发酵工艺对黑果腺肋花楸果酒贮藏期品质和抗氧化活性的影响.pdf
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1、2023年第42 卷第8 期中国酿造应用技术总第37 8 期191.发酵工艺对黑果腺肋花果酒贮藏期品质和抗氧化活性的影响张瑞,景缘2,刘静,胡雨晴,高惠颖,范明慧3,吕长鑫1*(1.渤海大学食品科学与工程学院,辽宁锦州12 10 13;2.辽宁通正检测有限公司,辽宁沈阳110 0 2 0;3.辽宁智联谷网络科技有限公司,辽宁锦州12 10 13)摘要:以黑果腺肋花楸为原料,用果汁、带渣汁和熟汁三种不同发酵工艺酿造黑果腺肋花楸果酒,测定其在贮藏期理化指标、功能性成分、抗氧化活性的变化,并采用电子鼻和气相色谱-质谱(GC-MS)分析其挥发性香气成分。结果表明,熟汁发酵酒具有较高的酒精度(12.13
2、0.11)%vol、花色苷(6 44.6 312.0 8)mg/L和总酚(42 13.418 9.0 3)mg/L含量,有较强的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和2,2 -联氮-双(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)自由基清除能力,分别为(7 5.332.0 8)%和(6 0.2 11.8 3)%;带渣汁发酵酒的黄酮含量最高为(555.50+2 4.15)mg/L,有较强的羟自由基清除能力;果汁、带渣汁和熟汁发酵酒分别检测出35种、40 种、31种挥发性香气成分,其中醇类物质占比较高,分别是39.7 8%、42.7 0%和45.7 6%;熟汁发酵酒感官评价较高为8 3.0 3
3、分。综上所述,熟汁发酵较其他两种发酵工艺获得的果酒香气协调,口感醇厚,整体品质较佳。关键词:黑果腺肋花楸;发酵工艺;贮藏期;香气成分;抗氧化活性中图分类号:TS262.1引文格式:张瑞,景缘,刘静,等.发酵工艺对黑果腺肋花楸果酒贮藏期品质和抗氧化活性的影响.中国酿造,2 0 2 3,42(8):191-196.Effects of fermentation technology on the quality and antioxidant activities of Aronia melanocarpa wineZHANG Rui,JING Yuan,LIU Jing,HU Yuqing,GA
4、O Huiying,FAN Minghui,LV Changxin*(1.College of Food Science and Technology,Bohai University,Jinzhou 121013,China;2.Liaoning General Fair Testing Co.,Ltd.,Shenyang 110020,China;3.Liaoning Zhiliangu Network Technology Co.,Ltd.,Jinzhou 121013,China)Abstract:Using Aronia melanocarpa as raw material,A.m
5、elanocarpa wine was brewed by three different fermentation technologies:fresh juice,slagjuice,and cooked juice fermentation.The changes of physicochemical indexes,functional components,and antioxidant activities during storage weredetermined,and the aroma components were analyzed by electronic nose
6、and gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS).The results showedthat the fermented wine brewed by cooked juice had higher alcohol content(12.130.11)%vol,anthocyanins content(644.6312.08)mg/L,andtotal phenols content(4 213.4189.03)mg/L.Moreover,it had strong DPPH free radical and ABTS free radical
