不同酵母发酵的火龙果酒抗氧化活性及颜色变化

乌日娜，钟秋平，李 雯*

（1.海南大学食品学院，海南海口570228；2.海南大学科研处，海南海口570228）

不同酵母发酵的火龙果酒抗氧化活性及颜色变化

乌日娜1，钟秋平1，李 雯2*

（1.海南大学食品学院，海南海口570228；2.海南大学科研处，海南海口570228）

研究4种不同酵母发酵的火龙果酒在发酵过程中总酚、甜菜苷、抗氧化活性和颜色的变化规律。结果表明，在发酵过程中，4种酵母发酵火龙果酒的总酚、甜菜苷含量均呈下降趋势；L*值、a*值均升高，b*值降低。酵母RC212发酵的火龙果酒的多酚含量最高为272.5 μg/mL，其对DPPH自由基清除率IC50最低为22.98%；酵母R2发酵的火龙果酒的羟自由基清除率、总还原力IC50最低，分别为8.84%、28.52%，并且甜菜苷含量最高为581.4 mg/L。酵母RC212与酵母R2发酵的火龙果酒在抗氧化物质含量、抗氧化活性及红色素稳定性方面均优于酵母DV10与酵母D254发酵的火龙果酒。

火龙果酒；酿酒酵母；抗氧化活性；颜色

火龙果又称红龙果、情人果等，为仙人掌科量天尺属（Hylocereus undatus）和蛇鞭柱属（Seleniereus mejalantous）植物，果肉有红、白、黄等几种不同颜色[1]。火龙果美味可口，其果肉中含有一般植物少有的植物性白蛋白和花青素，且含有丰富的氨基酸、维生素和膳食纤维等，具有很高的营养价值，而红心火龙果更是因为富含对人体有益的β-花青苷而受到广大消费者的欢迎[2]。火龙果酒是以红心火龙果果实为原料发酵而成的低酒精度饮料，保留了火龙果原有的氨基酸、有机酸、矿物质和部分水溶性膳食纤维等对身体有益的成分[3]。火龙果酒中含有大量的抗氧化活性成分，不仅能增加产品的保健作用和食用价值，而且具有抗氧化和抗衰老功能，有益于人体健康[4]。

酿酒过程中酿酒酵母对火龙果酒品质有直接影响，优良的酵母不仅可以保证成品酒的风味品质优良，同时也可以保证成品酒维持较高的抗氧化活性。关于火龙果色素及果酒的研究，颜璐洁等[5]进行了红心火龙果酒酿酒酵母的筛选，其侧重点在于酵母耐SO2能力、发酵能力和耐糖能力的研究；袁星星等[6]研究了红肉火龙果果酒发酵期间品质变化；邹晶[7]进行了火龙果色素结构特征、甜菜苷色素抗氧化活性及其抗氧动力学研究。但少见有不同酿酒酵母发酵的火龙果果酒抗氧化活性及颜色变化的研究。因此，本研究目的旨在探讨4种酿酒酵母发酵期间火龙果果酒的总酚、甜菜苷、DPPH自由基清除率、羟自由基清除率、总还原力以及样品国际照明委员会（Commission Internationale de l′Eclairage，CIE）Lab模式参数的变化，比较分析4种商用酿酒用活性干酵母在发酵火龙果酒过程中果酒抗氧化物质以及抗氧化活性的变化规律，以期为酿制高抗氧化活性及色素稳定的火龙果果酒提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜红心火龙果：海口市南国超市；酵母型号：酵母R2、酵母D254、酵母DV10、酵母RC212、果胶酶：上海杰兔工贸有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）：美国Sigma公司；焦磷酸钠、磷酸二氢钠、碳酸钠、三氯乙酸、三氯化铁、皂土、硅藻土等（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；没食子酸标准品：上海麦克林生化技术有限公司。

1.2 仪器与设备

JYL-Y96九阳高速破壁调理机：九阳股份有限公司；AR124CN电子天平：奥豪斯仪器（上海）有限公司；SHZ-D (Ⅲ)型循环水真空泵：上海鹰迪仪器设备有限公司；HH-4数显恒温水浴锅：常州澳华仪器有限公司；T6新世纪紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；LRH-250A生化培养箱：韶关市泰宏医疗器械有限公司；Biofuge primo R高速冷冻离心机：赛默飞世尔科技有限公司；FE20pH计：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；PAL-1手持糖度计：爱宕科学仪器有限公司；DA-130N便携式密度计/比重计：可睦电子（上海）商贸有限公司。

