黄酮类化合物的添加对啤酒品质的影响

杨天佑,张蕾,田静,于永昂

（1.河南科技学院,河南新乡453003；2.现代生物育种河南省协同创新中心,河南新乡453003）

黄酮类化合物的添加对啤酒品质的影响

杨天佑1,2,张蕾1,2,田静1,2,于永昂1,2

（1.河南科技学院,河南新乡453003；2.现代生物育种河南省协同创新中心,河南新乡453003）

利用DPPH分光光度法测定啤酒中添加不同质量浓度的芦丁和芹菜黄酮提取物对DPPH自由基清除率的影响,同时测定了添加不同质量浓度的芦丁和芹菜黄酮提取物对啤酒双乙酰含量、酸度、浊度等指标的影响.结果表明：两种天然活性物质加入啤酒后,啤酒对DPPH自由基的清除率随加入物质质量浓度的升高而增大,啤酒中双乙酰的含量也有所增加,并且添加后啤酒的双乙酰含量、酸度、浊度都符合国家标准.

保健啤酒；黄酮类化合物；二苯代苦味酰肼（DPPH）；双乙酰；酸度；浊度

啤酒是酒类中乙醇含量最低的世界性饮料酒,而且营养丰富,含有糖、蛋白质、维生素等多种营养物质,适量饮用有益于身体健康,因此为世人所推崇,是世界产量最大的饮用酒.随着人民生活水平的提高和食品消费观念的转变,人们更多地追求“绿色饮料”、“保健啤酒”[1].目前,有关啤酒保健等方面的研究及开发已成为啤酒行业的热点,在啤酒酿造过程中存在和产生的一些黄酮类化合物是开发保健啤酒的重点研究内容.

黄酮类化合物是自然界中广泛存在的一类多酚化合物[2-4].作为天然活性物质,它具有很强的抗氧化作用.众多研究表明,黄酮类物质具有很强的清除自由基、抗衰老、增强机体免疫力的功能,还具有降血压、降血糖、降血脂、抗肿瘤、抗炎、治疗心血管疾病等作用[5-7].因此,被广泛应用于食品、医药、日化、饲料等领域,但其最大的应用前景还是在健康食品以及功能性食品领域.

芦丁保健啤酒和芹菜黄酮保健啤酒除了具有啤酒的营养外,还具有调节人体生理活动的功能,如增强免疫力、抗衰老、调节血脂、调节血糖、调节血压、改善胃肠道功能、改善营养性贫血、改善睡眠、促进生长发育、促进化学毒物排出、缓解慢性肾衰竭等,能对人体起到促进健康的作用.本研究旨在探讨芹菜黄酮和芦丁两种天然活性物质以不同质量浓度添加后对啤酒品质,如DPPH清除率、双乙酰含量、酸度及浊度等的影响,以期为此类保健啤酒的酿造提供参考依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料

啤酒由新乡寒山啤酒厂馈赠；芦丁（质量浓度为5.64 mg/mL）购自西安市小天草生物制剂有限公司；芹菜黄酮提取物由封芹中提取得到.

1.2 试验方法

1.2.1 芹菜黄酮提取物的制备称取一定量的芹菜干粉末,以一定料液比加入一定量的乙醇溶液为提取剂,恒温水浴提取一定时间后,真空抽滤,分离得到上清液,即为黄酮提取物.

1.2.2 标准曲线的绘制参照易建华等人的方法[8],精密吸取芦丁标准溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL分别置于6支10 mL具塞试管中,各加体积分数为30%的乙醇溶液,使溶液体积为5 mL.精确加入质量分数为5%的NaNO2溶液0.3 mL,摇匀,放置6 min后,加入质量分数为10%的Al（NO3）3溶液0.3 mL,摇匀,放置6 min后加入1 mol/L的NaOH溶液4 mL,加水0.4 mL,摇匀,放置15 min.以第一管为空白,于510 nm波长下测定吸光度,以吸光度为纵坐标,质量浓度为横坐标,绘制标准曲线,求出回归方程.

1.2.3 芹菜总黄酮的测定参照易建华等人的方法[8],根据测得的吸光度,利用标准曲线计算样品总黄酮量.

