益生菌發(fā)酵獼猴桃果渣飲料及其營養(yǎng)品質與風味分析

張麗萍，劉瑞玲，孟祥紅，吳偉杰，陳杭君，郜海燕,

（1.中國海洋大學食品科學與工程學院，山東青島 266003；2.浙江省農業(yè)科學院食品科學研究所，農業(yè)農村部果品采后處理重點實驗室，浙江省果蔬保鮮與加工技術研究重點實驗室，中國輕工業(yè)果蔬保鮮與加工重點實驗室，浙江杭州 310021）

獼猴桃（）是一種多年生藤本植物，原產于中國，在陜西、貴州、湖北、廣西等許多省份廣泛分布。其果實富含多種生物活性化合物，具有良好的保健功能，深受人們喜愛。由于其采后易軟化腐爛，除鮮食外常用于果汁、果酒、果脯等食品的加工。然而，獼猴桃在加工過程中會產生大量的皮渣、籽渣等加工殘留物，除少量用于動物飼料外，大部分未得到充分利用。獼猴桃資源浪費約占總產量的18%，造成了經(jīng)濟和環(huán)境問題。事實上，獼猴桃果渣可能比果肉有更高的營養(yǎng)價值。它不僅是膳食纖維、果膠等功能成分的良好來源，而且富含酚類、類黃酮、抗壞血酸等營養(yǎng)活性物質。此外，獼猴桃果渣具有優(yōu)良的抗氧化活性，對羥自由基和超氧陰離子等都有較好的清除效果。因此，獼猴桃果渣可能是一種極有潛力的功能性食品原料。

近年來，隨著人們對益生菌潛在作用的了解，越來越多的果蔬發(fā)酵飲料進入市場。發(fā)酵飲料的諸多益處通常歸因于益生元或益生菌效應。益生菌將果蔬原有的糖類和蛋白質等成分代謝轉化為有機酸、氨基酸、核苷酸及其他揮發(fā)性或非揮發(fā)性物質，從而賦予產品獨特的口感與風味。同時，益生菌發(fā)酵可以誘導植物細胞壁結構分解，進而釋放各種生物活性物質或誘導其合成，改善產品的營養(yǎng)品質。這些生物活性物質往往賦予產品特殊的功能性，如抗氧化、降膽固醇和降血脂等。其中，植物乳桿菌是一種廣泛用于食品發(fā)酵的益生菌。劉暢等發(fā)現(xiàn)番茄汁經(jīng)植物乳桿菌發(fā)酵后總酚和總黃酮含量及抗氧化能力顯著提升。Filannino 等采用植物乳桿菌發(fā)酵石榴汁，發(fā)酵后鞣花酸和揮發(fā)性脂肪酸等含量提升，褐變指數(shù)降低，色澤得到改善，且具有良好的抗菌和免疫調節(jié)功能。許多常見果蔬副產物都通過發(fā)酵提高其感官、風味、營養(yǎng)等特性，如藍莓果渣發(fā)酵果飲、刺梨果渣發(fā)酵酵素和蘋果果渣發(fā)酵果飲等。

目前，獼猴桃果渣高值化利用問題尚未得到妥善解決，資源浪費情況依舊嚴峻。發(fā)酵不僅可以提高果渣的可食性，還有利于維持或增強其營養(yǎng)物質與功能特性，進而提高其市場價值。但當前有關獼猴桃果渣發(fā)酵的研究鮮有報道。因此，本研究采用植物乳桿菌對獼猴桃全果榨汁后的剩余果渣進行發(fā)酵，以制備發(fā)酵飲品，通過單因素和響應面試驗探究其最佳發(fā)酵工藝，并對其發(fā)酵期間的理化特性、營養(yǎng)活性物質、抗氧化能力與揮發(fā)性風味物質進行分析，以期為提高獼猴桃果渣利用度與附加值提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

