百香果樹莓復合果酒的釀造工藝優(yōu)化及其體外抗氧化性研究

邢 爽，戚晴晴，方頌平，吳文睿，董書甲，劉 露，蒲順昌*

百香果樹莓復合果酒的釀造工藝優(yōu)化及其體外抗氧化性研究

邢 爽1, 2，戚晴晴1，方頌平1, 2，吳文睿1, 2，董書甲1, 2，劉 露1, 2，蒲順昌1, 2*

(1. 亳州學院生物與食品工程系，亳州 236800；2. 養(yǎng)生型配制酒亳州市重點實驗室，亳州 236800)

為生產優(yōu)質果酒，采用單因素結合響應面的方法，以酒體感官評價為指標開展百香果樹莓復合果酒的釀造工藝優(yōu)化研究并測定其多酚含量，之后通過考查復合果酒對DPPH自由基、羥基自由基、超氧陰離子自由基的清除率及其還原力開展百香果樹莓復合果酒的體外抗氧化性研究。結果表明：復合果酒的最佳釀造工藝為百香果樹莓果漿配比1:2（g·g-1）、初始糖度22.4 Brix、料水比1:1（g·mL-1）、發(fā)酵溫度19 ℃、發(fā)酵時間11 d；與同多酚濃度的Vc相比，此果酒具有更高的羥基自由基和超氧陰離子清除能力，DPPH自由基、羥基自由基、超氧陰離子自由基清除率可達87.8%、66.9%和47.4%，還原力可達29.2%。按照優(yōu)化的工藝釀造的復合果酒酒度為12.3%(vol)，多酚含量為353.9 mg·L-1，呈紅寶石色，清澈透明無懸浮物、有典型的百香果和樹莓香氣、豐滿爽口有新鮮感，具有良好的抗氧化性。

百香果；樹莓；復合果酒；釀造工藝；抗氧化性

當前百香果和樹莓的主要食用方式是鮮食和現榨果汁，但隨著全國栽植規(guī)模的不斷增大，這兩種水果的供給量遠遠大于需求量，造成大量鮮果的積壓潰爛[1-2]，而復合果酒是全面結合這些鮮果的營養(yǎng)成分而釀制酒類飲品，可解決這一現實問題。目前越來越多的研究表明，百香果和樹莓均是富含生理活性成分營養(yǎng)價值很高的水果，同時兩者還具有極大的藥用價值[3-5]。一些研究者對百香果全果進行了深入研究，發(fā)現百香果中的活性成分復雜，主要包括黃酮類物質、三萜類物質、生物堿物質等，百香果功效較多，具有抗氧化、消炎抑菌等多種生物活性[6]。同時，另有一些研究者也總結發(fā)現樹莓中富含多酚類物質、超氧化物歧化酶、花色苷和樹莓酮等活性成分，具有顯著的抑菌消炎、抗氧化、預防動脈粥樣硬化等作用[7-8]。因此，可利用這兩種水果釀制復合果酒，得到的果酒不僅色澤絢麗，香氣獨特，且營養(yǎng)價值高。

本研究主要以百香果、樹莓為原料，通過響應面的方法確定百香果樹莓復合果酒的最佳釀造工藝生產復合果酒，使樹莓和百香果在營養(yǎng)成分和風味上互補，為生產色澤誘人、營養(yǎng)價值高、生產效益好的優(yōu)質果酒提供技術指導[9-10]。同時，果酒中含有豐富的抗氧化性物質如多酚等，進行復合果酒抗氧化性研究也具有十分重要的意義，不僅有利于果酒的推廣與銷售，為果酒的營養(yǎng)價值奠定基礎，而且對于充分開發(fā)百香果、樹莓及復合果酒的營養(yǎng)價值具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試劑

速凍紅樹莓，產地山東省煙臺市，可溶性固形物10.34%，含酸量2.82 g·100 g-1；百香果，產地廣西省玉林市，可溶性固形物15.72%，含酸量3.97 g·100 g-1；果膠酶，法國拉曼德；釀酒酵母D254和焦亞硫酸鉀，法國拉曼德；白砂糖，當地超市；福林酚、Tris-HCl緩沖液、無水碳酸鈉、DPPH·、鄰苯三酚和水楊酸均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司生產。