1.2.4 分光法测定DPPH自由基清除率二苯代苦味酰肼自由基（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）是一种稳定的自由基,在有机溶剂中呈紫色,并于517 nm处有强吸收[9].当有自由基清除剂存在时,DPPH的单电子被分配而使其颜色变浅,在最大吸收波长处的吸光度变小,利用比色法可以检测自由基清除情况,从而评价样品的抗氧化能力[10-11].该能力用清除率表示,清除率越大,抗氧化能力越强[12-13].

待测液的配制：分别取上述一定质量浓度的芦丁溶液和芹菜黄酮提取物溶液,用体积分数为40%的乙醇溶液稀释,使其最终质量浓度分别为25、50、75和100 mg/L,另设空白对照和50 mg/L vb阳性对照.

将2 mL待测液及2 mL DPPH溶液置于一具塞试管中,摇匀,放置30 min,以无水乙醇为空白对照,分别于517 nm处测其吸光度Ai,并以下式计算清除率：

式中：Ac为2 mL无水乙醇加2 mL DPPH溶液的吸光度；Ai为2 mL待测液加2 mL DPPH溶液的吸光度；Aj为2 mL待测液加2 mL无水乙醇的吸光度.

1.2.5 双乙酰含量的测定参照祝美云等人[14]的方法进行双乙酰含量的测定.含量计算公式为

式中：X为试样的双乙酰含量/（mg/L）；A335为试样在335 nm波长下用10 mm比色皿测得的吸光度；2.4为吸光度与双乙酰含量的换算系数.

1.2.6 酸度的测定取酒样每浓度梯度一瓶在40℃水浴锅中水浴20～30 min,然后取出振荡5 min,静置冷却至室温,每瓶取50 mL用NaOH溶液滴定至pH 8.2为止,记录NaOH溶液用量,按下式计算：

式中：c为所用NaOH溶液的质量浓度,c=0.108 6 g/mL；v为滴定所用去的NaOH溶液的体积/mL.

1.2.7 浊度的测定用浊度仪分别测定各浓度梯度的待测液.啤酒的浊度一般≤0.5 EBC.

2 结果与分析

2.1 总黄酮含量的测定

根据芦丁标准曲线,求得回归方程为y=7.31x+1.002 3,R2=0.997.通过标准曲线,可以计算出芹菜黄酮物质质量浓度为163.5 mg/mL.

2.2 不同质量浓度的芦丁和黄酮类物质对DPPH清除率的影响

啤酒中加入不同质量浓度的芦丁和黄酮类物质后,对啤酒DPPH自由基清除率的影响分别见图1、图2.

图1 啤酒中添加不同质量浓度的芦丁对DPPH清除率的影响Fig.1 Effect of different concentration of rutin on removal rate of DPPH in the beer

图2 啤酒中添加不同质量浓度的芹菜黄酮提取物对DPPH清除率的影响Fig.2 Effect of different concentration of celery flavonoids on removal rate of DPPH in the beer

由图1和图2可知,两种天然黄酮类物质的添加都能使啤酒对DPPH自由基清除率提高,且随芦丁和黄酮类物质质量浓度的增加,DPPH清除率也逐渐增大,说明抗氧化性逐渐增强.添加芦丁质量浓度为100 mg/L的啤酒的DPPH清除率比原啤酒提高了38.37%,添加芹菜黄酮提取物质量浓度为100 mg/L的啤酒的DPPH清除率比原啤酒提高了16.23%.

2.3 不同质量浓度的芦丁和黄酮类物质对啤酒中双乙酰含量的影响

啤酒中双乙酰含量是衡量啤酒是否成熟的重要指标,当其含量达到一定数量时,会破坏啤酒品质,使其具有不正常的口味,一般双乙酰质量浓度在0.1 mg/L以下时,即可对啤酒降温至0℃,进入贮酒阶段.啤酒中添加不同质量浓度的芦丁和黄酮类物质对双乙酰含量的影响结果见图3、图4.