獼猴桃果渣 為全果榨汁后的剩余副產物，包括果皮、果肉和籽，采自江山市塘源口鄉(xiāng)神農獼猴桃專業(yè)合作社；植物乳桿菌（，336636） 由北京北納創(chuàng)聯(lián)生物技術研究院提供；標準品N-ketones C4～C9 國藥集團化學試劑北京有限公司；氯化鈉、白砂糖、氫氧化鈉 均為食品級，北京鼎國昌盛生物技術有限責任公司；牛血清蛋白、L-抗壞血酸、考馬斯亮藍、1,1-二苯-1-苦基苯肼（1,1-diphenyl-2-picryhydrazyl，DPPH）、2,2'-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2,2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid），ABTS）等 均為分析純，國藥集團化學試劑北京有限公司。

FlavourSpec?食品風味分析與質量控制系統(tǒng)（配有頂空氣相色譜（headspace-gas chromatography，HS-GC）、離子遷移譜（ion mobility spectroscopy，IMP）和Laboratory Analytical Viewer（LAV）軟件與GC×IMS Library Search Software 定性軟件） 德國G.A.S公司；UV-9000 紫外-可見分光光度計 上海元析儀器有限公司；XMTD-8222 水浴鍋、SHP-150 恒溫培養(yǎng)箱 上海精宏實驗設備有限公司；SW-CJ-2FD 超凈工作臺 蘇州蘇凈儀器自控設備有限公司；TD2102電子天平 江蘇金諾儀表有限公司；PHS-3C-02 pH計 衢州艾普計量儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 菌懸液制備 將菌種于MRS 肉湯培養(yǎng)基（pH5.7±0.2），37 ℃、黑暗環(huán)境中活化兩次。將活化好的植物乳桿菌接種于MRS 肉湯培養(yǎng)基中，37 ℃培養(yǎng)24 h，4000 r/min 離心10 min，用生理鹽水洗滌兩次。調整菌懸液至OD=0.6，約7.5 lg CFU/mL，備用。

1.2.2 獼猴桃果渣發(fā)酵飲料制備 據(jù)工藝優(yōu)化結果，將獼猴桃果渣與水按料液比1:15 混勻，加入蔗糖調整TSS 為12.4%（初始TSS 為3.8%），用食品級氫氧化鈉調整pH 為5.5±0.5（初始pH3.5），85 ℃滅菌15 min。按3.3%接種量接種植物乳桿菌菌懸液，于37 ℃、黑暗環(huán)境中發(fā)酵48 h（最優(yōu)發(fā)酵時間再延長12 h），每12 h 取樣一次，測定活菌數(shù)。過濾得到獼猴桃果渣發(fā)酵飲料，測定其營養(yǎng)品質指標及揮發(fā)性風味物質。

1.2.3 單因素實驗

1.2.3.1 料液比 固定初始TSS 為10%、接種量3%，發(fā)酵36 h，考察獼猴桃果渣與水的料液比（1:6、1:9、1:12、1:15、1:18）對產品感官與活菌數(shù)的影響。

1.2.3.2 接種量 固定料液比1:12、初始TSS 為10%，發(fā)酵36 h，考察接種量（1%、2%、3%、4%、5%）對產品感官與活菌數(shù)的影響。

1.2.3.3 發(fā)酵時間 固定料液比1:12、初始TSS 為10%、接種量3%，考察發(fā)酵時間（12、24、36、48、60 h）對產品感官與活菌數(shù)的影響。

1.2.3.4 初始TSS 固定料液比1:12、接種量3%，發(fā)酵36 h，考察初始TSS（6%、8%、10%、12%、14%）對產品感官與活菌數(shù)的影響。

1.2.4 響應面優(yōu)化試驗 根據(jù)Box-Behnken 試驗設計原理采用Design-Expert 12 進行Box-Behnken試驗設計與分析。據(jù)單因素實驗結果，選擇接種量、發(fā)酵時間和發(fā)酵液初始TSS，以感官評分作為響應值，進行響應面分析。Box-Behnken 試驗因素水平設計見表1。

表1 Box-Behnken 試驗設計因素水平Table 1 Factors and levels of Box-Behnken design

1.2.5 菌落總數(shù)測定 以無菌水對樣品進行不同倍數(shù)稀釋，采用平板涂布計數(shù)法測定。

1.2.6 感官評價 參考張秀玲等的方法，由12 名提前接受感官評價訓練的人員組成品評小組（6 男，6 女，年齡在20～30 歲之間），據(jù)表2 標準對獼猴桃果渣發(fā)酵果飲進行感官評定。分數(shù)越高表示該樣品的優(yōu)質感官特性越強，較差感官特性越弱。