7、scavenging ability,which were(75.332.08)%and(60.211.83)%,respectively.The fermented wine brewed by slag juice had the highest flavonoid content(555.524.15)mg/L,and showed strong hydroxyl radical scavenging ability.There were 35,40 and 31 volatile aroma components detected in wine fermented with fres
8、hjuice,slag juice,and cooked juice,respectively.Alcohols accounted for a relatively high proportion,which were 39.78%,42.70%and 45.76%,re-spectively.The sensory evaluation of fermented wine brewed by cooked juice was 83.03 points.In conclusion,compared with the other two fermen-tation technologies,t
9、he fruit wine fermented by cooked juice had better aroma,mellow taste and overall quality.Key words:Aronia melanocarpa;fermentation technology;storage period;aroma component;antioxidant activity黑果腺肋花楸(Aroniamelanocarpa)又称为野樱莓,属蔷薇科腺肋花楸属,原产于北美和欧洲等地,2 0 世纪90 年代引进到我国辽西地区,现已有辽宁和黑龙江等10 余个省、市进行引种栽培。黑果腺肋花楸富
10、含黄酮类和酚酸类化合物,如花色苷、黄酮、总酚等营养成分2,有较强的抗氧化活性和自由基清除能力,可预防高血压、心脏病等心脑血管疾病,有降血脂、抑菌等作用3,同时有较高的药用价值,但黑果腺肋花楸果实个头小,味酸,不适合直接食用。目前利用其生产的产品有果酱和果汁等,考虑到对黑果腺肋花楸生产的果酒,可改善产品风味、有效保留生物活性收稿日期:2 0 2 2-12-0 1修回日期:2 0 2 3-0 3-14基金项目:辽宁省民生科技计划项目(2 0 2 1JH2/10200018);辽宁省喀左县食品加工科技特派团(2 0 2 2 JH5/10400102)作者简介:张瑞(1996-),女,硕士研究生,研究
11、方向为果蔬加工与资源利用。*通讯作者:吕长鑫(196 5-),男,教授,硕士,研究方向为果蔬加工与资源利用。文章编号:0 2 54-50 7 1(2 0 2 3)0 8-0 19 1-0 6doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2023.08.031和功能性成分,且果酒具有增强心脏功能和改善肤质等优点,对提高黑果腺肋花楸果资源利用有极大促进作用。果酒酿造前需要对原料进行一系列前处理工艺,常用的有二氧化碳浸渍法、冷浸渍处理5、热处理、闪蒸工艺间、控制破碎度7 等措施,以期降低果酒中诸如单宁等影响果酒口感的成分,提升果酒的整体品质。高银璐8 研究发现,采用二氧化碳浸渍法对黑果
12、腺肋花楸进行前处理酿造的果酒与传统酿造方法相比,可显著降低果酒中单宁含量,酒体香气成分更丰富。因此,不同前处理工艺会使果酒品质出现差异,但目前研究最多的酿酒工艺包括传统的浸泡法、带渣2023 Vol.42 No.8192Serial No.378汁发酵、熟汁发酵和果汁发酵。王菁等9比较了浸泡法、去渣发酵和熟汁发酵三种发酵方式制作欧李果酒,结果显示,不同前处理方式进行发酵的欧李果酒品质有显著差异,且熟汁发酵酒的香气浓郁度最佳、口感细腻柔顺、涩味适口,综合品质最佳。而关于不同前处理方式发酵黑果腺肋花楸果酒研究较少。本研究选择果汁、带渣汁和熟汁三种发酵工艺来制作黑果腺肋花楸果酒,对其酒精度、感官评价
