黃芪、枸杞、沙果果醋的研制及其抗氧化活性研究

杜國軍 李占鋒 洪婉婷 張以超 蔡有杰

摘要：以黃芪、枸杞為原料，經(jīng)混合、煎煮、抽濾、離心制取黃芪枸杞汁；將黃芪枸杞汁和沙果汁按比例混合，利用酵母菌和醋酸菌對其進行發(fā)酵，制備果醋。采用單因素試驗與正交試驗得到了最適工藝條件。研究結(jié)果表明，黃芪枸杞汁的最適制備工藝為黃芪與枸杞的比例1∶2、料液比1∶20、煎煮時間60 min；黃芪枸杞汁與沙果汁的最適比例為1∶5；最適酒精發(fā)酵條件為酵母菌接種量8%、發(fā)酵溫度28 ℃、初始糖度14%、發(fā)酵時間6 d；最適醋酸發(fā)酵條件為醋酸菌接種量10%、發(fā)酵溫度32 ℃、初始酒精度8%、搖床轉(zhuǎn)速200 r/min；果膠酶添加量為200 mg/L時，果醋的透光率達到90.16%，在此條件下制得的產(chǎn)品顏色淡黃、酸甜適中、氣味芳香，具有較強的抗氧化活性。

關(guān)鍵詞：黃芪；枸杞；沙果；果醋；抗氧化活性

中圖分類號：TS275.4

文獻標志碼：A

文章編號：1000-9973（2024）06-0131-04

Study on Development and Antioxidant Activity of Astragalus membranaceus，

Lycium barbarum and Malus asiatica Fruit Vinegar

DU Guo-jun， LI Zhan-feng， HONG Wan-ting， ZHANG Yi-chao， CAI You-jie

（College of Food and Bioengineering， Qiqihar University， Qiqihar 161006， China）

Abstract： With Astragalus membranaceus and Lycium barbarum as the raw materials， Astragalus membranaceus and Lycium barbarum juice is prepared through mixing， boiling， filtering and centrifugation. Astragalus membranaceus and Lycium barbarum juice and Malus asiatica juice are mixed in proportion， and it is fermented by yeast and acetic acid bacteria to prepare fruit vinegar. The optimal technological conditions are determined by single factor test and orthogonal test. The results show that the optimal preparation process of Astragalus membranaceus and Lycium barbarum juice is the ratio of Astragalus membranaceus to Lycium barbarum of 1∶2， solid-liquid ratio of 1∶20， boiling time of 60 min; the optimal ratio of Astragalus membranaceus and Lycium barbarum juice to Malus asiatica juice is 1∶5; the optimal conditions for alcohol fermentation are inoculation amount of yeast of 8%， fermentation temperature of 28 ℃， initial sugar content of 14%， fermentation time is 6 d; the optimal conditions for acetic acid fermentation are inoculation amount of acetic acid bacteria of 10%， fermentation temperature of 32 ℃， initial alcohol content of 8%， shaker rotating speed of 200 r/min; when the addition amount of pectinase is 200 mg/L， the light transmittance of fruit vinegar reaches 90.16%. The product prepared under these conditions has light yellow color， moderate sourness and sweetness， aromatic flavor， and strong antioxidant activity.

Key words： Astragalus membranaceus; Lycium barbarum; Malus asiatica; fruit vinegar; antioxidant activity

收稿日期：2024-02-20

基金項目：黑龍江省玉米主食工業(yè)化工程技術(shù)研究中心開放課題項目（SPKF202023）；黑龍江省教育廳基本科研業(yè)務費面上項目（145309612）

作者簡介：杜國軍（1972—），男，遼寧鐵嶺人，教授，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程。

黃芪是豆科植物蒙古黃芪或膜莢黃芪的根，含氨基酸、生物堿、多糖、黃酮等活性成分，具有滋補肝腎、消除膿腫、解毒利尿、斂瘡生肌、補氣固表、明目的功效，其扶正祛邪的特性尤其利于腫瘤的防治，目前已經(jīng)將其抗腫瘤效果作為重點藥理研究^[1-2]。枸杞是茄科枸杞屬植物，又名枸杞子，富含維生素、枸杞黃酮、枸杞多糖、氨基酸、微量元素等多種營養(yǎng)和保健成分，具有益氣固表、降血糖、保護肝腎、提高免疫力、抑制自由基、抑制腫瘤、防輻射、緩解疲勞、預防骨質(zhì)疏松等作用^[3-7]。沙果屬薔薇科仁果亞科蘋果屬植物，又名文林果、花紅果等，含有豐富的維生素、有機酸和礦物質(zhì)，具有明目泄火、驅(qū)蟲、生津止渴、澀精止痢的功效，是集藥理、保健、食品功能于一體的綠色水果^[8]。