表2 感官評分標準Table 2 Sensory scoring criteria

1.2.7 嗅香感官評定 參考Zhao 等的方法，采用定量描述性感官評價法進行嗅香評定，選取10 點制，0～9（0=沒味道，9=味道最強）。由10 名受過專業(yè)培訓的評價人員（5 男，5 女，年齡在20～30 歲之間），對特征香、發(fā)酵香、生青香、焦甜香、果香進行評分。

1.2.8 品質指標測定

1.2.8.1 pH 測定 采用手持pH 計測定。

1.2.8.2 總酸測定 采用自動滴定電位分析儀進行，乳酸的換算系數(shù)為0.09（g/mmol）。

1.2.8.3 總糖測定 采用苯酚-硫酸法測定。取0.25 mL 稀釋500 倍的樣品或不同濃度的葡萄糖標準液，先后加入0.09 g/mL 苯酚溶液0.75 mL 和濃硫酸2.5 mL，混勻，室溫下反應30 min 后于485 nm 處測定吸光度值。以吸光度值為縱坐標（y），葡萄糖含量（μg）為橫坐標（x），繪制標準曲線為y=0.0078x+0.1109（=0.9932），據(jù)此分析樣品中總糖含量（g/mL）。

1.2.8.4 可溶性蛋白測定 采用考馬斯亮藍法測定。取1 mL 發(fā)酵液或不同濃度的牛血清蛋白標準溶液，加入100 μg/mL 考馬斯亮藍G-250 溶液5 mL，混勻，室溫下反應2 min，測定595 nm 處的吸光度值。以吸光度值為縱坐標（y），牛血清蛋白含量（μg）為橫坐標（x），繪制標準曲線為y=0.0019x+0.4804（=0.9970），據(jù)此分析樣品中可溶性蛋白含量（g/mL）。

1.2.8.5 總酚測定 參考Silva 等的Folin-Ciocalteu法。取1 mL 稀釋兩倍的發(fā)酵液或不同濃度的沒食子酸標準液與5 mL 福林酚混勻反應5 min，加入4 mL 7.5%的碳酸鈉和4 mL 蒸餾水，混勻后于75 ℃反應10 min，測定760 nm 處的吸光度值。以吸光度值為縱坐標（y），牛沒食子酸含量（μg）為橫坐標（x），繪制標準曲線為y=0.0077x+0.0554（=0.9992）。樣品中的總酚含量以單位體積中含有的沒食子酸當量表示（μg/mL）。

1.2.8.6 類黃酮含量測定 參考Yan 等的方法，將0.5 mL 樣品或不同濃度的蘆丁標準液、2 mL 30%乙醇和0.15 mL 5%亞硝酸鈉混勻反應5 min，之后加入10%的硝酸鋁溶液0.15 mL 混勻反應6 min，再加入1 mol/L 氫氧化鈉2 mL，并采用30%乙醇定容至5 mL，反應10 min 后于510 nm 處測定吸光度值。以吸光度值為縱坐標（y），蘆丁含量（μg）為橫坐標（x），繪制標準曲線為y=0.0024x-0.0045（=0.9976）。樣品中類黃酮含量以單位體積含有的蘆丁含量計（μg/mL）。

1.2.8.7 抗壞血酸含量測定 參考Fazio 等的方法，取0.5 mL 發(fā)酵液或不同濃度的抗壞血酸標準液與1.5 mL 的50 g/L 的三氯乙酸和1 mL 無水乙醇混勻，加入0.4%的磷酸-乙醇溶液0.5 mL、5 g/L 的紅菲咯啉溶液1 mL 和0.3 g/L 三氯化鐵-乙醇溶液0.5 mL，混勻后于30 ℃反應1 h，在534 nm 處測定吸光度值。以吸光度值為縱坐標（y），抗壞血酸含量（μg）為橫坐標（x），繪制標準曲線為y=0.003x+0.0608（=0.9988），據(jù)此分析樣品中抗壞血酸含量（μg/mL）。