图3 啤酒中添加不同质量浓度的芦丁对双乙酰含量的影响Fig.3 Effect of different concentration of rutin on the content of diacetyl in the beer

图4 啤酒中添加不同质量浓度的芹菜黄酮提取物对双乙酰含量的影响Fig.4 Effect of different concentration of celery flavonoid extracts of diacetyl content in the beer

由图3、图4可知,啤酒中加入不同质量浓度的芦丁和黄酮类物质后,双乙酰含量随着天然物质质量浓度的增加而增加,且都符合国家标准（≤0.1 mg/L）[15].说明芦丁和黄酮类物质的添加在不影响啤酒品质的前提下,提高了啤酒中的双乙酰含量,促进了啤酒的成熟.

2.4 不同质量浓度的芦丁和黄酮类物质对啤酒酸度的影响

啤酒酸度是评价啤酒风味及品质的一个重要指标.不同质量浓度的芦丁和黄酮类物质对啤酒酸度的影响结果见图5、图6.

图5 啤酒中添加不同质量浓度的芦丁对酸度的影响Fig.5 Effect of different concentration of rutin on the acidity of beer

图6 啤酒中添加不同质量浓度的芹菜黄酮提取物对酸度的影响Fig.6 Effect of different concentration of celery flavonoids extracts on the acidity of beer

由图5、图6可知,添加不同质量浓度的芦丁和黄酮类物质后,啤酒酸度均没有超过国家标准限定的2.6 mL/100mL[15].说明添加芦丁和黄酮类物质后的啤酒酸度达标,理论上可以投入生产.

2.5 不同质量浓度的芦丁和黄酮类物质对啤酒浊度的影响

啤酒的浊度是决定啤酒品质的一个重要方面,浊度的高低直接影响啤酒的品质.啤酒浊度的国家标准是不超过1.2 EBC[15].在寒山啤酒厂的内部生产中,一般控制在0.5 EBC以下.不同质量浓度的芦丁和黄酮类物质对啤酒浊度的影响见图7、图8.

图7 啤酒中添加不同质量浓度的芦丁对浊度的影响Fig.7 Effect of different concentration of rutin on the turbidity of beer

图8 啤酒中添加不同质量浓度的芹菜黄酮提取物对浊度的影响Fig.8 Effect of different concentration of celery flavonoids extracts on the turbidity of beer

由图7、图8可知,啤酒浊度随加入的芦丁和天然黄酮类物质的质量浓度的增加而逐渐升高,但都没有超过寒山啤酒厂的内控标准（≤0.5 EBC）,符合寒山啤酒厂的生产要求.

3 结论

从试验结果可以看出,芦丁和芹菜黄酮提取物两种天然活性物质加入啤酒中后,啤酒对DPPH自由基的清除率随加入物质浓度的升高而增大,啤酒中双乙酰的含量也有所增加,并且添加后啤酒的双乙酰含量、酸度、浊度都符合国际标准.说明两种天然活性物质的添加不会破坏啤酒的风味,并能提高啤酒的品质及抗氧化能力.本试验从理论上证明了芦丁保健啤酒和芹菜黄酮保健啤酒酿造的可行性,并为两种保健啤酒的各项指标提供了试验数据,为两种保健啤酒的投入生产做好了前期探索.

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（责任编辑：邓天福）

Influence of flavonoids on beer quality

YANG Tianyou1,2,ZHANG Lei1,2,TIAN Jing1,2,YU Yongang1,2
（1.Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China；2.Collaborative Innovation Center of Modern Biological Breeding of Henan Province,Xinxiang 453003,China）

The DPPH free radical clearance was determined by adding different concentrations of rutin and celery flavonoid extracts in beer using DPPH spectrophotometry.Meanwhile,the content,acidity,turbidity and other indicators of diacetyl in beer were measured.The results showed that after the two kinds of natural active substances were added into beer,the DPPH free radical clearance increases with increase of the concentration of adding material,and the content of diacetyl in beer also increased.In addition,the diacetyl content,acidity and turbidity were in line with international standards.

health care beer;flavonoids;DPPH;diacetyl;acidity;turbidity

TS262.5

A

1008-7516（2016）01-0015-05

10.3969/j.issn.1008-7516.2016.01.004

2015-11-19

国家自然科学基金项目(1305047);河南省教育厅科学技术研究重点项目(12A180011);河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目(2014GGJS-100)

杨天佑(1978―),男,河南安阳人,博士,副教授.主要从事发酵工程研究.