混菌发酵红枣果酒工艺条件优化及抗氧化性研究.pdf
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1、2023 Vol.42 No.8210Serial No.378China BrewingApplication and Technology混菌发酵红枣果酒工艺条件优化及抗氧化性研究王俊钢1-2,李宇辉3*,史学伟4,周嘉玲1:2,朱红影1.2(1.亳州学院生物与食品工程系,安徽亳州2 36 8 0 0;2.药食同源功能食品亳州市重点实验室,安徽亳州2 36 8 0 0;3.新疆农垦科学院农产品加工研究所,新疆石河子8 32 0 0 0;4.石河子大学食品学院,新疆石河子8 32 0 0 0)摘要:为提升红枣果酒品质,该研究采用非酿酒酵母戴尔有孢圆酵母(Torulasporadelbruec
2、ki)NS-D与安琪酵母混菌发酵制备红枣果酒。以酒精度及感官评分为评价指标,通过单因素试验和正交试验对其发酵工艺进行优化,并考察非酿酒酵母添加对红枣果酒抗氧化物质含量和抗氧化活性的影响。结果表明,红枣果酒的最佳混菌发酵工艺为:非酿酒酵母添加量0.3g/L,SO2添加量40 mg/L,初始糖度2 4Bx。在此工艺条件下得到的红枣果酒感官评分为96.1分,酒精度为13.6%vol,其理化指标符合GB/T150382006葡萄酒、果酒通用分析方法要求。添加非酿酒酵母有助于提高红枣果酒的抗氧活性物质含量及抗氧化活性,其总黄酮、总多酚、氨基酸态氮、维生素C(VC)含量分别为3.48 mg/mL、0.2
3、1mg/mL、9.35mg/mL和2.15mg/mL;超氧阴离子自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、羟基自由基、2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)自由基清除率分别为8 8.7 9%、92.30%、7 7.42%、45.7%。关键词:非酿酒酵母;混菌发酵;红枣果酒;工艺优化;抗氧化活性中图分类号:TS262.7引文格式:王俊钢,李宇辉,史学伟,等.混菌发酵红枣果酒工艺条件优化及抗氧化性研究.中国酿造,2 0 2 3,42(8):2 10-2 15.Fermentation condition optimization and antioxidant
4、 activity of jujube fruit wine by mixed yeasts(1.Biology and Food Engineering Department,Bozhou University,Bozhou 236800,China;2.Bozhou Key Laboratory of Medicine and FoodHomologous Function Food,Bozhou 236800,China;3.Institute of Agro-products Processing Science and Technology,Xinjiang Academyof Ag
5、ricultural and Reclamation Science,Shihezi 832000,China;4.College ofFood Science,Shihezi University,Shihezi 832000,China)Abstract:In order to improve the quality of jujube wine,the jujube wine was prepared by the fermentation of the mixed non-Saccharomyces(Torulas-pora delbrueckii NS-D)and Angel yea
6、st.The fermentation process was optimized by single factor tests and orthogonal tests with alcohol content andsensory score as evaluation indexes,and the effects of non-Saccharomyces addition on antioxidant substances content and antioxidant activity ofjujubwine were studied.The results showed that
7、the optimum fermentation process of jujube wine was as follows:non-Saccharomyces addition 0.3 g/L,SO2 addition 40 mg/L,initial sugar content 24 Bx.Under these conditions,the sensory score of jujube wine was 96.1,the alcohol content was 13.6%voland the physicochemical indexes were in line with GB/T 1
8、50382006 Analytical method of wine and fruit wine.The addition of non-Saccharomyceshelped to improve the content of antioxidant substances and antioxidant activity of jujube wine.The contents of total flavonoids,total polyphenols,amino acid nitrogen and vitamin C(VC)were 3.48 mg/ml,0.21 mg/ml,9.35 m