1.2.8.8 Fe還原力（ferric reducing antioxidant power，F(xiàn)RAP）測定 參考劉夢培等的方法測定。將0.5 mL發(fā)酵液與2.5 mL 1%的鐵氰化鉀混勻后于50 ℃反應20 min，加入10%的三氯乙酸2.5 mL，混勻后取2.5 mL 加入去離子水2.5 mL 和0.1%三氯化鐵0.5 mL，混勻后反應30 min，結果以反應體系在700 nm 的吸光度表示。

1.2.8.9 ABTS·清除率測定 參考Wang 等的方法。分別取0.1 mL 發(fā)酵液和蒸餾水加入到1 mL ABTS 應用液中反應5 min，于734 nm 測定吸光度值，并分別記為A和A；取0.1 mL 發(fā)酵液加入到1 mL 蒸餾水中反應5 min，于734 nm 測得吸光度值記為A。ABTS·清除率的計算公式為：

1.2.8.10 DPPH·清除率測定 參考Thaipong 等的方法。分別取0.5 mL 發(fā)酵液和無水乙醇與0.5 mL DPPH 溶液混合反應30 min，于517 nm 處測定吸光度值，并分別記為A和A；取0.5 mL 發(fā)酵液與DPPH 溶液混合反應30 min，記734 nm 處測得吸光度值為A。DPPH·清除率的計算公式為：

1.2.9 揮發(fā)性風味物質分析 參考Zhao 等的方法，略作修改。2 mL 發(fā)酵樣品置于20 mL 頂空瓶中進行孵化。孵化溫度：45 ℃；孵化時間：20 min；加熱方式：震蕩加熱（500 r/min）；進樣量：500 μL；頂空進樣針溫度：80 ℃。氣相色譜溫度：40 ℃；色譜柱：MXT-5 毛細管柱（15 m×0.53 mm）；載氣：N（純度≥99.99%）；載氣流量：2 mL/min，5 min；10 mL/min，5 min；50 mL/min，5 min；150 mL/min，5 min。遷移管溫度：45 ℃；漂移氣：N（純度≥99.99%）；漂移氣流速：150 mL/min。校正參考：N-ketones C4～C9（用以計算揮發(fā)性化合物的保留指數(shù)）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 整理數(shù)據(jù)，SPSS 20.0 進行單因素方差分析（ANOVA）統(tǒng)計分析和Duncan 多重范圍檢驗（＜0.05），Origin 2018 繪制數(shù)據(jù)圖。揮發(fā)性風味物質結果分析采用儀器自帶軟件LAV 軟件與GC×IMS Library Search 軟件進行定性分析、指紋圖譜分析。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

如圖1A 所示，隨料液比減小，活菌數(shù)先減后增，當料液比為1:15 時活菌數(shù)最多，但與1:6、1:9 和1:18 時無顯著差異（＞0.05）；感官評分隨料液比減小而升高，當料液比為1:12、1:15 與1:18 時評分無顯著差異（＞0.05），均優(yōu)于其它組別。綜上，確定獼猴桃果渣與水按1:15 發(fā)酵。

圖1B 中的結果表明：植物乳桿菌菌懸液接種量為1%～5%之間時，菌落數(shù)先增后減，同時感官評分增高。接種量為3%時菌落數(shù)與感官評分均與最高值無顯著差異（＞0.05），因此選擇接種量3%為最佳發(fā)酵水平。

隨著發(fā)酵時間延長，活菌數(shù)不斷增加，發(fā)酵36 h之后活菌數(shù)無顯著差異（圖1C）（＞0.05）。感官評分隨發(fā)酵時間延長先升高后降低，發(fā)酵36 h 時評分最高，高達82.00 分（圖1C）。因此，選擇發(fā)酵36 h 為最佳發(fā)酵水平。

初始TSS 由6%增至14%時，活菌數(shù)與感官評分均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，當初始TSS 為12%時，活菌數(shù)（10.30 lg CFU/mL）與感官評分（86.72 分）均達到最高值（圖1D）。因此，選擇初始TSS 12%為最佳發(fā)酵水平。

