草莓酒发酵过程中组分和抗氧化性的变化

程诗韔+孙倩+王林+黄植+李亚辉

摘要：通过对草莓酒理化指标、微生物指标、总酚含量、总黄酮含量和抗氧化活性的测定，研究了其在发酵过程中组分和抗氧化性的变化。结果显示，草莓酒在6天内基本完成发酵，SO2和干浸出物含量在发酵中逐渐降低，pH和总酸含量变化较小，挥发酸含量逐渐升高。在主发酵期酵母菌为优势菌群，主发酵结束后酵母菌逐渐衰亡，其他微生物开始生长。总酚和总黄酮含量在发酵前期逐渐上升，后期逐渐下降。DPPH自由基清除率、羟自由基清除率和总抗氧化活性在发酵中都逐渐降低，总抗氧化性下降较小。此研究为进一步优化草莓酒发酵工艺和提高草莓酒品质奠定了一定的基础。

关键词：草莓酒；发酵；组分；抗氧化性

程诗韔，孙 倩，王 林，等. 草莓酒发酵中组分和抗氧化性的变化[J]. 农业工程技术，2017，37（20）：19-22.

草莓（Strawberry），又叫洋莓、红莓和地莓，属蔷薇科草莓属多年生浆果草本植物[1-2]。其果实色泽鲜艳、香味浓郁、柔软多汁、酸甜可口，深受人们的喜爱。草莓果实营养丰富，富含多糖、维生素、氨基酸、矿物质及多酚类生物活性物质，具有消暑解热、利尿止泻、生津止渴、抗癌、抗氧化、预防心血管疾病等多种功效[3-5]。草莓不仅可以防治各种疾病还可以增强人体健康，具有较高的营养价值和保健功能，因此素有“水果皇后”和“活的Vc结晶”等美誉[6-8]。草莓果皮薄、含水量大、组织娇嫩且缺乏坚硬外皮保护，贮藏性差、保质期短，当前主要以鲜果销售和鲜食为主[9]。

中国是世界草莓生产大国，拥有优质的草莓品种资源和广泛的种植面积，草莓的种类和数量已经位于世界前列[10-11]。新鲜草莓不耐贮运而且保质期较短，旺果时期腐烂现象严重，给果农造成巨大经济损失，因此对其进行深加工是草莓产业发展的必由之路。草莓酒是以草莓为原料的生物发酵制品，其不仅最大限度地保留了草莓果实中的营养成分和保健功能因子，而且通过发酵还产生了大量生物活性物质，草莓酒是草莓进行深加工的重要途径之一[12]。开发草莓酒，不仅能为酒类市场提供新的果酒品种，满足消费者需求，同时还能带来很好的经济效益和社会效益。

草莓酒是一种新兴果酒，目前其生产方法主要参照葡萄酒的酿造工艺，而对其发酵过程中很多参数还不是很清楚。本文研究了草莓酒发酵过程中组分和生物活性的变化，以期为优化草莓酒发酵条件和提高草莓酒品质奠定一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

章姬草莓（固形物含量，14 Brix），安徽省黄山市屯溪区新潭镇竹林村胡泉家庭农场提供。

果胶酶、偏重亚硫酸钾、酵母DV10、硅藻土：上海杰兔工贸有限公司；菲林试剂、NaOH标准液、葡萄糖标准液、碘标准液：深圳市博林达科技有限公司；FeSO4、邻苯三酚、铁氰化钾：天津科密欧试剂公司；福林酚试剂：上海荔达生物科技有限公司；没食子酸标品、芦丁标品、VC标品：美国sigma公司；其他试剂均为市售分析纯。

1.2 仪器与设备

控温冰箱：北京福意联电器有限公司；玻璃整流器、酒精计、密度瓶：上海玻璃仪器厂；pH酸度计：梅特勒-托利多；UV-3802H紫外可见分光光度仪：上海尤尼柯仪器有限公司；LRH-150生化培养箱：上海一恒科技有限公司；超净工作台：苏州苏净净化设备厂；DSX-280B：手提式蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械厂。

1.3 草莓酒发酵步骤

原料→清洗→破碎→调配→接种→发酵→过滤→陈酿

操作要点：原料挑选完整、无损伤、无病虫害、完全成熟的果实；用清水清洗后沥水完全；破碎同时添加果胶酶50 mg/L、偏重亚硫酸钾140 mg/L，并搅拌均匀；调配中添加蔗糖使草莓汁含糖量为180 g/L，潜在酒精度为10°；接种酵母为葡萄酒酿酒酵母DV10，添加量为0.02%，添加前进行活化；发酵温度为25℃-28℃，发酵过程中每天进行一次倒灌；过滤采用松散密度为0.10-0.20的硅藻土进行过滤；陈酿时间为1个月。