果醋是以水果或水果下腳料為原料，利用現(xiàn)代生物發(fā)酵技術(shù)釀制的一種具有獨特口感和風味的保健型飲品，富含多種營養(yǎng)成分，具有促進人體代謝、降低膽固醇、提高免疫力、減肥、降血壓、修復肝臟等作用^[9-10]。黃芪搭配枸杞，互補作用明顯，具有更好的保健功效。沙果味道酸甜，氣味芳香，能夠掩蓋黃芪的苦澀味，故本試驗以黃芪、枸杞和沙果為原料釀制復合型果醋，旨在為黃芪、枸杞和沙果的綜合利用提供新途徑和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

黃芪、枸杞、沙果：市售；福林酚、三氯化鋁：北京飛默生物科技有限公司；碳酸鈉：天津市致遠化學試劑有限公司；氫氧化鈉、檸檬酸：天津市凱通化學試劑有限公司；甲醇：天津市東麗區(qū)天大化學試劑廠；抗壞血酸：天津市科密歐化學試劑有限公司；碳酸氫鈉：天津石英鐘廠霸州市化工分廠；酵母菌：安琪酵母股份有限公司；醋酸菌：濟寧玉園生物科技有限公司；果膠酶：元億萊（上海）生物工程有限公司。

1.2 儀器

砂鍋 潮州市潮安區(qū)康雅順電器有限公司；紫外可見分光光度計 上海元析儀器有限公司；電熱鼓風干燥箱、生化培養(yǎng)箱 上海一恒科學儀器有限公司；破壁機 中山市韓菱電器有限公司；酸度計、電子天平 賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；高壓蒸汽滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠；低速臺式離心機 上海安亭科學儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 黃芪枸杞汁的制備

將黃芪和枸杞分別洗凈，按比例與水混合置于砂鍋中煎煮，料液經(jīng)紗布過濾和真空抽濾，以8 000 r/min離心15 min，上清液即為黃芪枸杞汁。

1.3.3 沙果汁的制備

選用新鮮沙果，去核洗凈，置于破壁機中，按料液比1∶2（g/mL）加入清水，榨成勻漿，加入0.2%果膠酶酶解，放置4～6 h后，用4層紗布過濾，以8 000 r/min離心15 min，上清液即為沙果汁。

1.3.4 黃芪枸杞汁和沙果汁的混合

將黃芪枸杞汁與沙果汁按不同的體積比混合，通過感官評價確定最適混合比例。

1.3.5 酒精發(fā)酵

將黃芪枸杞汁與沙果汁按最適比例混合均勻，制得混合汁，以酒精度為指標，選擇酵母添加量、初始糖度、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間4個因素做單因素試驗和正交試驗，獲取混合汁的最適酒精發(fā)酵條件。

1.3.6 醋酸發(fā)酵

混合汁經(jīng)酒精發(fā)酵后，以產(chǎn)酸量為指標，選擇醋酸菌添加量、發(fā)酵溫度、初始酒精度和搖床轉(zhuǎn)速4個因素做單因素試驗和正交試驗，獲取最適的醋酸發(fā)酵條件。

1.3.7 果醋澄清

采用果膠酶作為黃芪、枸杞、沙果果醋的澄清劑，以透光率為指標確定最適添加量。

1.3.8 測定方法

酒精度的測定：酒精計法^[11]；總酸含量（以醋酸計）的測定：采用標準NaOH滴定^[12]；總酚含量的測定：福林酚法^[13]；總黃酮含量的測定：分光光度法^[14]；ABTS自由基清除率的測定：參照夏雨弘等^[15]的方法并略作修改；DPPH自由基清除率的測定：參照張慢等^[16]的方法。

2 結(jié)果與討論

2.1 黃芪枸杞汁制備工藝條件的確定

以總酚含量為抗氧化活性指標，黃芪和枸杞的比例、料液比、煎煮時間為試驗影響因素進行L₉（3³）正交試驗，正交試驗因素水平見表1，正交試驗結(jié)果見表2。

由表2可知，影響黃芪枸杞汁總酚含量的因素順序為料液比＞黃芪和枸杞的比例＞煎煮時間，最佳組合為A₂B₂C₃，即料液比1∶20、黃芪和枸杞的比例1∶2、煎煮時間60 min，此時黃芪枸杞汁的總酚含量最高，為33.68 mg/g。