9、g/ml and 2.15 mg/ml,respectively.The scavenging rates of superoxideanion free radical,1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)free radical,hydroxyl radical and 2,2-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS)free radical were 88.79%,92.30%,77.42%and 45.7%,respectively.Key words:non-Saccharomyc
10、es;mixed-yeast fermentation;jujube wine;process optimization;antioxidant activity红枣(Ziziphus jujubaMill.)兼具食用和药用价值、含有多种活性成分,是极佳的功能性食品原料。我国的红枣产量居世界第一,现年产量已达7 50 万t左右,约占世界红枣产量的90%2 。红枣产量高,但其利用率较低,产品形式单一,近年来对红枣酸奶、红枣复合饮料、红枣醋研究较多3-4,且对于红枣酒研究大多为蒸馏酒5,而对红枣果酒的研究较少。果酒生产历史悠久,种类繁多,口味丰富,在酒类收稿日期:2 0 2 2-12-0 9基金项
11、目:安徽省高峰培育学科食品科学与工程学科项目;亳州学院一流学科项目(BYXKA202202);新疆生产建设兵团民生实事项目(2021)作者简介:王俊钢(198 2-),男,研究员,硕士,研究方向为农产品加工。*通讯作者:李宇辉(198 6-)),女,副研究员,硕士,研究方向为乳酸菌资源开发与利用。文章编号:0 2 54-50 7 1(2 0 2 3)0 8-0 2 10-0 6WANG Jungang*,LI Yuhui*,SHI Xueweit,ZHOU Jjaling2,ZHU Hongyingl?修回日期:2 0 2 3-0 3-11doi:10.11882/j.issn.0254-50
12、71.2023.08.034市场具有重要销售价值。随着消费观念改变和饮食结构调整,果酒深受消费者青睐。目前,红枣酒占果酒市场的比重为12%15%,而中国红枣酒所占的比重却不足1%,且有很大一部分属于蒸馏酒,与庞大的红枣产量不成正比8。发酵型红枣果酒品质的优劣与发酵剂、发酵工艺密切相关。曹泽虹等9采取Cox回归结合正交试验的方法,对红枣酒发酵工艺进行优化,发现酿造工艺对红枣酒品质影响2023年第42 卷第8 期中国酿造应用技术显著;柴秀枝10 采用酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)发酵结合蛋白酶处理对红枣发酵果酒的发酵工艺进行优化,得到最佳工艺参数;尹晓洁叫通过对红枣酒中
13、香气成分的分析,发现混合发酵的红枣酒中酯类成分显著升高,且添加非酿酒酵母能显著降低高级醇的含量;战吉等12 通过研究发现,在葡萄酒酿造过程中,非酿酒酵母具有独特的代谢通路和较强的酶活,可降低酒中高级醇的含量,增加烯和酯类含量,并能释放甘露糖蛋白、多糖,提高多酚类物质含量,提高产品颜色的稳定性。另外,红枣中的黄酮类和多酚类物质具有较高抗氧化活性。ESTEKIT等3 通过自由基清除能力和还原力检测证明红枣具有一定的抗氧化能力;齐习超14研究发现,经过发酵后的黑化红枣酒中多酚、总黄酮含量较高,且具有较好的自由基清除能力;宋亚茹15 研究发现,7 种不同红枣固态发酵后,总酚、多糖以及黄酮含量明显增加,
14、2,2 -联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(2,2 -amino-bis(3-ethyl-benzothiazoline-6-sulphonicacid),ABTS)自由基和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力显著提升。因此,发酵型红枣果酒有助于提升枣中活性物质的抗氧化效果,同时提高红枣产品的附加值,延伸产业链,促进红枣产业健康发展。本研究采用非酿酒酵母戴尔有孢圆酵母(Torulasporadelbrueckii)NS-D与安琪酵母混菌发酵制备红枣果酒。以酒精度及感官评分为评价指标,通过单因素试验和正
15、交试验对其发酵工艺进行优化,并考察非酿酒酵母添加对红枣果酒抗氧化物质含量和抗氧化活性的影响,为发酵型低醇红枣果酒产品的开发提供理论指导。1材料和方法1.1材料与试剂新疆若羌红枣:沧州铭鑫食品有限公司;酿酒酵母(安琪酵母):湖北安琪酵母股份有限公司;非酿酒酵母(戴尔有孢圆酵母(Torulasporadebruecki)NS-D):湖北安琪酵母股份有限公司;焦亚硫酸钾(分析纯)、柠檬酸(分析纯)、果胶酶(50 0 U/g):山东隆科特酶制剂有限公司;没食子酸(纯度 98%):天津市科秘化学试剂有限公司;无水乙醇、水杨酸(均为分析纯):国药集团化学试剂有限公司;福林试剂(分析纯):茂名雄大化工有限公
16、司;DPPH(分析纯):合肥巴斯夫生物科技有限公司;三氯乙酸(分析纯):烟台健硕化工有限公司;硝酸铝(分析纯):天津市大茂化学试剂厂;酵母浸出粉陈葡萄糖(yeast extract peptone dextrose,YPD)培养基:青岛希望生物技术有限公司。其他试剂均为国产分析纯。1.2仪器与设备ME204E电子天平:梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;GZX-9240MBE电热鼓风干燥箱:上海博讯实业有限公总第37 8 期司医疗设备厂;HH.S21-8-S数显式电热恒浴锅、SPX-400-I生化培养箱:上海跃进医疗器械有限公司;FE28电位滴定仪:梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;ATC手