13、和贮藏过程中活性成分、体外抗氧化活性、电子鼻响应值进行比较分析,旨在为黑果腺肋花楸果酒加工及贮藏提供更好的理论依据与创新思维。1材料与方法1.1 材料与试剂黑果腺肋花楸(Aroniamelanocarpa):采摘于辽宁省海城市种植基地;果胶酶(7 0 0 0 U/g):河南万邦实业有限公司;安琪SY酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae):安琪酵母股份有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、2,2 -联氮-双(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(2,2 -azino-bis(3-ethylbenzothia
14、zoline-6-sulfonic acid),ABTS)(均为分析纯)、芦丁(纯度 98%):北京索莱宝科技有限公司;其他试剂均为分析纯。1.2仪器与设备UV-2700紫外可见分光光度计:日本岛津公司RE-2000B旋转蒸发器:成都康宇科技有限公司DH5000I电热恒温培养箱:天津泰斯特仪器有限公司;PEN3电子鼻:德国AIRSENSE公司;57 550-U固相微萃取手柄:上海楚定分析仪器有限公司;7 8 90 N/5975气相色谱-质谱联用(gaschroma-tography-mass spectrometer,GC-MS)仪:美国Agilent公司。1.3实验方法1.3.1黑果腺肋花楸
15、果酒发酵工艺流程及操作要点K,S,O3黑果腺肋花楸打浆酶解原料处理杀菌成分调整主发酵过滤后发酵澄清灌装一杀菌成品贮藏个活化接种操作要点:选择成熟度好、无腐烂的鲜果清洗干净,沥干表面水分后直接打浆。在果浆中添加0.2%果胶酶40酶解1h,备用。果汁发酵法将酶解后的浆液用2 0 0 目滤布过滤,以去除果皮和种子等果渣;带渣汁发酵法对酶解后的浆液不进行过滤和热处理;熟汁发酵法将酶解后的浆液加热保持沸腾5min。处理后的浆液中添加0.0 7 g/LK,SO,进行硫杀菌处理。浆液糖度调整为2 0 Bx,酸度调整为pH3.6。酵母在40、5%糖水中活化40 min后添加到浆液中,2 8 条件下发酵14d。
16、2 0 条件下进行无氧发酵2 1d。向发酵液中添加0.6 g/L澄清剂(壳聚糖:皂土=9:5),静置7 2 hChina Brewing过滤10 。将发酵酒转移至密闭容器中在6 7 条件下杀菌15min,4贮藏备用。1.3.2理化指标及活性成分测定乙醇含量测定:参考GB5009.2252016食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定中的密度瓶法进行测定2 。花色苷含量测定:采用pH示差法13;总酚含量测定:采用福林-酚法14,以没食子酸质量浓度(mg/L)为横坐标,波长7 6 5nm处吸光度值为纵坐标,得到回归方程为y=163.34x+0.0231,相关系数R2-0.9992,根据回归方程计算总酚含
17、量;总黄酮含量测定:采用硝酸铝法15,以芦丁质量浓度(mg/L)为横坐标,波长510 nm处吸光度值为纵坐标,得到回归方程为y=6.6607x-0.002,相关系数R2-0.9991,根据回归方程计算总黄酮含量。1.3.3体外抗氧化活性测定DPPH自由基清除能力:量取果酒1.0 mL与3.0 mL0.2mmol/LDPPH混合,在黑暗处反应30 min后,用无水乙醇作对照,于波长517 nm处测定其吸光度值,记为Ai;以蒸馏水代替样品测吸光度值,记为Ao;以无水乙醇代替DPPH溶液测吸光度值,记为A2。D PPH 自由基清除率见式(1):S=1-(AI-A,)100%AoABTS自由基清除能力
18、:分别制备浓度为7 mmol/LABTS、2.45m m o l/LK,S,O 储备液,等量混匀,室温避光反应12 16 h。移取1.0 mL样品,加入3mLABTS工作液,以蒸馏水作空白,对照管用无水乙醇代替ABTS工作液,室温黑暗处反应30 min,于波长7 34nm处测定其吸光度值17 。ABTS自由基清除率计算公式同式(1)。羟自由基清除能力:依次向反应体系中加1mL10mmol/LFeSO4溶液、1mL10mmol/L水杨酸溶液、1mL样品溶液和1mL8.8mmol/LH,0z溶液,37 避光反应30 min,在波果胶酶长510 nm处测其吸光度值18 。羟自由基清除率计算公式同式(
19、1)。1.3.4电子鼻检测称取15mL果酒样品放入50 mL离心管中,用4层保鲜膜密封,室温静置30 min,用电子鼻检测其挥发性气味。电子鼻测试时间为12 0 s,清洗时间为6 0 s,利用Winmuster软件分析8 0 8 5s内的数据19。1.3.5顶空固相微萃取-气相色谱-质谱测定挥发性风味成分吸取5mL样品加入样品瓶中,于50 平衡15min,将固相微萃手柄针头插入样品瓶中萃取30 min,2 50 解吸5 min20。色谱柱AgilentDB-5(30 mx0.25 mm,0.25 m);进样口温度2 50,不分流进样,高纯氢气(He),流速1.0 mL/min;初始温度40,保
