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為茶多酚具有抗氧化、清除自由基、誘導(dǎo)解毒酶、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫等作用，是發(fā)揮抗腫瘤作用的主要機(jī)制［5］，這為用天然抗氧化劑茶多酚代替化學(xué)抗氧化劑二氧化硫的可行性提供了思路。

1 材料與方法

1.1 材料 原料:精品紅富士蘋果經(jīng)去核、榨汁后備用。主要試劑:茶多酚，磷酸氫二鈉－檸檬酸緩沖液，葡萄酒用高活性干酵母。主要儀器與設(shè)備:UV-2401PC分光光度計(jì)，BS110S電子天平，DYX-DHS隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱，阿貝折光儀等其他實(shí)驗(yàn)室常用器皿。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程。

1.2.2 操作要點(diǎn)及說明。將蘋果洗凈，切成約1 cm×1 cm的小方塊，用打漿機(jī)粉碎、榨汁后備用。分別用不同量的茶多酚(或亞硫酸)進(jìn)行抗氧化處理，加入酵母進(jìn)行發(fā)酵，酒精發(fā)酵過程結(jié)束后，在波長420 nm條件下，以蒸餾水為參比，用pH 7.0的磷酸氫二鈉－檸檬酸緩沖液稀釋10倍后，用分光光度計(jì)測蘋果酒的吸光度值A(chǔ)420。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶多酚抗氧化工藝單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 不同發(fā)酵溫度對蘋果酒褐變程度的影響。取250 ml鮮榨蘋果汁，分裝于5個容器中，接種量0.10%，茶多酚濃度0.10‰，在 15、20、25、30、35 ℃條件下分別進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵溫度對蘋果酒褐變程度的影響結(jié)果見圖1。

由圖1可知，隨著發(fā)酵溫度的升高，吸光度值出現(xiàn)逐漸上升的趨勢，說明在接種量和茶多酚濃度一定的條件下，溫度越高，蘋果酒的褐變程度越大。蘋果酒的吸光度值與發(fā)酵溫度不呈現(xiàn)簡單的正比關(guān)系，從15～30℃，吸光度值上升較為緩慢，說明褐變較為緩慢;從30～35℃，吸光度值變化較大，說明在較高溫度下褐變較為迅速?？紤]到溫度對生產(chǎn)成本和發(fā)酵過程的影響，得出最佳發(fā)酵溫度為25℃。

2.1.2 不同茶多酚濃度對蘋果酒褐變程度的影響。取250 ml鮮榨蘋果汁，分裝于5個容器中，在25℃條件下進(jìn)行發(fā)酵，接種量 0.10%，茶多酚濃度分別取 0.05‰、0.10‰、0.15‰、0.20‰、0.25‰，茶多酚濃度對蘋果酒褐變程度的影響結(jié)果見圖2。

由圖2可知，隨著茶多酚量的增加，蘋果酒的吸光度值開始呈現(xiàn)下降的趨勢，茶多酚的量繼續(xù)增加，蘋果酒的吸光度值不再有明顯的變化。分析原因可能是:在一定范圍內(nèi)，茶多酚用量的增加有助于進(jìn)一步防止蘋果酒的褐變，茶多酚用量太少，抗氧化作用不明顯，這時如果增加茶多酚的量，它的抗氧化作用將會得到明顯的增強(qiáng)，當(dāng)茶多酚的量達(dá)到一定的程度后，它的抗氧化作用不再隨著茶多酚量的增加而增強(qiáng)。綜合考慮得出，茶多酚最佳添加量為0.20‰。

2.1.3 不同接種量對蘋果酒褐變程度的影響。取250 ml鮮榨蘋果汁，分裝于5個容器中，茶多酚濃度0.10‰，在25℃條件下進(jìn)行發(fā)酵，分別接種 0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%，接種量對蘋果酒褐變程度的影響結(jié)果見圖3。

