紅心火龍果酒貯藏過程中抗氧化活性變化的研究

段秋霞，李定金，段振華，，*，陳嫣，唐美玲，吳蓮梅

（1.大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧大連116034；2.賀州學(xué)院食品科學(xué)與工程技術(shù)研究院，廣西賀州542899；3.賀州學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，廣西賀州542899）

火龍果（Hylocereus undulates Britt），仙人掌科、量天尺屬植物的果實(shí)，熱帶和亞熱帶的名優(yōu)水果之一[1-2]?；瘕埞缓喾N維生素、氨基酸、礦物質(zhì)等，且含其它植物體內(nèi)稀有的植物性白蛋白，是兼?zhèn)涓郀I養(yǎng)和低熱量的水果，具有預(yù)防重金屬中毒、增強(qiáng)骨質(zhì)、降低膽固醇等作用，還可以預(yù)防便秘、口角炎、貧血等[3-5]。

紅心火龍果作為火龍果中的優(yōu)勢品種，深受消費(fèi)者的喜愛[6]。但其水分含量高，呼吸作用強(qiáng)，采摘后在常溫下極易造成失水萎蔫，甚至腐爛，從而失去商品價(jià)值，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失[7]。以紅心火龍果為原料生產(chǎn)果酒不僅可以解決火龍果采摘后的腐敗變質(zhì)所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失，增加附加價(jià)值，還可以豐富果酒市場[8]。紅心火龍果酒是以紅心火龍果肉為原料發(fā)酵而成的低酒精度飲料，保留了紅心火龍果原有的氨基酸、有機(jī)酸、礦物質(zhì)和部分水溶性膳食纖維等對身體有益的成分[9]。紅心火龍果酒中含有大量的抗氧化活性成分，能增加產(chǎn)品的保健作用和食用價(jià)值，具有抗氧化和抗衰老功能，有益于人體健康[10-11]。紅心火龍果酒在加工貯藏中會出現(xiàn)顏色褪色現(xiàn)象，大大降低消費(fèi)者的購買意愿。紅心火龍果酒出現(xiàn)顏色褪色現(xiàn)象主要是由甜菜紅素的降解而導(dǎo)致[12]。

目前紅心火龍果酒的研究主要集中在發(fā)酵工藝優(yōu)化方面以及紅心火龍果色素提取的研究。周景瑞等[13]對火龍果酒的加工工藝進(jìn)行探究，采用果汁發(fā)酵，生產(chǎn)出的火龍果酒酒精度為13.5%，具有典型的火龍果香和濃郁醇厚的酒香。陳爍[14]采用紅曲進(jìn)行二次發(fā)酵得到的紅曲火龍果酒兼具果酒和米酒的風(fēng)味特征，質(zhì)量更優(yōu)。黎海利等[15]優(yōu)化火龍果色素提取的工藝并測定其色素提取液的抗氧化活性，得出自由基清除能力與色素提取液的濃度呈一定的正相關(guān)。TENORE G C等[16]采用DPPH自由基清除試驗(yàn)和鐵離子還原法測定紅心火龍果果肉和其不同提取物的抗氧化活性。結(jié)果表明，紅心火龍果果肉具有抗氧化能力，其中不同成分的抗氧化能力排序是甜菜紅素＞黃酮＞酚類。綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道，目前少見火龍果酒貯藏過程中抗氧化活性變化的研究。

為有效地調(diào)控紅心火龍果酒在加工貯藏中顏色變化，本試驗(yàn)以紅心火龍果酒甜菜紅素與抗氧化之間的關(guān)系為研究切入點(diǎn)，通過研究紅心火龍果原酒、添加單一護(hù)色劑的紅心火龍果酒、添加復(fù)配護(hù)色劑的紅心火龍果酒和市售紅心火龍果酒的甜菜紅素含量變化規(guī)律及其清除羥自由基能力、還原能力與清除ABTS+自由基能力，從而確定有效的護(hù)色技術(shù)。以期為紅心火龍果酒在貯藏過程中護(hù)色控制及抗氧化活性的保持提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅心火龍果原酒、添加單一護(hù)色劑（指添加抗壞血酸一種護(hù)色劑）的紅心火龍果酒、添加復(fù)配護(hù)色劑（指添加茶多酚與乙二胺四乙酸二鈉兩種護(hù)色劑）的紅心火龍果酒：賀州學(xué)院食品加工實(shí)驗(yàn)室自釀；紅心火龍果酒：海南火龍果酒業(yè)有限公司。

