发酵条件对草莓果酒抗氧化性的影响

宋　慧，马利华，陈学红，刘金婷

(徐州工程学院，江苏 徐州　221018)



发酵条件对草莓果酒抗氧化性的影响

宋慧，马利华，陈学红，刘金婷

(徐州工程学院，江苏 徐州221018)

摘要：以草莓为原料，考察初始糖度、酵母接种量、发酵温度、发酵时间等发酵条件对草莓果酒清除DPPH自由基的影响，并确定草莓果酒最佳的发酵条件.实验结果表明：草莓果酒的最佳抗氧化性能的发酵条件是初始糖度16%、酵母接种量0.2%、温度21 ℃、发酵时间8 d，且该条件下草莓果酒的DPPH自由基半数清除率、羟基自由基半数清除率比发酵前分别升高了17.67%、16.94%，发酵后草莓果酒的抗氧化能力得到提高.

关键词：多糖；草莓；发酵；果酒；抗氧化

草莓含有丰富的维生素C、胡萝卜素、果胶和膳食纤维，不仅营养丰富，还具有多种营养保健功效，是水果中的上品[1].果酒是将含有必需的糖份及水份的生果，经过粉碎、压榨、过滤、发酵或是浸泡等工艺方式，经发酵而生成的多样化的低度性饮料酒[2].发酵后的草莓果酒中产生了各种糖苷水解酶，而草莓中又存在着较多的多酚类物质，当糖苷水解酶将这些糖苷键上的葡萄糖水解掉后，就会大幅提高酚羟基的数目，使得维生素、氨基酸、糖、矿物质的含量得到非常高的保留[3]，进而提高其抗氧化性.本研究以草莓为主要原材料，经过科学的发酵，酿造出色泽鲜艳、口味醇厚、果香馥郁的草莓果酒.

1材料与方法

1.1原料、试剂与仪器

草莓，市售；柠檬酸、白砂糖，食品级，市售；果酒酵母，食品级，安琪酵母股份有限公司；全玻璃蛇形蒸馏器，郑州杜甫仪器厂；DS-1高速组织捣碎机，上海标本模型厂；WYT-32型手持糖度仪，上海精密科学仪器有限公司；HH-4型数显恒温水浴锅，常州国华电器有限公司；FA20043型电子天平，上海越平科学仪器有限公司.

1.2方法

1.2.1工艺流程

草莓→选果→去梗→冲洗→护色→漂烫→榨汁→酶解→灭酶→冷却→离心过滤→草莓汁→接种→发酵→陈酿→调配→杀菌→冷却→成品

1.2.2酵母接种量、初始糖度、发酵温度及发酵时间的影响

称取适量的草莓果汁，分别接种质量分数0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%的果酒酵母，初始糖度为16%， 21 ℃下发酵8 d，测定DPPH的清除率.

称取适量的草莓果汁，接种质量分数0.2%的果酒酵母，将初始糖度分别调整为12%、14%、16%、18%、20%，21 ℃下发酵8 d，测定DPPH的清除率.

称取适量的草莓果汁，接种质量分数0.2%的果酒酵母，初始糖度为16%，将发酵温度分别调整为18，21，24，27，30 ℃，发酵8 d，测定DPPH的清除率.

称取适量的草莓果汁，接种0.2%的果酒酵母，初始糖度为16%，21 ℃下分别发酵2，5，8，11，14 d，测定DPPH的清除率.

1.2.3最佳酒精发酵工艺条件的确定

在单因素试验的基础上，以接种量、初始糖度、发酵时间、发酵温度为实验因素，以DPPH清除率为响应值，利用Design-Expert 8.05 软件，采用中心组合设计，优化酒精发酵工艺参数.具体见表1.

表1　因素水平表

1.2.4其他指标的测定

采用硫酸-蒽酮法，并参照文献[4]中的方法，测定多糖含量；参照文献[5]中的方法测定多酚含量；参照文献[6]中的方法测定羟基自由基活性；参照文献[7]中的方法测定DPPH自由基活性清除能力.

2结果与分析

2.1酵母接种量、初始糖度、发酵温度及发酵时间对果酒清除DPPH自由基的影响

实验结果表明：随着接种量增加，果酒清除DPPH自由基能力也在升高，但超过0.2%以后，清除能力略有下降.如图1所示.

实验结果表明：随着初始糖度增加，果酒清除DPPH自由基能力也在升高，但超过16%以后，清除能力略有下降.如图2所示.

图1　酵母接种量对果酒清除DPPH自由基的影响　　图2　初始糖度对果酒清除DPPH自由基的影响

实验结果表明：随着发酵温度增加，果酒清除DPPH自由基的能力也在升高，但超过21 ℃以后，清除能力略有下降.如图3所示.

实验结果表明：随着发酵时间增加，果酒清除DPPH自由基的能力也在升高，但超过8 d以后，清除能力略有下降.如图4所示.

图3　发酵温度对果酒清除DPPH自由基的影响　　图4　发酵时间对果酒清除DPPH自由基的影响

2.2最佳发酵条件

在单因素试验的基础上，以DPPH清除率值为响应值，利用Design-Expert 8.05 软件，采用中心组合设计优化酒精发酵工艺参数.具体分析结果见表2.