1.3 方法

1.3.1 红龙果果酒加工工艺流程及操作要点

操作要点：

选择成熟度高、无霉烂变质及无病虫害的新鲜火龙果，清水冲洗、去皮，将果肉打浆，根据果浆的质量添加0.2g/kg果胶酶，42℃条件下水浴酶解2 h，纱布过滤除去果渣，根据所得的果汁体积添加1 g/L皂土，4℃静置24 h，取上清液进行硅藻土抽滤，4 000 r/min离心后得澄清火龙果汁，添加蔗糖调整火龙果汁的糖度至17%。接种前添加120 mg/L的SO2（以偏重硫酸钠的形式添加）[8]。将4种酿酒酵母R2、D254、DV10、RC212于42℃条件下活化30 min，将活化好的酵母接种在火龙果汁中，20℃培养24 h，得到的酵母培养物以10%的接种量分别接种至火龙果澄清汁中[9]，在25℃条件下进行恒温发酵，直至主发酵结束，当火龙果酒酒体表面无气泡产生，酵母生长量、残糖含量与酒精度等趋于稳定说明主发酵结束。主发酵结束后，将火龙果酒经200目滤网过滤澄清，移入新的发酵容器于18℃进行低温陈酿，陈酿结束后移入容器贮存。

1.3.2 酒精度的测量

利用DA-130N便携式密度计进行测量。

1.3.3 总酚含量的测定

总酚（以没食子酸计）含量的测定采用福林-酚（Folin-Ciocalteu）法。

没食子酸标准曲线的制作：称取0.050 g没食子酸，用蒸馏水定容至100 mL，即得到500 μg/mL的没食子酸溶液，分别取0、0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL、0.6mL、0.7mL、0.8mL上述溶液加入50mL容量瓶中，加入10mL水，摇匀。分别加入1 mL Folin-Ciocalteu显色剂，3.0 mL 20% Na2CO3，用蒸馏水定容，室温避光静置显色1.5 h，显色后，于波长760 nm处测定吸光度值，以没食子酸质量浓度（x）为横坐标，吸光度值（y）为纵坐标，绘制没食子酸标准曲线。标准曲线回归方程为y=0.923x+0.009 6，相关系数为R2=0.999。

样品中总酚含量的测定：取1.0 mL样品置于50 mL比色管中，依次加入1.0 mL Folin-Ciocalteu显色剂和3 mL 20%Na2CO3溶液，用去离子水定容至50 mL，充分混合后，避光室温放置1.5 h，于波长760 nm处测定吸光度值。根据没食子酸标准曲线回归方程，计算样品中总多酚含量。

1.3.4 抗氧化能力的测定

DPPH自由基清除能力的测定参考吴朝霞等[10-11]的方法，羟基自由基清除能力的测定参考张伟敏等[12]的方法，总还原能力的测定参照OYAIZU M等[13]的方法。结果以半抑制浓度（50%inhibitory concentration，IC50）（清除率为50%时样品的浓度）表示，根据IC50值的大小判断抗氧化剂清除自由基能力的强弱，IC50越小，其清除自由基能力越强[14]。

1.3.5 甜菜苷含量的测定

根据赵珍珍等[15]的方法，利用体积分数20%的乙醇溶液萃取火龙果酒样品中的甜菜苷后，采用比色法测定其含量[16]。

1.3.6 颜色参数的测定

采用CLELab空间法[17]测定火龙果酒颜色参数。各个参数的定义为：亮度L*值，红绿色调a值*（a*＞0红色色调，a*＜0绿色色调），蓝黄色调b*值（b*＞0黄色色调，b*＜0蓝色色调）。L*值、a值*b*值及计算公式如下：

L*=116(Y/Y0)1/3-16

a*=500[(X/X0)1/3-(Y/Y0)1/3]

b*=200[(Y/Y0)1/3-(Z/Z0)1/3]

X=14.172T440+28.583T540+52.727T610-0.462

Y=9.005T440+62.965T540+28.168T610-0.063

Z=94.708T440+15.889T540-5.233T610+1.777

式中：X、Y和Z是根据国际光学委员（CIE）会推荐的公式计算波长200～700 nm范围内的红、绿、黄三原色刺激值；X0、Y0、Z0是CIE推荐的标准白光的颜色三刺激值，Y0=97.29；Y0=100；Z0=116.14；T440nm=10A440nm；T540nm= 10A540nm；T600nm=10A610nm；A440nm、A540nm、A610nm分别为波长440 nm、540 nm、610 nm处的吸光度值。