2.2 黃芪枸杞汁與沙果汁比例的確定

將黃芪枸杞汁與沙果汁分別按體積比1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7進行混合，以色澤和風味為指標進行感官評價，確定黃芪枸杞汁與沙果汁的最適比例，試驗結(jié)果見表3。

由表3可知，將黃芪枸杞汁與沙果汁按照1∶5進行混合后，得到的汁液色澤純正，酸甜可口，感官評分最高，為92分。

2.3 酒精發(fā)酵條件的確定

以酒精度為指標，酵母菌接種量、發(fā)酵溫度、初始糖度、發(fā)酵時間為試驗影響因素進行L₉（3⁴）正交試驗，正交試驗因素水平見表4，正交試驗結(jié)果見表5。

由表5可知，各因素對酒精發(fā)酵的影響順序為初始糖度＞發(fā)酵溫度＞酵母菌接種量＞發(fā)酵時間，酒精發(fā)酵的最適工藝條件為D₁E₂F₂G₂，即初始糖度14%、發(fā)酵溫度28 ℃、酵母菌接種量8%、發(fā)酵時間6 d，此時酒精度最高，為6.36%。

2.4 醋酸發(fā)酵條件的確定

以產(chǎn)酸量為指標，醋酸菌接種量、發(fā)酵溫度、初始酒精度、搖床轉(zhuǎn)速為試驗影響因素進行L₉（3⁴）正交試驗，正交試驗因素水平見表6，正交試驗結(jié)果見表7。

由表7可知，各因素對醋酸發(fā)酵的影響順序為醋酸菌接種量＞搖床轉(zhuǎn)速＞初始酒精度＞發(fā)酵溫度，醋酸發(fā)酵的最適工藝條件為H₁I₂J₂K₂，即醋酸菌接種量10%、搖床轉(zhuǎn)速200 r/min、初始酒精度8%、發(fā)酵溫度32 ℃，此時產(chǎn)酸量最高，為4.78 g/dL。

2.5 果醋澄清條件的確定

在黃芪、枸杞、沙果果醋中添加一定量的果膠酶，1.5 h后過濾，測其透光率，結(jié)果見圖1。

由圖1可知，當果膠酶添加量為50～200 mg/L時，果醋的透光率逐漸上升；當果膠酶添加量為200 mg/L時，透光率最高，達到90.16%；當果膠酶添加量大于200 mg/L時，透光率趨于穩(wěn)定。因此，選擇果膠酶的最適添加量為200 mg/L。

2.6 產(chǎn)品評價

2.6.1 感官指標

顏色淡黃，清澈透明，口感酸甜，氣味芳香。

2.6.2 理化指標

可溶性固形物（20 ℃折光計法）含量為8.6%，總酸（以醋酸計）含量為4.78 g/dL。

2.6.3 微生物指標

細菌總數(shù)≤10 000 CFU/mL，未檢出致病菌，符合國家質(zhì)量標準。

2.6.4 抗氧化活性指標

果醋的總酚含量為33.45 mg/g，總黃酮含量為0.145 7 mg/g，DPPH自由基清除率為68.7%，ABTS自由基清除率為88.57%，抗氧化活性較強。

3 結(jié)論

以黃芪、枸杞、沙果為原料，利用酵母菌和醋酸菌對其進行發(fā)酵，制備復合型果醋。黃芪枸杞汁的最適制備工藝為黃芪和枸杞的比例1∶2、料液比1∶20、煎煮時間60 min；黃芪枸杞汁與沙果汁的最適體積比為1∶5；最適酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵條件分別為酵母接種量8%、發(fā)酵溫度28 ℃、初始糖度14%、發(fā)酵時間6 d和醋酸菌接種量10%、發(fā)酵溫度32 ℃、初始酒精度8%、搖床轉(zhuǎn)速200 r/min；當加入200 mg/L果膠酶時復合果醋最澄清；果醋的抗氧化活性指標為總酚含量33.45 mg/g、總黃酮含量0.145 7 mg/g、DPPH自由基清除率68.7%、ABTS自由基清除率88.57%，最后制得的復合果醋顏色淡黃、澄清透明、無苦澀味、果香濃郁，具有較強的抗氧化活性。

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