1.2 儀器與設備

XMTD-204型電熱恒溫水浴鍋；ME204E型電子天平；SPX-400-III型生化培養(yǎng)箱；YCD-EL450型美菱醫(yī)用冷藏冷凍箱；UV-9000S型紫外可見分光光度計。

1.3 方法

1.3.1 復合果酒釀造工藝流程 如圖1所示。

圖1 百香果樹莓復合果酒釀造工藝流程圖

Figure 1 Brewing process flow chart of passion fruit and raspberry compound wine

表1 試驗因素及水平設計

表2 感官評分標準

1.3.2 單因素試驗研究復合果酒釀造工藝 按照復合果酒釀造工藝流程，分別設置百香果漿與樹莓果漿配比為0:1、1:2、1:1、2:1和1:0 g·g-1，初始糖度為10.0、14.0、18.0、22.0和26.0 Brix，料水比為1:0、1:0.5、1:1、1:2、1:3和1:5 g·mL-1，發(fā)酵溫度為10、15、20、25、30和35 ℃，發(fā)酵時間為7、9、11、13和15 d，在一定條件下進行發(fā)酵，發(fā)酵結束后過濾，對果酒進行感官評價，研究不同變量對百香果樹莓復合果酒品質的影響，從而確定最佳的復合果酒釀造工藝。

1.3.3 響應面試驗研究復合果酒釀造工藝 通過Box-Behnken設計原理，設計感官評分作為指標的百香果樹莓復合果酒釀造工藝的響應面實驗（表1），其中A代表發(fā)酵溫度，B代表百香果與樹莓果漿配比，C代表初始糖度，﹣1，0，1分別代表變量的低、中、高水平[11]。根據設計開展試驗得出結果并進行驗證，利用響應面軟件分析尋求最優(yōu)復合果酒釀造工藝。

1.3.4 復合果酒體外抗氧化性研究方法 參照文獻[12-14]中的方法，并以同復合果酒多酚濃度的Vc進行比較研究。

1.3.5 多酚含量的測定方法 采用Folin-Ciocalteu測定方法，對照基準為沒食子酸[15]。

1.3.6 水果可溶性固形物含量測定方法 采用NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定折射儀法》測定[24]。

1.3.7 水果含酸量測定方法 采用GB 12456—2021《食品中總酸的測定》中酸堿指示劑滴定法測定[25]。

1.3.8 酒樣感官評價方法 百香果樹莓復合果酒的感官評分標準如表2所示。復合果酒試樣的感官評價考查外觀、滋味、香氣和典型性4個方面，并邀請具差異性的30人評分[5, 16-17]。

1.3.9 酒度的測定方法 參照文獻[18]中的方法，測定結果用體積分數“%（vo1）”表示。

2 結果與分析

2.1 百香果與樹莓果漿配比的確定

由圖2可知，當百香果樹莓果漿配比為1:2時，復合果酒的感官評分最高，百香果的香氣較濃郁，其含量太高會導致復合果酒香氣太盛、膩口，影響果酒品質，樹莓百香果比例需適當。

2.2 初始糖度的確定

初始糖度影響復合果酒酒度，在合適的區(qū)域內，釀造過程中的初始糖度與酒度成正比，初始糖度愈高，酵母可利用糖愈多，代謝產物酒精含量愈高，但初始糖度太高反而會抑制酵母生長[19-20]，導致酒度降低，由于在感官評價過程中酒度及含糖量會影響復合果酒口感，導致評分有差異。圖3顯示，復合果酒的感官評分達到峰值時，混合果漿的最佳初始糖度為18.0 Brix。

圖2 百香果樹莓果漿配比對復合果酒品質的影響

Figure 2 Effects of the ratio of passion fruit and raspberry pulp to the quality of compound fruit wine

圖3 初始糖度對百香果樹莓復合果酒品質的影響

Figure 3 Effects of initial sugar content on the quality of passion fruit raspberry wine

圖4 料液比對百香果樹莓復合果酒品質的影響

Figure 4 Effects of material to water ratio on the quality of passion fruit and raspberry compound fruit wine