1.3.7 统计分析

利用SPSS20.0进行数据统计分析，Origin 8.0软件进行绘图，文中所有分析数据为各组处理3次重复的平均值。

2 结果与分析

2.1 酒精度的变化

由图1可知，不同样品酒精度在火龙果酒整个发酵过程中变化趋势相同，发酵结束后酒精度为酵母R2（11.57%vol）＞酵母D254（10.63%vol）＞酵母DV10（10.47% vol）＞酵母RC212（10.40%vol），酵母R2发酵火龙果酒的酒精度显著高于其他三种酵母发酵火龙果酒的酒精度（P＜0.05）。

图1 不同酵母发酵过程中酒精度的变化Fig.1 Changes of the alcohol contents during fermentation process with different yeasts

2.2 总多酚的含量变化

由图2可知，不同样品总酚含量在火龙果酒整个发酵过程中变化趋势相同，发酵结束后总多酚含量排列为：酵母R2（272.521 μg/mL）＞酵母RC212（272.511 μg/mL）＞酵母DV10（272.337 μg/mL）＞酵母D254（270.926 μg/mL），但各酿酒酵母之间的总多酚含量差异不显著（P＞0.05）。在发酵的过程中，酚类物质不断被氧化，含量逐渐下降，本实验结论与王行等[18]的结果一致。

图2 不同酵母发酵过程中总多酚含量的变化Fig.2 Changes of the total polyphenol contents during fermentation process with different yeasts

2.3 抗氧化能力的变化

2.3.1 对DPPH自由基的清除作用

由图3可知，发酵结束后，不同样品DPPH自由基的清除能力强弱顺序依次为：酵母RC212（22.98%）＞酵母R2（24.92%）＞酵母DV10（25.42%）＞酵母D254（27.84%），酵母RC212发酵的火龙果酒清除DPPH自由基的能力显著高于其他三种酵母（P＜0.05），酵母R2和酵母DV10之间差异不显著（P＞0.05），但显著高于酵母D254（P＜0.05）。结果表明，4种酵母发酵的火龙果酒的IC50值均会上升，说明在发酵过程中火龙果酒清除DPPH自由基的能力在逐渐下降。

图3 不同酵母发酵过程中DPPH自由基清除率的变化Fig.3 Changes of the IC50of DPPH free radical scavenging rate during the fermentation process with different yeasts

2.3.2 对羟基自由基的清除作用

由图4可知，发酵结束后，不同样品羟自由基清除能力强弱顺序依次为：酵母R2（8.84%）＞酵母RC212（9.03%）＞酵母DV10（9.07%）＞酵母D254（9.55%）。酵母D254酿制的火龙果酒对羟自由基的清除作用显著低于其他3种酵母（P＜0.05），而其他3种酵母之间则差异不显著（P＞0.05）。结果表明，4种酵母发酵的火龙果酒IC50值均上升，说明在发酵过程中火龙果酒清除羟基自由基的能力逐渐下降。

图4 不同酵母发酵过程中羟自由基清除率IC50的变化Fig.4 Changes of the IC50of hydroxyl radical scavenging rate during fermentation process with different yeasts

2.3.3 总还原能力的变化

由图5可知，发酵结束后，不同样品还原能力强弱顺序依次为：酵母R2（28.52%）＞酵母RC212（29.58%）＞酵母D254（30.64%）＞酵母DV10（33.31%）。酵母DV10酿制的火龙果酒总还原力最弱，与其他3种酵母酿制的火龙果酒之间存在显著差异（P＜0.05），而其他3种酿酒酵母之间则差异不显著（P＞0.05）。结果表明，4种酵母发酵的火龙果酒的IC50值均会上升，说明在发酵过程中火龙果酒总还原能力在逐渐下降。

图5 不同酵母发酵过程中火龙果酒总还原能力IC50的变化Fig.5 Changes of the IC50of total reducing power during fermentation process with different yeasts

2.4 甜菜苷含量的变化

由图6可知，整个发酵过程中火龙果酒中的甜菜苷含量不断下降。在发酵初期，随着酒精度的不断升高，甜菜苷由于浸渍作用而不断溶出，致使火龙果酒中的甜菜苷含量在2 d出现峰值；随着发酵的进一步进行，甜菜苷色素逐渐受到pH、光照及氧等不利因素的影响，产生氧化分解反应和光分解反应[15]，从而甜菜苷的含量逐渐下降，本结果与袁星星等[6]利用天然酵母发酵的火龙果酒所得结果一致。发酵结束后，酵母R2发酵的火龙果酒其甜菜苷的含量显著高于其他3种酵母酿制的火龙果酒（P＜0.05），酵母RC212和酵母D254之间差异不显著（P＞0.05），但也显著高于DV10（P＜0.05）。