取样：每次取样除测定微生物指标外，其余样品放-4℃冰箱待测。

1.4 方法

1.4.1 理化指标测定。pH值采用酸度计进行测定。酒精度、总糖、总酸、总SO2、游离SO2和干浸出物参照国标GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》进行检测。以上每个样品均重复3次测定。

1.4.2 微生物指标测定。酵母菌数测定：参照GB 4789.15-2010《霉菌和酵母计数》；菌落总数测定：参照GB 4789.2-2010《菌落总数测定》。

1.4.3 总酚含量测定。参照牛雪等[13]所述的福林酚法：取样品0.2 mL，以0.2 mL蒸馏水作为空白，加浓度为0.5 M的福林酚试剂2 mL，混合后室温下精置4 min，然后用75 g/L碳酸钠溶液2 mL中和，在室温下放置2 h后在765 nm波长下测定其吸光值。相同条件下测定不同浓度没食子酸的吸光度，绘制标准曲线。结果以每升样品中含有相当没食子酸的毫克数表示。

1.4.4 总黄酮含量测定。参照刘文旭等[14]所述方法进行测定。取稀释后的样品溶液2 mL与0.2 mL 5 g/100 mL的亚硝酸钠溶液混合。放置5 min后加入0.2 mL 10 g/100mL的氯化铝溶液，混合均匀。5 min后加入2 mL 1 M的氢氧化钠溶液。15 min后在510 nm波长下测定吸光度。以不同浓度芦丁的吸光度绘制标准曲线，结果以每升样品中含有相当芦丁的毫克数表示。

1.4.5 抗氧化活性测定

1.4.5.1 DPPH自由基清除能力测定

参照段宙位等所述方法[15]：取1.5 mL樣品，蒸馏水为空白，在517 nm处测定反应液吸光值，每个样品重复测试3次，结果取平均值。endprint

DPPH·清除率（%） = （1-A1/A0）×100

式中A1为样品组的吸光值，A0为对照组的吸光值。

1.4.5.2 羟自由基清除能力测定

参照李亚辉等所述方法[16]：取1 mL样品，空白组用1 mL水代替样品，每个样品重复3次，结果取平均值。

OH清除率（%）=（A0-（A1-A2）/A0）×100

式中A0为空白组的吸光值，A1为样品组的吸光值，A2为不加显色剂H2O2花色苷溶液的吸光度。

1.4.5.3 总抗氧化活性测定

参照李亚辉等所述FRAP法[17]：取1 mL样品，蒸馏水为空白，每个样品重复3次，结果取平均值。

样品抗氧化活性以达到1.0 mM FeSO4吸光值所需FeSO4的浓度（umol/L）表示，定义为FRAP值。

1.5 数据分析

利用SPSS18.0 和Design Expert V8.0数据处理软件进行数据处理及统计分析。

2 结果与分析

2.1 理化指标的变化

草莓酒发酵过程中理化指标的变化如表1所示。由表1可知，总糖含量在发酵前6天有显著性变化，从182.75 g/L迅速降低至7.75 g/L，之后变化较小，基本稳定在3.65 g/L。酒精度在发酵前6天也有显著性变化，从0度迅速上升至9.50°，之后变化较小，基本稳定在9.60°。总糖和酒精度在发酵过程中含量的变化说明：草莓酒在6天内基本完成发酵，8天后达到干酒的标准，其中第2天到第6天是发酵的主要时期。

干浸出物是酒中干物质含量的多少，其含量的高低与原料和生产工艺密切相关，是衡量酒品质好坏的重要指标之一[18]。草莓酒发酵过程中干浸出物含量逐渐降低，其中前6天下降较快，第8天到第10天下降较慢，过滤和陈酿后下降最快。前6天干浸出物含量下降较快可能是因为在主发酵阶段一些物质被逐渐降解造成的，比如果胶、纤维素、蛋白质等；第8到第10天下降较慢，可能是因为主发酵结束后酒中成分逐渐稳定，酒体逐渐变澄清；过滤和陈酿后下降最快，可能是因为过滤除去了酒中沉淀和杂质，陈酿除去了酒中颗粒性悬浮物和潜在沉淀物，使酒体更澄清。

SO2是抗氧化剂和杀菌剂，对保持果酒品质具有重要作用，是果酒酿造中必不可少的辅料[19-20]。草莓酒发酵过程中SO2含量逐渐降低，其中过滤和陈酿后降低最多。发酵中SO2含量逐渐降低，可能是因为发酵中搅拌、倒灌和CO2溢出带走了部分SO2；过滤使SO2挥发造成其含量下降。陈酿后SO2含量较低，说明在陈酿中要及时补充一定量的SO2，提高酒体抗病能力。

pH值在发酵过程中逐渐降低，总酸含量在发酵过程中逐渐升高，pH值的降低与总酸含量的上升基本一致，两者均变化较小，无显著性差异。

挥发酸是果酒的体温表，是反映果酒在酿造和储藏过程中是否健康的重要指标[21]。本试验草莓酒发酵中挥发酸含量逐渐升高，其中主发酵期上升较小，主发酵结束后上升较快。主发酵期SO2含量较高且酵母菌是优势菌群，抑制了其他杂菌的生长繁殖，因此挥发酸含量有较小变化；主发酵结束后酵母菌数量逐渐减少且SO2含量逐渐下降，导致其他微生物数量逐渐上升，因此造成了挥发酸含量上升。因此，在发酵结束后及时添加一定量的SO2对保持果酒品质具有重要作用。