十二水磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、三氯乙酸、六水合三氯化鐵、七水合硫酸亞鐵、過氧化氫、無水乙醇：廣東光華科技股份有限公司；鐵氰化鉀：天津市大茂化學(xué)試劑廠；水楊酸：西隴化工股份有限公司；ABTS試劑：合肥博美生物科技有限責(zé)任公司；過硫酸鉀：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。上述試劑除ABTS試劑為優(yōu)級純外，其余均為分析純。

1.2 主要儀器

ZQZY-VC恒溫振蕩培養(yǎng)箱：上海知楚儀器有限公司；UV-1780紫外可見分光光度計(jì)：島津儀器有限公司；HH-S2數(shù)顯恒溫水浴鍋：江蘇金怡儀器科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

每種酒分別取15瓶，于25℃下避光貯藏。每隔2 d測定紅心火龍果原酒、加入單一護(hù)色劑紅心火龍果酒、加入復(fù)配護(hù)色劑紅心火龍果酒以及市售紅心火龍果酒中的甜菜紅素含量、還原能力、羥自由基清除能力、ABTS+自由基清除能力。

1.3.1 甜菜紅素保存率的測定

取0.5 mL火龍果果酒，于10 mL比色管，加入蒸餾水至刻度定容，搖勻，分別在波長537、600 nm處，以蒸餾水為空白參比，測定其吸光度[17-18]。按公式（1）計(jì)算甜菜紅素含量（以甜菜苷計(jì)）。

式中：Aw為537 nm處的吸光值減去600 nm處吸光值；DF為稀釋倍數(shù)；MF為甜菜苷摩爾分子質(zhì)量，550 g/mol；ε為標(biāo)準(zhǔn)甜菜苷摩爾消光系數(shù)，60 000 L/（mol·cm）；L為比色皿的光路長度，cm。

甜菜紅素保存率按公式（2）計(jì)算。

式中：C為處理后的甜菜紅素含量，mg/L；C0為處理前的甜菜紅素含量，mg/L。

1.3.2 貯藏期間火龍果酒還原能力測定

取1 mL火龍果酒與2.5 mL 0.2 mol/L磷酸緩沖液（pH 6.6）和2.5 mL 1%鐵氰化鉀混合，于50℃水浴保溫20 min后，快速冷卻，加入4 mL 10%三氯乙酸靜置5 min。取2.5 mL反應(yīng)液于10 mL比色管中，加入2.5 mL純水，再加入0.5 mL 0.1%三氯化鐵，并置于暗處反應(yīng)20 min，于700 nm波長處測定吸光度[19]。

1.3.3 貯藏期間火龍果酒羥自由基清除能力測定

在測定管中加入1 mL火龍果酒、1 mL 6 mmol/L硫酸亞鐵溶液和1 mL 6 mmol/L的過氧化氫溶液混勻，靜置10 min后加入1 mL 6 mmol/L水楊酸溶液混勻，靜置30 min后于510 nm處測定其吸光度；以蒸餾水代替水楊酸為對照組，以蒸餾水代替樣品液為空白組[20]。羥自由基清除率公式（3）計(jì)算。

式中：A1為測定管的吸光度；A2為對照管的吸光度；A3為空白管的吸光度。

1.3.4 貯藏期間ABTS+自由基清除能力測定

首先配制7.4mmol/L的ABTS溶液和2.6mmol/L的高硫酸鉀溶液，然后將二者按體積比1∶1混合，室溫（25℃）下避光過夜12 h～14 h，制得ABTS工作液。使用時(shí)用無水乙醇將工作液稀釋40倍～50倍，使其吸光值A(chǔ)734nm=0.7±0.02。然后取0.2 mL試樣加入1.8 mL稀釋后的ABTS工作液?；旌虾蟊芄夥胖?0 min，最后在波長734 nm處測定混合物吸光值A(chǔ)1；用等體積蒸餾水替代工作液，同法操作，測定吸光值A(chǔ)2；用同濃度的乙醇溶液替代待測試樣，同法操作，測定吸光值A(chǔ)3[21]。ABTS+自由基清除率按公式（4）計(jì)算。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有的測試平行測量3次，采用origin 9.1軟件繪圖，SPSS 25軟件進(jìn)行duncan顯著性和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏期間火龍果酒甜菜紅素保存率的變化