圖1 單因素實驗結果Fig.1 Results of single-factor experiments

2.2 響應面優(yōu)化試驗

根據(jù)Box-Behnken 中心試驗設計原理和單因素實驗結果，以初始TSS（A）、接種量（B）、發(fā)酵時間（C）三個因素為自變量，以綜合得分（Y）為響應值，優(yōu)化獼猴桃果渣發(fā)酵工藝，結果如表3 所示。并建立二次多元回歸方程為：

表3 Box-Behnken 試驗設計及結果Table 3 Design and results of Box-Behnken experiment

回歸模型方差分析結果如表4 所示。模型（＜0.01）極顯著，失擬項（＞0.05）不顯著，模型校正決定系數(shù)=0.9423＞0.9，表明94.23%的響應值變化來源于所選變量。因此，該模型能夠擬合實驗結果，可以預測獼猴桃果渣發(fā)酵飲料的感官得分。方程一次項僅A（=0.0028＜0.01）極顯著，B（=0.1242＞0.05）與C（=0.0861＞0.05）不顯著。但A與C與BC極顯著（=0.0037＜0.01），AB 顯著（=0.0135＜0.05），B顯著（=0.0178＜0.05）；表明各因素對響應值的影響存在相互作用。值A＞C＞B，表明各因素對獼猴桃果渣發(fā)酵飲料感官影響大小順序為：初始TSS＞發(fā)酵時間＞接種量。

表4 回歸模型方差分析Table 4 Analysis of variance of regression equation

響應面曲面越陡、等高線圖形越趨向橢圓表明因素間交互越顯著。如圖2 所示，初始TSS（A）和接種量（B）、初始TSS（A）和發(fā)酵時間（C）之間的響應面曲面較陡，等高線圖比較趨近橢圓，表明兩者交互作用比較顯著。接種量（B）和發(fā)酵時間（C）之間的響應面曲面最陡、等高線圖趨于橢圓，交互作用最顯著。

圖2 各因素交互作用的響應面與等高線圖Fig.2 Response surface plots and contour plots of the interaction of various factors

2.3 驗證試驗

根據(jù)響應面試驗得到的發(fā)酵獼猴桃果渣飲料制備的最優(yōu)工藝為：發(fā)酵液初始TSS 12.36%，植物乳桿菌接種量3.27%，發(fā)酵時間36.48 h?？紤]到實際生產操作，將最佳工藝參數(shù)修改為：初始TSS 12.4%，植物乳桿菌接種量3.3%，發(fā)酵時間36 h。進行3 次重復驗證實驗，實際測得得感官評分為87.17±4.67 分，與預測值88.03 無顯著差異（＞0.05）。因此，該模型能夠可靠地優(yōu)化獼猴桃果渣發(fā)酵飲料的制備工藝。

2.4 營養(yǎng)品質分析

2.4.1 主要品質指標分析 為更好的把握發(fā)酵進程，對發(fā)酵期間產品的營養(yǎng)品質進行分析，結果如表5 所示。獼猴桃果渣發(fā)酵36 h 內活菌數(shù)顯著增加（＜0.05），36 h 后無顯著變化（＞0.05）。同時，隨著發(fā)酵進行，總糖含量持續(xù)顯著下降（＜0.05），總酸含量持續(xù)顯著增加（＜0.05）。乳酸菌生長繁殖過程中，不斷消耗糖類物質，并大量產生乳酸、乙酸等有機酸。因而，隨著發(fā)酵時間延長，pH 不斷下降（表5）。由于低pH，發(fā)酵后期大多數(shù)食物腐生菌生長得到抑制。此外，發(fā)酵36 h 內可溶性蛋白含量升高，36 h 后含量有所下降；這與活菌數(shù)變化趨勢相似，可能是菌體密度的改變影響了可溶性蛋白的產生與分解。

酚酸、類黃酮和抗壞血酸等活性物質作為強抗氧化劑有益于人體健康，大量存在于獼猴桃果皮、果肉中。這些酚類等活性物質經(jīng)微生物加工后更易被人體消化吸收。研究表明獼猴桃果渣發(fā)酵過程中總酚含量先降后升，發(fā)酵36 h 總酚含量（65.70 μg/mL）最高（表5）。類黃酮含量在不同發(fā)酵階段變化并不顯著。此外，發(fā)酵過程中抗壞血酸含量持續(xù)下降。原因可能是抗壞血酸極易受到溫度、pH 等因素影響而被氧化。