图6 不同酵母发酵过程中甜菜苷含量的变化Fig.6 Changes of betanin contents during fermentation process with different yeasts

2.5 色泽的变化

由图7A可知，L*值代表亮度，与样品颜色成反比，L*值越高，样品颜色越浅，由于发酵2～3 d甜菜苷含量达到峰值，发酵初期L*值降低，随着发酵的进行，甜菜苷含量不断下降，火龙果酒颜色逐渐变浅，L*值逐渐升高。酵母RC212发酵的火龙果酒L*值明显低于其他3种酵母发酵的火龙果酒，其褪色程度最低，说明该酿酒酵母有利于火龙果酒色素的稳定。

由图7B可知，a*值代表红绿色调，a*＞0代表样品呈现红色色调，随着发酵过程中甜菜苷被不断浸提，a*值则不断上升，但发酵后期随着甜菜苷浸出趋于完全并不断被氧化，a*值逐渐趋于平缓，甚至有下降的趋势。酵母DV10发酵的火龙果酒a*值在后期呈现下降趋势，显著低于其他3种酵母发酵的火龙果酒，说明其甜菜苷含量下降最快。

由图7C可知，b*值代表的是黄蓝色调，b*＜0代表样品呈蓝色色调，在发酵过程中b*值不断下降。酚类物质是产生样品黄色色调的主要来源，而发酵时酚类物质不断氧化损失，导致b*值不断降低。酵母R2与酵母DV10发酵的火龙果酒b*值明显高于其他两种酵母发酵的火龙果酒。

图7 不同酵母发酵过程中L＊值(A),a＊值(B)及b＊值(C)的变化Fig.7 Changes of theL＊(A),a＊(B)andb＊(C)value during fermentation process with different yeasts

3 结论

分别对R2、D254、DV10和RC212 4种酵母发酵的火龙果酒的抗氧化物质含量、抗氧化活性及色泽进行比较分析，结果表明，发酵过程中总酚与甜菜苷的含量均呈下降趋势；DPPH自由基清除能力、羟自由基清除能力及总还原能力逐渐减弱；颜色参数L*值、a*值均升高，b*值降低。酵母RC212发酵的火龙果酒的多酚含量为272.511 μg/mL，高于其他三种酵母发酵的火龙果酒；酵母RC212发酵的火龙果酒的DPPH自由基清除率IC50为22.98%，显著低于其他3种酵母发酵的火龙果酒；酵母R2发酵的火龙果酒的羟自由基清除率IC50为8.84%、总还原力IC50为28.52%，显著低于其他3种酵母发酵的火龙果酒；酵母R2发酵的火龙果酒的甜菜苷含量为581.438 mg/L，显著高于其他3种酵母发酵的火龙果酒；酵母RC212与酵母R2发酵的火龙果酒在抗氧化物质含量、抗氧化活性及红色色素稳定性方面均优于酵母DV10与酵母D254发酵的火龙果酒。

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Changes of antioxidant activity and color of pitaya wine fermented by different yeasts

WU Rina1,ZHONG Qiuping1,LI Wen2*(1.College of Food Science and Technology,Hainan University,Haikou 570228,China; 2.Scientific Research Office,Hainan University,Haikou 570228,China)

The change of total phenols,betanin,antioxidant activity and color during pitaya wines fermentation by four kinds of yeasts were researched. In the process of fermentation,the total phenols and betanin contents in the pitaya wine showed a decreasing trend.L*value anda*value increased, b*value decreased.The polyphenols content in pitaya wines fermented by yeast RC212 was the highest of 272.5 μg/ml,the IC50of DPPH free radical scavenging rate was the lowest of 22.98%.The IC50of hydroxy free radical scavenging rate and total reducing power of pitaya wines fermented by yeast R2 were 8.84%and 28.52%,respectively,and the betanin content was the highest of 581.4 mg/L.The antioxidant substances contents,antioxidant activity and red pigment stability in pitaya wines fermented by yeast RC212 and yeast R2 were better than that in pitaya wines fermented by yeast DV10 and yeast D254.

pitaya wine;Saccharomyces cerevisiae;antioxidant activity;color

TS261.1

0254-5071（2017）01-0102-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.01.021

2016-07-26

海南省重点研发计划项目（ZDYF2016092）

乌日娜（1994-），女，硕士研究生，研究方向为食品发酵。

*通讯作者：李雯（1967-），女，教授，博士，研究方向农产品贮运与保鲜。