貯藏期間甜菜紅素保存率的變化見圖1，貯藏期間紅心火龍果酒中的甜菜紅素保存率差異分析見表1。

圖1 貯藏期間甜菜紅素保存率的變化Fig.1 The changes of the beet red pigment retention rate during storage

由圖1和表1可知，隨著貯藏時(shí)間的延長，紅心火龍果原酒和添加單一護(hù)色劑的紅心火龍果酒的甜菜紅素保存率均呈現(xiàn)下降趨勢，表現(xiàn)為差異顯著（P＜0.05）。紅心火龍果原酒的下降速度最快，第20天時(shí)，其甜菜紅素保存率為41.54%，添加單一護(hù)色劑果酒的甜菜紅素保存率為71.53%。添加復(fù)配護(hù)色劑果酒的甜菜紅素保存率下降較慢，在第16天開始呈現(xiàn)平緩趨勢，第16天至第20天甜菜紅素保存率保持在81.34%～81.22%之間，無明顯差異（P＞0.05）。這說明添加復(fù)配護(hù)色劑可減緩甜菜紅素的降解。市售紅心火龍果酒的甜菜紅素保存率從第2天至第20天基本保持在 2.41%～2.32%，無明顯差異（P＞0.05）。4種果酒同一天的甜菜紅素保存率均不相同，添加了護(hù)色劑的果酒的甜菜紅素保存效果最好，其中添加復(fù)配護(hù)色劑的果酒的甜菜紅素保存率最高。由此可知，復(fù)配護(hù)色劑可以延緩果酒的甜菜紅素的降解，具有很好的護(hù)色效果。

表1 貯藏期間紅心火龍果酒中的甜菜紅素保存率差異分析Table 1 The discrepancy analysis of the beet red pigment retention rate in red heart wines during storage

2.2 貯藏期間火龍果酒還原能力的變化

貯藏期間鐵離子還原能力的變化見圖2。

抗氧化能力也可以用還原能力的強(qiáng)弱來評定，還原能力越高，說明抗氧化活性越好[22]。如圖2所示，4種紅心火龍果酒在貯藏期間的還原能力均隨著時(shí)間的延長而下降，還原能力的大小為：復(fù)配護(hù)色劑紅心火龍果酒＞單一護(hù)色劑紅心火龍果酒＞紅心火龍果原酒＞市售紅心火龍果酒。由此可以說明加入復(fù)配護(hù)色劑的紅心火龍果酒的抗氧化活性最好，而且在貯藏過程中，其抗氧化活性下降最為緩慢，可能與加入的護(hù)色劑有關(guān)，護(hù)色劑不但增強(qiáng)了果酒的抗氧化活性，同時(shí)也對果酒的抗氧化活性具有較好的保持效果。

圖2 貯藏期間鐵離子還原能力的變化Fig.2 The changes in iron ion reducing ability during storage

2.3 貯藏期間火龍果酒羥自由基清除能力的變化

貯藏期間羥自由基清除能力的變化見圖3。

圖3 貯藏期間羥自由基清除能力的變化Fig.3 The changes in hydroxyl radical scavenging capacity during storage

如圖3所示，隨著時(shí)間的延長，羥自由基清除率逐漸減弱。貯藏20 d后，加入復(fù)配護(hù)色劑的紅心火龍果酒的羥自由基清除率下降12.22%，明顯低于加入單一護(hù)色劑紅心火龍果酒（下降16.8%）與紅心火龍果原酒（下降18.68%），且火龍果原酒下降得最快。這是原酒由于沒有進(jìn)行護(hù)色處理，其酒中含有強(qiáng)抗氧化活性的甜菜紅色素降解最快，從而導(dǎo)致果酒的抗氧化活性也下降得最快。市售紅心火龍果酒羥自由基清除率較為穩(wěn)定，但也呈現(xiàn)小幅度下降，由于其色素含量較少，可能是酒體中其它抗氧化活性物質(zhì)減少造成的。