由圖3可知，隨著接種量的增加，蘋果酒的褐變程度呈現(xiàn)逐漸減弱的趨勢，當(dāng)接種量達(dá)到一定程度后，蘋果酒的褐變程度不再隨著接種量的增加而減弱。分析原因可能是:在一定范圍內(nèi)，隨著接種量的增加，蘋果酒的發(fā)酵速度加快，發(fā)酵時間則相應(yīng)減少，因此使蘋果酒的褐變程度減小。當(dāng)接種量達(dá)到一定程度后，蘋果酒的褐變程度則不再隨著接種量的增加而減弱，說明此時接種量已經(jīng)達(dá)到飽和的程度。綜合考慮得出，最佳接種量為0.10%。

2.2 茶多酚對蘋果酒抗氧化工藝正交試驗(yàn) 根據(jù)單因素優(yōu)化的試驗(yàn)結(jié)果，選取接種量、發(fā)酵溫度、抗氧化劑的量3個因素通過L9(34)正交試驗(yàn)對茶多酚的抗氧化性能進(jìn)行優(yōu)化，因素水平設(shè)計(jì)見表1，結(jié)果見表2。

表1 茶多酚正交試驗(yàn)因素水平

表2 茶多酚對蘋果酒抗氧化研究的正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，對蘋果酒褐變程度的影響程度按大小次序排列分別為B(發(fā)酵溫度)、C(茶多酚的量)、A(接種量)。試驗(yàn)指標(biāo)是吸光度值，指標(biāo)越小越好。所以，初步確定茶多酚對蘋果酒抗氧化作用的優(yōu)化方案為B1C3A3，即發(fā)酵溫度20℃，茶多酚的量0.30‰，接種量0.12%。因素水平趨勢圖見圖4。

從圖4也可以看出，當(dāng)發(fā)酵溫度B1=20℃，茶多酚的量C3=0.3‰，接種量A3=0.12%時吸光度值最小，即優(yōu)方案為B1C3A3。從趨勢圖還可以看出:茶多酚的量并不是越多越好，當(dāng)茶多酚的量大于0.3‰時，蘋果酒的吸光度值不再隨著茶多酚量的增加而減小。從吸光度值、成本等方面綜合考慮，優(yōu)化方案為發(fā)酵溫度20℃，茶多酚的量為0.2‰，接種量為0.12%。溫度對吸光度值的影響較為明顯，適當(dāng)降低發(fā)酵溫度、增加接種量也許會找到更優(yōu)組合。

3 結(jié)論

茶多酚抗氧化的單因素試驗(yàn)得出，最佳發(fā)酵溫度為25℃，最佳接種量為0.10%，最佳茶多酚的添加量為0.2‰。茶多酚抗氧化的正交試驗(yàn)得出，對蘋果酒褐變程度的影響程度按大小次序排列分別為B(發(fā)酵溫度)、C(茶多酚的量)、A(接種量)。茶多酚對蘋果酒抗氧化作用的優(yōu)化方案為B1C3A3，即發(fā)酵溫度 20℃，茶多酚的量 0.3‰，接種量0.12%。綜合考慮得出最優(yōu)方案為:發(fā)酵溫度20℃、茶多酚量 0.2‰，接種量 0.12%。

茶多酚與SO2對蘋果酒的抗氧化性能的比較:SO2在最優(yōu)方案時，蘋果酒的吸光度值為0.302。而茶多酚的優(yōu)方案可以在較少添加量的條件下，得到更低的吸光度值，且過量SO2的使用會影響人體健康。最終確定茶多酚是一種優(yōu)于傳統(tǒng)抗氧化劑SO2的一種新型抗氧化劑。

［1］馬兆瑞，祝戰(zhàn)斌.蘋果酒釀造技術(shù)［M］.北京:中國輕工業(yè)出版社，2004.

［2］劉長海，杜冰，李霞，等.香蕉、蘋果復(fù)合發(fā)酵釀酒技術(shù)研究［J］.現(xiàn)代食品科技，2006(4):12－15.

［3］夏邦旗.天然食品抗氧化劑茶多酚及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用［J］.糧食加工，1995(1):15－17.

［4］蘇曄，丁曉雯，敬璞，等.淺談茶多酚的保健功能［J］.福建茶葉，2000(2):42 －44.

［5］曹明富，袁妙葆，楊賢強(qiáng)，等.茶多酚抗突變和消除自由基作用的研究［J］.科技通報，1994，10(5):301 －305.