2.2 微生物指标的变化

草莓酒发酵中微生物指标的变化如图1所示。由图1可知，在整个发酵过程中酵母菌和菌落总数具有相同的变化趋势，先迅速升高，然后保持平稳，再逐渐降低。发酵0天菌落总数明显高于酵母菌总数，这是因为此时刚接种酵母菌，其还未生长繁殖，除了接种酵母外原料自身还携带有其他微生物。发酵前4天酵母菌大量繁殖，酵母菌和菌落总数迅速上升；第4到第10天酵母菌和菌落总数变化较小，基本处于稳定状态；10天后过滤和陈酿使酵母菌和菌落总数大幅度下降。第2到第6天酵母菌数量和菌落总数几乎相等，无显著差异，说明在主发酵期酵母菌为优势菌群，几乎无其他杂菌生长。从第8天开始酵母菌数量开始逐渐小于菌落总数，且差值越来越大，尤其是过滤和陈酿后菌落总数显著大于酵母菌数量。这说明，主发酵完成后随着碳源的减少，酵母菌开始死亡，数量逐渐减少；硅藻土过滤可以除去部分酵母，陈酿中大部分酵母死亡。同时随着SO2含量的减少，对细菌的抑制作用逐渐减小，主发酵结束后部分细菌开始生长，因此造成菌落总数逐渐大于酵母菌数。

2.3 总酚和总黄酮含量的变化

草莓酒发酵中总酚和总黄酮含量的变化如图2所示。由图2可知，发酵前4天总酚含量逐渐增加，第4天达到最高；第4到第8天总酚含量变化较小，无显著差异；10天后过滤和陈酿使总酚含量有较显著的降低。前4天总酚含量逐渐升高，可能是因为随着发酵的进行花色素等多酚物质逐渐溶出到发酵汁中，4天時全部溶出，之后总酚含量保持稳定。过滤和陈酿后总酚含量显著下降，可能是因为随着SO2含量的降低，酒的抗氧化性逐渐降低，在过滤和陈酿中氧气的进入使部分多酚被氧化，从而造成其含量的降低。此结果也说明主发酵结束后添加一定量的SO2对维持酒中总酚物质的含量具有重要作用。

总黄酮呈现出和总酚相似的变化趋势，主发酵期总黄酮含量呈上升趋势，但无显著差异；主发酵结束后总黄酮含量呈下降趋势，其中陈酿后其含量有显著下降。和总酚相比，总黄酮含量在过滤后变化较小，说明草莓中部分多酚的抗氧化性强于草莓中黄酮抗氧化性。总黄酮含量在陈酿后显著下降，可能是因为陈酿中氧气的进入使部分黄酮被氧化，从而造成其含量下降。

2.4 抗氧化活性的变化

果酒可以清除体内过剩自由基，具有美容养颜、抗衰老等多种功效，这些都是基于其抗氧化的作用，抗氧化是果酒重要生理功能之一[22-23]。本试验通过对羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和总抗氧化活性的测定，研究了草莓酒在发酵中抗氧化活性的变化，结果如图3所示。endprint

由图3可知，羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和总抗氧化活性在发酵过程中都逐渐降低，其中DPPH自由基清除率下降了38%，羟自由基清除率下降了25.3%，总抗氧化性下降了10.5%；三者在主发酵期下降幅度较小，后期下降幅度较大。这可能是因为随着发酵的进行发酵液中具有抗氧化作用的SO2含量逐渐减少，同时在发酵中具有抗氧化性的总酚和总黄酮含量也在逐渐减少。虽然三者都有下降，但仍具有较高的自由基清除率和较强的总抗氧化性，说明草莓酒具有一定的美容养颜、抗氧化、防衰老等功效。