表2　响应曲面二次回归方程模型方差分析结果

对试验数据进行拟合，得到DPPH清除率对接种量、初始糖度、发酵时间和发酵温度4个因素的二次多项回归模型：DPPH清除率=95.58+2.31× A-0.050×B+0.19×C+0.87×D-0.25×A×B-1.02×A×C-0.55×A×D+0.15×B×C-1.4×B×D-0.3×C×D-11.82×A2-0.76×B2-0.12×C2-1.91×D2.从方差分析结果可知，因素A、D、AC、BD对DPPH清除率影响具有统计学意义(P<0.0001).同时,该模型的失拟项无统计学意义(P>0.05)，表示正交试验结果和数学模型拟合良好，即模型选择合适，可用该模型推测试验结果.回归方程相关系数R2=0.998，说明DPPH清除率有99.8%来源于所选变量.

根据回归方程，作响应面图，考察所拟合的响应面的形状，分析接种量、初始糖度、发酵温度和发酵时间对DPPH清除率的影响.其响应面如图5、图6所示，从中可知该结果与之前的单因素实验结果一致.优化后发酵条件为初始糖度16%、酵母接种量0.2%、温度21 ℃、发酵时间8 d.发酵所得的果酒酒精度为9.4%，其清除DPPH自由基半数清除率为94.96%.

图5　发酵时间、接种量相互作用的响应面

图6　发酵温度、初始糖度相互作用的响应面

2.3草莓果酒多糖含量、多酚含量的变化

草莓果酒发酵前后多糖含量、多酚含量的比较结果如图7、图8所示.从图中可知，草莓果酒发酵后多糖含量从37.8 mg/100 g下降到35.4 mg/100 g，下降了6.35%；而多酚含量则从153.4 μg/100 g上升到201.7 μg/100 g，升高了31.49%.

图7　草莓果酒发酵前后多糖含量的比较　　　　图8　草莓果酒发酵前后多酚含量的比较

图9　草莓果酒发酵前后清除DPPH能力的比较

2.4草莓果酒抗氧化能力的变化

草莓果酒发酵前后清除DPPH能力、清除OH能力的比较如图9、图10所示.从图中可知，草莓果酒发酵后清除DPPH自由基能力、清除OH自由基能力均有所提高，半数清除率比发酵前分别升高了17.67%、16.94%，而这些说明草莓果酒发酵后抗氧化能力得到较大提高.

图10　草莓果酒发酵前后清除OH能力的比较

3结论

草莓果酒的最佳发酵条件是：初始糖度16%，酵母接种量0.2%，温度21 ℃，发酵时间8 d.DPPH自由基半数清除率、羟基自由基半数清除率比发酵前分别升高了17.67%、16.94%.本研究得到的草莓果酒能很好地保留多糖物质，多酚物质的含量也较高，其抗氧化能力得到提高.

参考文献：

[1] 罗学兵,贺良明.草莓的营养价值与保健功能[J].中国食物与营养,2011,17(4):74-76.

[2] 马绍威.我国果酒业的现状及发展对策[J].中国食物与营养,2005,11(3):37-38.

[3] 魏玮.草莓发酵乳饮料的研制[J].农产品加工,2013(6):35-36.

[4] 陈留勇,孟薛军,孔丘莲,等.黄桃水溶性多糖的提取和分离纯化[J].食品科学,2004,25(1):81-84.

[5] 陈欣欣,许时婴.黑莓渣提取物中多酚类化合物抗氧化活性的研究[J].食品工业,2007(3):3-6.

[6] 朱尚彬,聂少平,朱盼,等.黑灵芝不同溶剂提取物抗氧化活性比较研究[J].食品科学,2009,30(17):98-101.

[7] 马利华,贺菊萍,秦卫东,等.洋槐花提取物抗氧化性能研究[J].食品科学,2007,28 (9):75-77.

(编辑徐永铭)

The Effect of Fermentation Conditions on the Antioxidant Activity of Strawberry Wine

SONG Hui,MA Lihua,CHEN Xuehong,LIU Jinting

(Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221018, China)

Abstract:Taking strawberry as the raw material,this paper examines the effect of the clearance rate of the DPPH on the initial sugar,yeast inoculation,fermentation temperature and fermentation time in order to determine the optimal fermentation conditions of strawberry wine.The experiment results show that the best antioxidant properties of fermentation conditions are as follows:incipient sugar degree of 16%,yeast inoculation amount of 0.2%,fermentation temperature of 21 ℃,fermentation time of 8 days.Under this optimal condition,more than half of the clearance rate were raised and the hydroxyl radical and the DPPH were 17.6%,16.94%.The anti-oxidative activity of the strawberry wine was improved.

Key words:strawberry; fermentation; fruit wine; antioxidant

收稿日期：2015-12-18

基金项目：江苏省苏北科技发展计划项目(BN2015029)

作者简介：宋慧(1960-)，女，教授，主要从事食品加工研究.

中图分类号：TS262.7

文献标志码：A

文章编号：1674-358X(2016)02-0079-05