圖5 發(fā)酵溫度對百香果樹莓復合果酒品質的影響

Figure 5 Effects of fermentation temperature on the quality of compound fruit wine

圖6 發(fā)酵時間對百香果樹莓復合果酒品質的影響

Figure 6 Effects of fermentation time on the quality of compound fruit wine

2.3 料水比的確定

當混合果漿加入過多會導致果酒風味過于膩口，發(fā)酵不完全；而果漿加入過少則又會導致復合果酒的風味不足。由圖4可知，當料水比為1:1（g·mL-1）時，復合果酒的感官評分最高。

2.4 發(fā)酵溫度的確定

研究發(fā)現：酵母代謝需要合適的溫度條件，發(fā)酵溫度大則代謝強，酵母易將糖轉化為副產物的效率高，但易導致果酒不協調；而發(fā)酵溫度過低，酵母代謝不良，果酒發(fā)酵不干，酒精含量少，代謝副產物少，果酒風味寡淡[5, 21-22]。由圖5可知，當發(fā)酵溫度為15 ℃時，復合果酒的感官評分最高。

2.5 發(fā)酵時間的確定

發(fā)酵周期的長短也會影響酵母代謝水平，在發(fā)酵初期酵母少，之后大量繁殖，酒度升高；發(fā)酵后期，發(fā)酵營養(yǎng)少，抑制酵母代謝的副產物增多，導致果酒品質下降[23]。由圖6可知，在接種發(fā)酵第11 天時復合果酒的感官評分達到最大值。

2.6 響應面試驗

采用Design-Expert.V 8.0.6軟件，根據各因素對試驗結果的影響進行二次回歸模型擬合，擬合后得到如下公式[11]：

= 89.60 + 4.13+ 1.881.75+ 1.50+ 4.25+ 0.755.0527.5523.802

其中為復合果酒的感官評分，、、分別是發(fā)酵溫度、百香果樹莓果漿配比、初始糖度。

軟件對表3數據中多酚含量進行分析的結果如表4所示。

表3 百香果樹莓復合果酒各因素的正交水平及感官評分結果

表4 回歸方程各項的方差分析

注：*表示影響顯著（0.010.05），**表示影響極為顯著（0.01），—表示影響不顯著。

由表4的分析結果可知，模擬為0.000 3小于0.01，模型項顯著；2為0.964 7和2adj為0.919 4，均表明此模型可能性高，試驗外的客觀條件對研究結果影響小，誤差小[11]。因此，所得的二次回歸模型成立，可預測不同條件下百香果樹莓復合果酒的感官品質。由各因素一次項的值可知：釀造過程中影響復合果酒感官重要性的順序為發(fā)酵溫度（極為顯著）>百香果樹莓果漿配比（顯著）>初始糖度（顯著）[11]。

響應面各因素交互作用分析結果如圖7所示。

圖7 響應面各因素交互作用圖

Figure 7 Response surface interaction diagram

圖8 多酚含量測定標準曲線

Figure 8 Standard curve for determination of polyphenol content

圖9 復合果酒稀釋倍數對DPPH·的清除能力的影響

Figure 9 Effects of dilution ratio of compound fruit wine on DPPH· effect of cleaning capacity

由 Design-Expert.V 8.0.6軟件分析，百香果樹莓復合果酒的最佳釀造工藝條件為發(fā)酵溫度19.30 ℃、百香果樹莓果漿配比為0.53，初始糖度為22.40 Brix。結合實際試驗條件，設置發(fā)酵溫度19.0 ℃、百香果樹莓果漿配比為1:2，初始糖度為22.40 Brix，料水比為1:1，發(fā)酵時間為11 d，進行驗證實驗（平行3次），在此實驗條件下，百香果樹莓復合果酒的感官評價為 89.3分，與理論值接近，說明擬合模型擬合程度好。