3 结论

本文通过对草莓酒理化指标、微生物指标、总酚含量、总黄酮含量和抗氧化活性的测定，研究了其在发酵中组分和抗氧化性的变化。结果表明：草莓酒在6天内基本完成发酵，其中第2到第6天是主要发酵时期；SO2和干浸出物含量在发酵中逐渐下降，其中在过滤和陈酿后下降最快；pH值和总酸含量变化较小，无显著性差异；挥发酸含量逐渐升高，主发酵结束后上升较快。发酵中酵母菌和菌落总数具有相同变化趋势，主发酵期间酵母菌为优势菌群，主发酵结束后随着酵母的衰亡，其他微生物开始生长。總酚和总黄酮含量在发酵中具有相似的变化趋势，主发酵期含量逐渐上升，后期逐渐下降。DPPH自由基清除率、羟自由基清除率和总抗氧化活性在发酵中都逐渐降低，其中DPPH自由基清除率下降最大，总抗氧化性下降较小。此结果说明草莓酒在短时间内即可完成发酵，主发酵结束后应及时补加一定量的SO2以保证酒体的抗病能力，草莓酒具有较好的抗氧化活性。

参考文献

[1] 李亚辉，马艳弘，黄开红，等. 草莓发酵酒澄清稳定处理技术研究[J]. 食品与生物技术学报，2016，35（6）：864-870.

[2] 谢 晶，张利平，王金锋，等. 贮藏温度对草莓理化性质的影响[J]. 食品科学，2013，34（22）：307-310.

[3] Ornelas P，Jose de J，Yahia EM，et al. Physical attributes and chemical composition of organic strawberry fruit （Fragaria x ananassa Duch，Cv. Albion） at six stages of ripening [J]. Food chemistry，2013，138（1）： 372-381.

[4] Sojka M，Klimczak E，Macierzynski J，et al. Nutrient and polyphenolic composition of industrial strawberry press cake [J]. European food reseach and technology，2013，237（6）： 995-1007.

[5] 罗 赟，陈宗玲，宋卫堂. 草莓果实花色苷成分组成鉴定及分析[J]. 中国农业大学学报，2014，19（5）：86-94.

[6] 陈卫平. 不同草莓品种果实品质的比较研究[J]. 江西农业学报， 2010，22（9）：46-48.

[7] 钟正丹，赵长青，赵兴秀，等. 草莓深加工研究进展[J]. 农产品加工，2015，6：61-64.

[8] Joshi VK，Sharma S，Bhushan S. Effect of method of preparation and cultivar on the quality of strawberry wine[J]. Acta alimentaria，2005，34（4）：339-353.

[9] 吕慧威，孙玉梅，卢明春，等. 自选酵母菌株草莓酒发酵特性比较[J]. 食品科学，2010，31（11）：197-201.

[10] 张 慧. 优质草莓品种应用效果比较[J]. 农业科技通讯，2016， 9：155-158.

[11] 花秀凤，钟凤林，林义章，等. 草莓种质资源遗传多样性ISSR分析[J]. 福建农业学报，2013，28（3）： 232-236.

[12] 叶文斌，樊 亮，宫峥嵘，等. 东方草莓酒酿造工艺及香味成分分析[J]. 酿酒科技，2015，12：50-56.

[13] 牛 雪，张军翔，徐国前. 葡萄与葡萄酒中总酚测定方法的研究进展[J]. 食品与机械，2016，32（3）：239-242.

[14] 刘文旭，黄午阳，曾晓雄，等. 草莓、黑莓、蓝莓中多酚物质及其抗氧化活性研究[J]. 食品科学，2011，32（23）：130-133.

[15] 段宙位，谢 辉，窦志浩，等. 酶辅助提取沉香叶多酚及其抗氧化性研究[J]. 食品科技，2016，41（7）：197-202.

[16] 李亚辉，马艳弘，黄开红，等. 超声波辅助酶法提取黑莓酒渣中花色苷工艺优化及其生物活性[J]. 食品科学，2015，36（6）：63-68.

[17] 李亚辉，马艳弘，黄开红，等. 响应面优化复合酶提取芦荟多糖及抗氧化性研究[J]. 食品科学，2014，35（18）：44-49.

[18] 田宝荣，袁猛，袁晓林. FOSS仪-比重瓶法测定葡萄酒中的干浸出物[J]. 中外葡萄与葡萄酒，2016，4：39-41.

[19] Raposo R，Ruiz-moreno MJ，Garde-cerdan T，et al. Effect of hydroxytyrosol on quality of sulfur dioxide-free red wine[J]. Food Chemistry，2016，192：25-33.

[20] 王 玲，庞晓智. 二氧化硫对菠萝酒发酵过程及品质的影响[J]. 食品工业，2010，4：38-40.

[21] 曾英杰，钟秋平，李从发，等. 荔枝酒挥发酸控制技术研究进展[J]. 中国酿造，2013，32（5）：1-4.

[22] 黄丹丹，李 谣，周海媚，等. 发酵酒的抗氧化活性研究进展[J]. 中国酿造，2013，32（7）：1-4.

[23] 梁 晨，张倩雯，盛启明，等. 不同品种蓝莓酒抗氧化能力及其多酚含量分析[J]. 中国酿造，2013，32（8）：46-49.endprint