表5 發(fā)酵對獼猴桃果渣主要品質指標的影響Table 5 Effect of fermentation on the main quality indicators of kiwifruit residue

綜上，獼猴桃果渣發(fā)酵36 h 內活菌數(shù)與酚酸等活性物質含量顯著提高，發(fā)酵過久會導致營養(yǎng)品質下降。

2.4.2 抗氧化能力分析 一般來說，益生菌發(fā)酵過程中活性物質得到釋放，可以提高產品的抗氧化活性。本研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵24 h 內ABTS·清除率無顯著差異（＞0.05），發(fā)酵36 與48 h 清除率分別比未發(fā)酵組提高9.59%與11.87%（圖3A）。DPPH·清除能力也呈先降后升趨勢，36 h 達到最大值64.00%，比未發(fā)酵組高6.89%（圖3B）。FRAP 先降后升，發(fā)酵36 h 比未發(fā)酵時增高4.08%，但與未發(fā)酵時無顯著差異（圖3C）（＞0.05）。DPPH·清除力和FRAP 與總酚和類黃酮含量變化趨勢相似，可能與總酚和類黃酮的抗氧化活性有關。因此，適當發(fā)酵能夠提高獼猴桃果渣的抗氧化能力，發(fā)酵36 h 抗氧化能力達到最佳水平。

圖3 發(fā)酵對獼猴桃果渣抗氧化活性的影響Fig.3 Effect of fermentation on antioxidant activity of kiwifruit residue

2.5 揮發(fā)性風味物質分析

2.5.1 揮發(fā)性風味物質種類與含量 HS-GC-IMS 分析結果如表6 所示：共測得揮發(fā)性風味物質80 種，其中定性61 種化合物，包括酮類10 種、醛類13種、醇類14 種、酯類12 種、烷烯類3 種、呋喃類3 種以及乙酸、二甲基硫和乙二醇二甲醚，并檢測到3-羥基-2-丙酮、丙醛、庚醛的二聚體。不同發(fā)酵過程中揮發(fā)性風味物質種類基本一致，但是含量有所差異。其中，戊醛、庚醛、甲基異丁基甲醇、正丁醇、葉醇、異戊二烯、2,5-二甲基呋喃等含量較高的風味物質隨著發(fā)酵進行含量逐漸降低，這些物質多伴有刺激味或者生青香；而丙酮、3-羥基-2-丁酮、丙醛、糠醛、正己醇、丙酮醇、丁酸乙酯、丙烯酸乙酯、肉豆蔻酸甲酯、1,2-二乙氧基乙烷等在植物乳桿菌作用下含量逐漸增多，這些物質多以果香、奶香、醇香為特征。這些物質的含量差異可能直接影響到產品的風味。類似地，尚凡貞等指出新鮮獼猴桃加工成果脯后主要揮發(fā)性風味物質由2-己烯醛變?yōu)榧核嵋阴?，賦予產品果香、脂香等風味。此外，Zhao 等研究指出獼猴桃的果香屬性與丁酸乙酯呈正相關，草香氣可能主要來自2-己烯醛和己醇等，而丁酸乙酯等酯類物質是甜味的主要的貢獻者。這些結果表明發(fā)酵極可能通過調節(jié)揮發(fā)性化合物的種類與含量，直接影響到獼猴桃果渣飲料的風味。

表6 發(fā)酵對獼猴桃果渣揮發(fā)性風味物質種類與含量的影響Table 6 Effect of fermentation on the species and contents of volatile flavor compounds in kiwifruit residue