2.4 貯藏期間火龍果酒ABTS+自由基清除能力的變化

貯藏期間ABTS+自由基清除能力的變化見圖4。

圖4 貯藏期間ABTS+自由基清除能力的變化Fig.4 The changes in ABTS+radical scavenging activities during storage

如圖4所示，4種紅心火龍果酒ABTS+自由基清除率均呈下降趨勢，表示其抗氧化活性逐漸降低。紅心火龍果原酒ABTS+自由基清除率下降速率最快，由75.37%降至62.28%；復(fù)配護(hù)色劑紅心火龍果酒的ABTS+自由基清除率則趨于平緩，在20 d的貯藏期間，下降6.13%。表示在果酒體系中，原酒中的抗氧化活性物質(zhì)的降解速率大于加入復(fù)配護(hù)色劑的果酒。紅心火龍果酒中甜菜紅素降解對酒的抗氧化活性影響較大，護(hù)色劑對果酒中的甜菜紅素具有較好的保護(hù)作用，因此，復(fù)配護(hù)色劑的紅心火龍果酒的抗氧化性下降趨勢較小。

2.5 相關(guān)性分析

2.5.1 紅心火龍果原酒的甜菜紅素保存率與抗氧化活性的相關(guān)性

紅心火龍果原酒貯藏期間甜菜紅素保存率對抗氧化活性的影響見圖5，紅心火龍果原酒中甜菜紅素保存率與抗氧化活性的相關(guān)性分析見表2。

圖5 紅心火龍果原酒中甜菜紅素保存率對抗氧化活性的影響Fig.5 The effects of the beet red pigment retention rate on antioxidant activity in red heart pitaya wines

由圖5和表2可知，甜菜紅素的保存率與還原能力、羥自由基清除率、ABTS+自由基清除率呈現(xiàn)顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.998、0.993、0.985，表明在貯藏過程中，紅心火龍果酒的甜菜紅素含量的降低導(dǎo)致了果酒的抗氧化活性降低。

表2 紅心火龍果原酒中甜菜紅素保存率與抗氧化活性的相關(guān)性Table 2 The correlation between the retention rate of betaine and antioxidant activity in red heart pitaya wines

2.5.2 單一護(hù)色劑紅心火龍果酒的甜菜紅素保存率與抗氧化活性的相關(guān)性

添加單一護(hù)色劑紅心火龍果酒貯藏期間甜菜紅素保存率對抗氧化活性的影響見圖6，添加單一護(hù)色劑紅心火龍果酒中甜菜紅素保存率與抗氧化活性的相關(guān)性分析見表3。

圖6 添加單一護(hù)色劑的紅心火龍果酒中甜菜紅素保存率與抗氧化活性的關(guān)系Fig.6 The relationship between the beet red pigment retention rate and antioxidant activity in in red heart pitaya wines with a single color protectant agent

表3 添加單一護(hù)色劑的紅心火龍果酒中甜菜紅素保存率與抗氧化活性的相關(guān)性Table 3 The correlation between the retention rate of betaine and antioxidant activity of in red heart pitaya wines with a single color protectant agent

由圖6和表3可知，添加單一護(hù)色劑的紅心火龍果酒中甜菜紅素的保存率與還原能力、羥自由基清除率、ABTS+自由基清除率呈現(xiàn)極強(qiáng)顯著正相關(guān)，相關(guān)性分別為0.997、0.998、0.996。在貯藏過程中隨著時(shí)間的延長，紅心火龍果酒中甜菜紅素的保存率逐漸降低，果酒的抗氧化活性能力也逐漸降低。