20、持2 min,以3/min速率升至12 0 保持2min,后以10/min升至2 30 保持5min。采用美国国家标准技术研究所(national institute of standards and technology,Application and Technology(1)2023年第42 卷第8 期中国酿造应用技术NIST)05质谱数据库检索定性分析;采用峰面积归一化法计算单个化合物的相对含量;选择匹配度 8 0 的物质作为有效香气成分。1.3.6感官评定参照张秀玲等2 1的方法,选10 名经培训感官评价人员对3种不同工艺发酵黑果腺肋花楸果酒在感官品评室进行感官评价,将10 名评价人
21、员的打分结果取平均值,满分100分,感官评价标准见表1。表1黑果腺肋花楸果酒感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standards of Aronia melanocarpa wine气味(2 5分)色泽(2 0 分)黑果腺肋花应香气协调、浓郁有的色泽、光泽(1825分)(1620分)颜色过浅或过深,略有黑果腺肋花楸略有光泽和果酒气味(815分)(917分)无黑果腺肋花楸和汁液浑浊,颜色不正,无光泽(07分)1.3.7数据处理采用Excel2016对实验数据进行收集和整理,采用1 000A8006004002000杀菌前071421283542贮藏天数/d图1不同
22、发酵方式对果酒贮藏过程中活性成分含量的影响Fig.1 Effect of different fermentation methods on the content of active ingredients in fruit wine during storage熟汁发酵酒在杀菌前的总酚含量为(538 5.2 9+7 3.13)mg/L,均显著高于其他两种发酵酒(P0.05),贮藏期间总酚含量呈缓慢下降趋势,在贮藏42 d后,熟汁发酵酒总酚含量降至(42 13.418 9.0 3)m g/L,但仍高于带渣汁发酵酒(390 7.1568.32)m g/L和果汁发酵酒(350 7.18 53.2
23、 2)mg/L;熟汁发酵酒在贮藏过程中花色苷和总酚损失较低,是因为在发酵过程中部分花色苷来自于果皮和果渣,但细胞壁和细胞膜渗透性不足,影响花色苷等活性物质提取,而熟汁发酵酒中细胞经热处理导致其结构被破坏,果渣中花色苷和单宁得到释放2 。加热处理和贮藏过程对果酒中总黄酮含量损失较小,由于果渣中含有一定量黄酮类物质,在贮藏过程中黄酮被释放,总第37 8 期Origin2021进行绘图,采用SPSS26.0进行数据处理和分析,显著水平P0.05,电子鼻所测数据用Winmuster软件进行分析,实验均进行3次重复,结果用“平均值标准差”表示。2结果与分析2.1不同发酵工艺对黑果腺肋花楸果酒酒精度的影响
24、经测定,采用熟汁发酵工艺得到的黑果腺肋花楸果酒酒精度(12.13%vol))显著高于果汁发酵(10.6 0%vol)及带渣汁发酵(11.0 2%vol)(P 0.0 5)。可能是由于酵母菌更容易分解热处理后的发酵液糖分,使糖发酵得更彻底,酒精度越高2 。2.2黑果腺肋花楸果酒贮藏期活性成分变化组织状态(30 分)口感(2 5分)汁液澄清、酒体饱满、无悬浮物清醇协调(2130分)(1825分)汁液较均匀、酒体适中、少许悬浮口感略差(1120分)(917分)酒体寡淡、果酒气味明显悬浮(08分)(010分果汁发酵6 000B带湾汁发酵熟汗发酵cdCdea193由图1可知,3种发酵酒贮藏过程中花色苷含
25、量呈下降后趋于稳定。杀菌热处理对花色苷和总酚含量有一定影响,果汁、带渣汁和熟汁发酵酒花色苷含量分别损失8.2 8%、6.50%、5.8 1%;贮藏0 2 8 d时,3种发酵酒的花色苷含量都呈下降趋势,2 8 d后花色苷含量趋于稳定,此时的带渣汁发酵不协调酒花色苷含量为(6 49.2 318.45)mg/L、熟汁发酵酒花色苷含(08分)量为(6 7 7.4511.8 9)mg/L,均显著高于果汁发酵酒(50 2.6 7 14.11)mg/L(P0.05);贮藏期果汁发酵酒的花色苷含量变化最大,贮藏42 d后降至(46 2.38 12.8 2)mg/L。口果汁发酵果汁发酵带渣汁发酵700带渣汁发酵
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