續(xù)表 6

2.5.2 揮發(fā)性風味物質指紋圖譜 為更直觀的表示揮發(fā)性風味物質的變化，對其進行指紋圖譜分析，結果如圖4 所示。環(huán)己酮、庚醛和2-戊基呋喃等（綠框內物質）幾乎僅存在于未發(fā)酵的樣品中；反-2-庚烯醛、2,5-二甲基呋喃和4-甲基-二戊酮等（黃框內物質）在發(fā)酵24 h 時大量減少。這與Tang 等研究結果相似，特征香氣的損失主要發(fā)生在初級發(fā)酵階段。丁酸乙酯、丁二酮和3-羥基-2-丁酮等（白框內物質）是在發(fā)酵12 h 新形成的，之后含量不斷增多。丙酮醇、正戊醇和乙酸丙酯等（紅框內物質）在發(fā)酵12 h含量迅速上升。3-戊酮、2,3-丁二醇和3-甲基丁酸乙酯等物質（紫框內物質）在發(fā)酵24 h 后大量產生。延長發(fā)酵至48 h，丙烯酸乙酯（辛辣味）和異丁醇（刺激味）等（橙框內物質）大幅增加。綜合來看，發(fā)酵前24 h是主要的風味物質轉變階段，發(fā)酵36 h 是產品風味形成重要節(jié)點，而發(fā)酵48 h 有不良風味物質產生和累積。

圖4 揮發(fā)性風味物質指紋圖譜Fig.4 Gallery plot of volatile flavor compounds

2.5.3 風味物質分類及嗅香感官分析 隨著發(fā)酵進行，醛類、醇類等物質含量降低，酮類、酯類物質含量升高（圖5A）。酮類、醛類、醇類、酯類物質在發(fā)酵0 和36 h 時相對含量分別為12.30%、20.31%、24.94%、13.22%和16.25%、17.79%、21.44%、17.07%。其中，醇類物質是主體風味物質。乙酸仲丁酯（果香）和丁酸乙酯（菠蘿香）等酯類與3-羥基-2-丁酮（奶香）等酮類物質閾值較低，對產品風味有重要貢獻。丙醛、2-甲基丁醛等醛類物質濃度高時可能帶有刺激味，稀釋后有特殊香氣，這些醛類物質的降低可能對產品風味更有利。嗅香評定結果表明：發(fā)酵48 h 內發(fā)酵香持續(xù)增加，特征香和生青香持續(xù)降低，果香與焦甜香先降后升（圖5B）。發(fā)酵0、12、24、36 和48 h 嗅香感官總分分別為25.60、26.50、29.20、31.00、30.40。主體香氣特征由青香轉變?yōu)榘l(fā)酵香。因此，最佳工藝條件下發(fā)酵的獼猴桃果渣在保留了部分特征風味物質的同時，還產生了許多獨特的風味物質，使得產品風味更加馥郁、濃厚。

圖5 發(fā)酵對獼猴桃果渣不同種類風味物質及香氣特征的影響Fig.5 Effects of fermentation on the different flavor compounds and aroma character in kiwifruit residue

3 結論

植物乳桿菌發(fā)酵獼猴桃果渣制備果飲的最佳工藝為：果渣與水按料液比1:15 混合，初始TSS 12.4%、接種量3.3%、發(fā)酵36 h；感官評分可達87.17 分，改善了獼猴桃果渣的感官特性。營養(yǎng)品質分析表明：發(fā)酵使得產品活菌數(shù)升高，可溶性蛋白和總酸含量降低，總酚含量先降后升，類黃酮含量得以維持，總糖、抗壞血酸含量降低，最佳工藝下營養(yǎng)品質顯著提高；發(fā)酵36 h 時ABTS·清除率、DPPH·清除率和FRAP 分別比未發(fā)酵時增高9.59%、6.89%、4.08%；GC-MS 結果分析表明：發(fā)酵24 h 內是產品風味轉化階段，發(fā)酵36 h 是產品風味形成重要節(jié)點，發(fā)酵48 h不愉悅氣味物質累積增多。其中，醛類和醇類物質含量降低，酮類和酯類物質含量升高；醇類物質為主體風味物質。此外，發(fā)酵促使果香與焦甜香先降后升，發(fā)酵香增加，特征香和生青香降低；主體風味由青香轉為發(fā)酵香，36 h 嗅香評分為31.00 達到最佳水平。因此，優(yōu)化工藝下發(fā)酵的獼猴桃果渣果飲營養(yǎng)豐富、風味馥郁，但發(fā)酵進程控制不當會產生負面影響，研究結果為獼猴桃果渣資源的高值化利用及規(guī)?；a和品質控制提供了參考。