17、持式折光仪:池州施耐得智能科技有限公司;GC-2010pro气相色谱(gaschromatography,GC)仪:岛津仪器(苏州)有限公司。1.3试验方法1.3.1红枣果酒发酵工艺流程及操作要点1红枣挑选清洗蒸煮去核浸泡热水浸提冷却酶解浸提过滤调节pH调整糖度添加SO2接种酵母一主发酵澄清过滤装瓶灭菌成品操作要点:红枣预处理:挑选无霉变虫害的红枣,洗净,上锅蒸10min,去核,无菌水2 5常温浸泡30 min后,按照料液比1:5(g:m L)添加10 0 热水浸提45min,冷却至37 40 备用。酶解浸提、过滤:将果胶酶(添加量0.3g/L)加入料液中,50 酶解4h,过滤,滤液备用。调节
18、pH:采用0.1g/mL的柠檬酸调节pH到3.54.0 之间。调整糖度:设置预设酒精度为10%vol,添加蔗糖将红枣汁糖度调整至2 2 Bx。添加SO2:添加8 0 mg/LSO2,可以减少发酵过程中微生物污染,抑制杂菌生长,保证酒的正常发酵。接种酵母:按0.3g/L红枣液取酿酒酵母溶于10 倍体积的无菌水中,37 活化30 min后备用。按照0.3g/L红枣液取非酿酒酵母溶于10 倍体积的无菌水中,37 活化30 min后备用。将酿酒酵母和非酿酒酵母接种于红枣液中。主发酵:将处理好的发酵液用保鲜膜封口,2 8 条件下发酵9d,每天早晚各排一次气。澄清、过滤:在发酵好的酒液中加入0.5%皂土,
19、静置澄清,过滤即得澄清酒体。装瓶、灭菌:装瓶后进行巴氏杀菌,8 7 灭菌30 min,即得红枣果酒成品。1.3.2红枣果酒发酵工艺优化单因素试验在调整后的红枣液中先加入0.3g/L的酿酒酵母,然后再分别加入0.1g/L、0.2 g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L的非酿酒酵母,考察非酿酒酵母添加量对红枣果酒感官评分及酒精度的影响。在此基础上,依次考察SO2添加量(0、40 mg/L、80mg/L、12 0 mg/L、16 0 mg/L)及初始糖度(18 Bx、2 0 Bx、22Bx、2 4Bx、2 6 Bx)对红枣果酒感官评分及酒精度的影响。1.3.3红枣果酒发酵工艺优化正交试验在
20、单因素试验基础上,以感官评分和酒精度为评价指标,选取非酿酒酵母添加量(A)、SO 2 添加量(B)和初始糖度(C)3个因素,采用SPSS22.0软件设计3因素3水平的正交试验,试验设计因素与水平见表1。2112023 Vol.42 No.8212Serial No.378表1红枣果酒发酵工艺优化正交试验设计因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal tests design for fermentationprocess optimization of jujube wineA非酿酒酵母添加量/水平(gLi)10.220.330.41.3.4红枣
21、果酒理化指标的测定参照GB/T150382006葡萄酒、果酒通用分析方法测定红枣果酒的理化指标。酒精度采用重铬酸钾氧化法测定。1.3.5感官评分选取10 名年龄在2 0 2 2 岁且具有果酒品评经验的学生,男女各半,从外观、滋味、香气、典型性对红枣果酒的感官品质进行评定,满分10 0 分,具体评价标准见表2。表2 红枣果酒的感官评价标准Table 2 Sensory evaluation standards of jujube wine项目颜色呈黄褐色,失光浑浊,有悬浮物和沉淀外观颜色呈黄色,基本无光泽,澄清无杂物(10分)颜色金黄,透亮澄清,有一定光泽香气较淡,伴有不良气味香气红枣香气浓,酒
22、香淡,轻微不良气味(30分)红枣香气适中,酒香醇厚,持久浓郁,怡人芳香普遍不明显典型性风格独特,优良(20分)风味独特,典型完美刺喉不柔和,无异味滋味柔和协调,均衡爽口(40分)口味协调,酒香醇厚1.3.6红枣果酒中抗氧化物质含量的测定总黄酮及总多酚含量测定:参考齐习超14的方法;氨基酸态氮含量测定:参考王斯维等18 的方法;维生素C(vitaminC,V C)含量测定:参照GB5009.862016食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定。1.3.7红枣果酒抗氧化活性的测定DPPH自由基清除能力的测定:参考曾臻等19 方法并略微改动。取0.5mL无水乙醇与5mLDPPH乙醇溶液(39.4mg/m
23、L)混合摇匀;取0.5mL不同浓度的红枣果酒样品与5mLDPPH乙醇溶液混合摇匀;取0.5mL红枣果酒样品溶液与5mL无水乙醇混合摇匀;室温下避光静置0.5h,采用紫外可见分光光度计在波长517 nm处测定吸光度值Ao、A r、A 2,计算DPPH自由基清除率,其计算公式如下:DPPH自由基清除率=1.(Ar-A,)China Brewing的方法。超氧阴离子自由基清除能力的测定参考程超等2 1 的BSO添加量/C初始糖度/(mgLi)Bx4020802212024评分标准分值0346710010112021300101115162001516303140100%AoApplication a
24、nd Technology羟基自由基清除能力的测定:参照文献WANGY等2 0 方法。ABTS自由基清除能力的测定:参考TRABELSII等2 的方法。1.3.8数据处理与分析利用SPSS22.0软件进行显著性分析,P0.05表明差异显著,结果以“平均值+标准差”表示。采用Origin8.5软件作图。2结果与分析2.1红枣果酒发酵工艺优化单因素试验结果2.1.1非酿酒酵母添加量对红枣果酒发酵的影响在果酒发酵过程中,非酿酒酵母主要增加香气物质,但非酿酒酵母和酿酒酵母混合发酵可能会使得非酿酒酵母失活2 3,因此考察非酿酒酵母添加量对红枣果酒酒精度及感官评分的影响,结果见图1。15酒精度感官评分14
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