2.7 復合果酒多酚含量的測定

多酚含量測定標準曲線的繪制結果如圖8所示。

最終所得多酚含量測定標準曲線方程為：= 0.042 4+ 0.014 3，2= 0.994 07，模型可能性高，標準曲線擬合程度較好[14]。

在最佳條件下釀造百香果樹莓復合果酒測定其多酚含量，根據標準曲線結果計算復合果酒中多酚含量為353.9 mg·L-1。

圖10 復合果酒稀釋倍數對羥自基清除率的影響

Figure 10 Effects of dilution ratio of compound fruit wine on hydroxyl radical impact of clearance

圖11 復合果酒稀釋倍數對超氧陰離子清除率的影響

Figure 11 Effects of dilution ratio of compound fruit wine on superoxide anion impact of clearance

2.8 復合果酒體外抗氧化性研究

百香果樹莓復合果酒具較好的體外抗氧化性，圖9、圖10和圖11分別表示百香果樹莓復合果酒對DPPH自由基、羥基自由基、超氧陰離子自由基的清除能力，圖12表示復合果酒的還原力水平。由圖9—圖12可知，復合果酒和Vc對這3種自由基的清除能力及還原力均與溶液稀釋倍數即多酚或Vc濃度呈反比。對比而言，復合果酒在清除超氧陰離子和羥基自由基及還原力方面整體均高于同果酒多酚濃度的Vc，分別可達66.9%和47.4%，還原力可達29.2%。復合果酒對DPPH自由基清除率的峰值為87.8%。

圖12 復合果酒稀釋倍數對其還原力的影響

Figure 12 Effects of dilution ratio on reducing power of compound fruit wine

3 討論與結論

果酒是一種發(fā)酵食品，百香果樹莓復合果酒則主要由酵母菌發(fā)酵而來的產品，酵母菌的代謝狀態(tài)對果酒酒質產生極大影響，酵母代謝過程中一方面需吸收營養(yǎng)物質供自身生長繁殖，另一方面主要進行酒精發(fā)酵過程產生酒精及其他副產物。釀造過程中的環(huán)境條件影響酵母菌代謝，進而影響果酒酒質，因此研究釀造過程的環(huán)境條件很有必要。本研究通過單因素結合響應面優(yōu)化得到果酒的最佳釀造工藝為百香果樹莓果漿配比1:2，初始糖度22.4 Brix，發(fā)酵溫度19 ℃，料水比1:1，發(fā)酵時間11 d。在此條件下釀制所得復合果酒的酒度為12.3 %(vol)，多酚含量為353.9 mg·L-1，感官評分89.3分，酒體呈紅寶石色，清澈透明無懸浮物、有典型的百香果和樹莓香氣，豐滿爽口有新鮮感。

百香果樹莓復合果酒中含有一定量的多酚物質，這些物質具有強抗氧化性，目前主要采用自由基清除的方法開展體外抗氧化性研究，自由基可將細胞和組織分解，影響代謝功能，并會引起不同的健康問題。隨著生活水平的提高，具有抗氧化作用的酒引起人們重視，當向酒中加入氧化物質自由基時，酒中具有強抗氧化性的物質發(fā)揮作用，通過測自由基的清除率評價果酒的抗氧化性能力[26-27]。本研究主要選取了DPPH自由基、羥基自由基和超氧陰離子自由基3種自由基進行研究，其中DPPH自由基是一種穩(wěn)定的氮中心自由基，常用于抗氧化性研究，羥基自由基與人體細胞的衰老、突變密切相關，是對人體危害最大的一種自由基，超氧陰離子也是人體代謝過程中產生的可以攻擊體內生物大分子、引起細胞結構和功能破壞的一種自由基，因此研究果酒對這3種自由基的清除率可有效評價果酒抗氧化性[28-29]。本研究表明復合果酒對超氧陰離子、羥基自由基的清除能力及自身的還原力均比與其相同多酚含量的Vc強。其中復合果酒對DPPH自由基、羥基自由基、超氧陰離子的清除率的峰值分別為87.8%、66.9%和47.4%，復合果酒還原力的峰值為29.2%，說明百香果樹莓復合果酒具有良好體外抗氧化活性，一定程度上此果酒具有較優(yōu)良的營養(yǎng)價值。該研究為百香果與樹莓的綜合利用提供了新思路，有助于百香果與樹莓營養(yǎng)價值的充分開發(fā)，后續(xù)還可研究此果酒的其他功能性價值，為其更好地投入市場服務。

[1] 邢相楠, 黃永才, 陳格, 等. 廣西百香果產業(yè)發(fā)展現狀、存在問題及對策建議[J]. 南方農業(yè)學報, 2020, 51(5): 1240-1246.