2.5.3 復(fù)配護(hù)色劑紅心火龍果酒的甜菜紅素保存率與抗氧化活性的相關(guān)性

添加復(fù)配護(hù)色劑紅心火龍果酒貯藏期間甜菜紅素保存率對抗氧化活性的影響見圖7，添加復(fù)配護(hù)色劑紅心火龍果酒中甜菜紅素保存率與抗氧化活性的相關(guān)性分析見表4。

圖7 添加復(fù)配護(hù)色劑的紅心火龍果酒中甜菜紅素保存率對抗氧化活性的影響Fig.7 The effect of the beet red pigment retention rate on antioxidant activity in red heart pitaya wines with compound color protectant agent

表4 添加復(fù)配護(hù)色劑的紅心火龍果酒中甜菜紅素保存率與抗氧化活性的相關(guān)性Table 4 The correlation between the retention rate of betaine and antioxidant activity of in red heart pitaya wines with compound color protectant agent

由圖7和表4可知，隨著加入復(fù)配護(hù)色劑的紅心火龍果酒中甜菜紅素的保存率的減少，果酒的還原能力、羥自由基清除率、ABTS+自由基清除率均呈現(xiàn)下降趨勢，即果酒的抗氧化能力不斷變小。甜菜紅素的保存率與還原能力、羥自由基清除率、ABTS+自由基清除率具有相關(guān)性，且呈現(xiàn)極強(qiáng)顯著正相關(guān)（R2=0.957～0.990）。結(jié)果表明在貯藏過程中，紅心火龍果酒的甜菜紅素含量的降低對果酒的抗氧化活性具有一定的影響，甜菜紅色素含量的減少引起果酒的抗氧化活性降低。

2.5.4 市售紅心火龍果酒的甜菜紅素保存率與抗氧化活性的相關(guān)性

市售紅心火龍果酒貯藏期間甜菜紅素保存率對抗氧化活性的影響見圖8，市售紅心火龍果酒中甜菜紅素保存率與抗氧化活性的相關(guān)性分析見表5。

圖8 市售紅心火龍果酒中甜菜紅素保存率對抗氧化活性的影響Fig.8 The effects of the beet red pigment retention rate on antioxidant activity in commercially available red heart pitaya wines

表5 市售紅心火龍果酒中甜菜紅素保存率與抗氧化活性的相關(guān)性Table 5 The correlation between the retention rate of betaine and antioxidant activity in commercially available red heart pitaya wines

由圖8和表5可知，市售紅心火龍果酒的甜菜紅素趨于穩(wěn)定狀態(tài)，但在20 d的貯藏過程中，其羥自由基清除率下降5.83%，ABTS+自由基清除率下降5.14%，還原能力吸光度由1.229 1下降到1.224 9，雖然幅度較小，但也呈現(xiàn)出下降趨勢。

3 結(jié)論

通過體外抗氧化能力研究發(fā)現(xiàn)，4種果酒的抗氧化能力強(qiáng)弱為：加入復(fù)配護(hù)色劑的紅心火龍果酒＞加入單一護(hù)色劑的紅心火龍果酒＞紅心火龍果原酒＞市售紅心火龍果酒。在20 d的貯藏過程中，紅心火龍果原酒、添加單一護(hù)色劑紅心火龍果酒、添加復(fù)配護(hù)色劑紅心火龍果酒的羥自由基清除率分別下降：18.68%、16.8%、12.22%；還原能力的吸光度分別下降0.621 3、0.441 4、0.363 6；在 ABTS+自由基清除率上，分別由75.37%降至62.28%、由81.25%降至71.96%、由86.25%降至80.12%。而市售紅心火龍果酒中的甜菜紅素最低，基本保持在2.31%～2.41%之間，其抗氧化活性趨于穩(wěn)定，但都明顯低于添加復(fù)合護(hù)色劑果酒。試驗(yàn)進(jìn)一步對甜菜紅素的含量與果酒的羥自由基清除能力和還原能力與ABTS+自由基清除能力進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明色素的含量與果酒的抗氧化能力強(qiáng)弱呈顯著正相關(guān)（R2=0.9～0.998）。因此，可以認(rèn)為在紅心火龍果酒中添加復(fù)配護(hù)色劑可以有效護(hù)色和保持紅心火龍果酒的抗氧化能力。