[2] 宋春穎. 遼寧阜新市樹莓產業(yè)現狀及發(fā)展策略[J]. 中國園藝文摘, 2017, 33(6): 42-43.

[3] 鄺瑞彬, 孔凡利, 楊護, 等. 百香果果汁營養(yǎng)特性分析與評價[J]. 食品工業(yè)科技, 2021, 42(9): 347-357.

[4] 陰芳冉, 李穎, 于宏偉, 等. 不同產地紅樹莓果實營養(yǎng)成分分析及綜合評價[J]. 河北農業(yè)大學學報, 2019, 42(4): 44-48, 62.

[5] 蘇龍, 吳小梅, 陳玉菲, 等. 響應面優(yōu)化柚子百香果果酒發(fā)酵工藝及其抗氧化性[J]. 食品安全質量檢測學報, 2019, 10(15): 5161-5168.

[6] 梁倩, 李詠富, 龍明秀, 等. 百香果化學成分及藥理活性研究進展[J]. 食品工業(yè)科技, 2018, 39(20): 343-347.

[7] 尹夢瑤, 李建軍. 樹莓的生物學活性成分、功效和產品加工研究概述[J]. 生物學教學, 2019, 44(9): 2-4.

[8] 尹蓉, 霍辰思, 張倩茹, 等. 樹莓的功能性成分及其影響因素[J]. 中國果菜, 2020, 40(5): 65-70.

[9] 陳祖滿, 鄭云峰, 李伊佳, 等. 復合果渣發(fā)酵酒加工工藝研究[J]. 農產品加工, 2019(21): 27-31.

[10] 陳祖滿, 朱菲, 鄭云峰, 等. 復合果渣果醬加工工藝研究[J]. 農產品加工, 2019(14): 39-42.

[11] 邢爽, 方頌平, 姚洪禮, 等. 響應面法優(yōu)化苔干多糖的提取工藝及其體外抗氧化研究[J]. 安徽科技學院學報, 2020, 34(3): 47-54.

[12] 范三紅, 任嘉興, 張錦華, 等. 響應面優(yōu)化羊肚菌多糖提取工藝及抗氧化性[J]. 食品工業(yè)科技, 2019, 40(6): 179-185, 192.

[13] 宋思圓, 蘇平, 王麗娟, 等. 響應面試驗優(yōu)化超聲提取黃秋葵花果膠多糖工藝及其體外抗氧化活性[J]. 食品科學, 2017, 38(2): 283-289.

[14] 杜曉丹, 宋紀蓉, 徐抗震, 等. 蘋果酒抑制自由基的研究[J]. 西北大學學報(自然科學版), 2006, 36(4): 578-582.

[15] 楊選平, 曹繼武, 黃雪芳, 等. 福林酚比色法測定棕櫚花中多酚含量的研究[J]. 黑龍江科技信息, 2017(11): 128.

[16] 高辰哲, 姜帆, 王艷菲, 等. 響應面法優(yōu)化紅樹莓酒發(fā)酵工藝[J]. 中國釀造, 2016, 35(12): 108-112.

[17] 蘇龍, 秦雙橋, 楊美, 等. 百香果果酒發(fā)酵工藝的優(yōu)化[J]. 天津農業(yè)科學, 2019, 25(5): 39-44.

[18] 中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會. 食品安全國家標準酒中乙醇濃度的測定: GB 5009.225—2016[S]. 北京: 中國標準出版社, 2017.

[19] 李慧蕓, 李蒙蒙. 百香果番茄復合果酒加工工藝研究[J]. 現代農業(yè)科技, 2020(22): 187-190.

[20] 李少鵬, 夏婷, 張竹君, 等. 枸杞果酒發(fā)酵工藝優(yōu)化及營養(yǎng)功能成分分析[J]. 中國釀造, 2021, 40(7): 94-100.

[21] 劉琨毅, 串俊剛, 王琪, 等. 響應面法優(yōu)化柑橘枸杞復合果酒釀造工藝[J]. 中國釀造, 2019, 38(8): 199-204.

[22] 劉潔, 史紅梅, 王詠梅, 等. 果酒生產工藝研究進展[J]. 南方農業(yè), 2019, 13(30): 191-193.

[23] 張杰, 游新俠, 陳彥彥, 等. 響應面法優(yōu)化發(fā)酵型黑米蜂蜜酒加工工藝[J]. 中國釀造, 2021, 40(7): 221-226.

[24] 中華人民共和國農業(yè)部. 水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定折射儀法: NY/T 2637—2014[S]. 北京: 中國農業(yè)出版社, 2015.

[25] 國家衛(wèi)生健康委員會, 國家市場監(jiān)督管理總局. 食品安全國家標準食品中總酸的測定: GB 12456—2021[S]. 北京: 中國標準出版社, 2021.

[26] 張雪, 苗婷婷, 陸炯, 等. 天然產物抗氧化活性評價方法研究進展[J]. 廣州化工, 2017, 45(19):4-7.

[27] 汪啟兵, 許凡萍, 魏超賢, 等. 人體內自由基的研究進展[J]. 中華流行病學雜志, 2016, 37(8):1175-1182.

[28] 賀國文, 張勁, 鐘桐生, 等. 茯磚茶中茶褐素提取及抗氧化性研究[J]. 智庫時代, 2018 (34): 232-233.

[29] 信思悅, 唐玲, 盛懷宇, 等. 陳釀方式對無花果果酒理化特性及體外抗氧化性的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè), 2019, 45(5):121-126.

Optimization of vinification and study on antioxidant activityof passion fruit and raspberry compound wine

XING Shuang1, 2, QI Qingqing1, FANG Songping1, 2, WU Wenrui1, 2, DONG Shujia1, 2, LIU Lu1, 2, PU Shunchang1, 2

(1. Department of Biology and Food Engineering, Bozhou University, Bozhou 236800;2. Engineering Research Center for Liquor Blending, Bozhou University, Bozhou 236800)

In order to provide a kind of new high-quality fruit wine, the optimization of brewing technology of passion fruit and raspberry compound fruit wine was carried out by using single factor combined with response surface methodology, taking polyphenol content as physical and chemical index and wine body sensory evaluation. Then, the antioxidant activityof passion fruit and raspberry composite wine was studied by examining the free radical scavenging ability of the composite wine on DPPH·, hydroxyl radical and superoxide anion radical and reducing power of the composite wine. It turned out that the optimal brewing process of compound fruit wine was: the ratio of passion fruit to raspberry pulp of 1:2（g·g-1）, initial sugar degree of 22.4 Brix, the ratio of sugar to feed water of 1:1 (g·mL-1), fermentation temperature of 19 ℃ and fermentation time of 11 days. Compared to Vc with the same polyphenol concentration, this compound fruit wine had higher hydroxyl radical scavenging rate and superoxide anion scavenging rate. The DPPH radical scavenging rate, hydroxyl radical scavenging rate and superoxide anion scavenging rate of the compound fruit wine could reach 87.8%, 66.9% and 47.4%, respectively, and the reducing power of composite fruit wine could reach 29.2%. The compound fruit wine brewed according to the optimized process had a wine degree of 12.3%(vol), polyphenol content of 353.9 mg·L-1with the characterstics of ruby color, clear and transparent, no suspended solids, typical passion fruit and raspberry aroma, plump and refreshing, fresh and good antioxidant property.

passion fruit; raspberry; compound fruit wine; brewing technology; antioxidant activity

TS261.4

A

1672-352X (2022)06-1029-07

10.13610/j.cnki.1672-352x.20230106.020

2023-01-07 07:03:16

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail//34.1162.S.20230106.1441.028.html

2022-02-15

亳州學院2019年度院內自然科學研究項目（BYZ2019C01，BYZ2019C02）和安徽省高校自然科學研究項目（KJ2021A1142）共同資助。

邢 爽，講師。E-mail：761729237@qq.com

蒲順昌，博士，副教授。E-mail：cauzhangyu@163.com