牡丹花奶酒的研制及其抗氧化活性
2021-06-10陈曦邢敏李兴国焦超芹郭鸰费鹏
陈曦 ，邢敏 ，李兴国 ，焦超芹，郭鸰，费鹏 *
1. 河南科技大学食品与生物工程学院（洛阳 471023）；2. 河南科技大学河南省食品绿色加工与质量安全控制国际联合实验室（洛阳 471023）；3. 东北农业大学食品学院乳品科学教育部重点实验室（哈尔滨 150030）
奶酒，又称为乳酒，其主要以牛奶、马奶等为原料，在发酵剂的作用下经发酵加工而成，根据制作工艺不同可将其分为发酵性奶酒和蒸馏型奶酒[1]。奶酒呈乳白色，具有舒适的奶香及酒香味，酒精度较低，是蒙古族具有民族特色的一种传统饮料酒[2]。研究表明，奶酒含有丰富的氨基酸、维生素、矿物质等营养物质，以及多种有益微生物，具有较高营养价值[3]。适量食用奶酒还可促进机体新陈代谢，增强免疫力，对于动脉粥样硬化、高血压、高血脂等慢性疾病具有极好辅助治疗作用[4]。
牡丹属芍药科芍药属多年生落叶灌木，是一种药食两用植物，其花大，单生，颜色鲜艳，主要呈深红色、粉红色和白色[5]。牡丹花富含多酚类、黄酮类、没食子酸等活性成分，具有清热解毒、抗肿瘤、抗菌、降血压等功效，经常食用还能起到活血化瘀、美容养颜的作用，因而深受女性人群的青睐[6-8]。同时，其含有的原花色素物质具有较好的抗氧化活性，抗氧化能力分别为维生素E、维生素C的10倍、20倍[9]。此外，牡丹花还含有萜烯类、醇类、酯类等天然香味物质[10]。由此可见，其在改善食品风味及功能性食品的开发方面具有利用价值。刘凤梅[11]研制出的牡丹花葡萄酒风味独特，且具有一定保健功效。赵贵红[12]通过正交试验研究牡丹花粉山药酸奶的最佳配方。除此之外，营养型牡丹梨酒、牡丹花樱桃果酒等产品也已经被开发出来[13-14]。然而关于牡丹花奶酒的研究尚未见报道。
鉴于此，试验以牡丹花、鲜牛乳为主要原料，以感官评价指标为依据，通过单因素试验和正交试验探讨白砂糖、酒曲、牡丹花及脱脂乳粉添加量在牡丹花奶酒中最适比例，确定最佳产品配方。通过测定其对3种不同抗氧化体系的清除效果评估其抗氧化活性，以期为牡丹花综合利用及功能性新型奶酒的开发提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
牡丹花、白砂糖、酒曲、安家脱脂乳粉（洛阳大张超市）。
硫酸亚铁（天津凯通化学试剂有限公司）；邻苯三酚、无水乙醇（天津市德恩化学试剂有限公司）；过氧化氢、DPPH（洛阳昊华化学试剂有限公司）；氢氧化钠（天津市大陆化学试剂厂）；VC、邻二氮菲（北京奥博星生物技术有限责任公司）；D-异抗坏血酸钠（诸城华源生物工程有限公司）。
1.2 仪器与设备
P1203型精密电子天平（梅特勒-托利多仪器有限公司）；DPH-9272型恒温培养箱（上海一恒科技有限公司）；Bcn-1360型生物超净工作台（上海佳胜仪器制造有限公司）；冰箱（青岛海尔股份有限公司）；电磁炉（北京科伟永兴仪器有限公司）。
1.3 牡丹花奶酒的制备流程
牡丹花的筛选、清洗→研磨→混合→杀菌（94℃，1 min）→发酵（添加酒曲室温发酵50 h）→过滤→杀菌（94 ℃，1 min）→检测→成品
1.4 单因素试验
以感官评分为指标，采用控制变量法考察白砂糖添加量（8%，10%，12%，14%和16%），酒曲添加量（0.25%，0.50%，0.75%，1.00%和1.25%）、牡丹花添加量（5%，10%，15%，20%和25%）及脱脂乳粉添加量（7.5%，10.0%，12.5%，15.0%和17.5%）对牡丹花奶酒感官品质的影响，确定最佳添加量。
1.5 正交试验
为获得较为理想的产品，以单因素试验数据为基础，选取白砂糖添加量、酒曲添加量、牡丹花添加量以及脱脂乳粉添加量4个因素，设计L9(34)正交试验对牡丹花奶酒的配方进行优化，试验因素与水平见表1。
表1 正交试验因素水平 单位：%
1.6 感官评定
邀请6人（3男3女）组成评定小组，采用“先漱口、后品尝”方式对所制成的牡丹花奶酒从色泽、香味、气味、风格4个方面进行评分（总共100分），感官评分标准如表2所示。
表2 牡丹花奶酒感官评价表
1.7 抗氧化活性分析
准确称量10 mL牡丹花奶酒与未添加牡丹花的普通奶酒，按照料液比1︰9 g/mL将产品溶解于无水乙醇中进行稀释，混合均匀后4 000 r/min条件下离心10 min，取上清液备用。
1.7.1 牡丹花奶酒对·OH的测定
·OH是活泼性最强、毒性最大的自由基，能够直接对生物大分子、细胞膜等造成严重损伤[15]。参考吴国宏等[16]的方法，采用H2O2/Fe体系反应法进行测定。依次向试管中加入2 mL、2 mL、6 mL浓度6 mmol/L的FeSO4溶液、H2O2溶液、水杨酸，37 ℃水浴15 min，分别加入0.5 mL的牡丹花奶酒上清液，37 ℃条件下水浴30 min，于510 nm处测定其吸光度，记为A1，使用蒸馏水分别代替水杨酸、样品溶液，再次测定其吸光度，记为A2、A0。相同方法处理后的普通奶酒作为对照组，·OH清除率计算如式（1）所示。
1.7.2 牡丹花奶酒对O2-清除率的测定
O2-与机体的氧化损伤有着密切的联系，是评价抗氧化活性的一项重要指标[17]。采用邻苯三酚自氧化法进行测定，参考盛亚男等[18]的方法并做修改。取Tris-HCl缓冲液（pH 8.2）和3 mmol/L邻苯三酚溶液于25 ℃条件下预热20 min，在试管中分别加入1 mL牡丹花奶酒上清液及预热后的Tris-HCl缓冲液4.5 mL、邻苯三酚溶液0.3 mL，振荡均匀，25 ℃水浴5 min后加入1 mL 8 mol/L HCl溶液以终止反应，于330 nm处测定吸光度A1，使用蒸馏水代替邻苯三酚再次测定，其吸光度记为A0。相同方法处理后的普通奶酒作为对照组，O2-清除率的计算如式（2）所示。
1.7.3 牡丹花奶酒对DPPH清除率的测定
DPPH自由基是一种稳定的有机自由基，产品对其清除率的大小是评价抗氧化活性的另一项重要指标[19]。参考任曼妮等[20]的方法，采用DPPH比色法测定并稍作修改。用无水乙醇溶解DPPH使其浓度0.2mmol/L，向样品管中按顺序加入牡丹花奶酒上清液和醇溶DPPH各2 mL；在对照管中依次加入2 mL的牡丹花奶酒上清液和无水乙醇；向空白管按顺序添加2 mL醇溶DPPH和无水乙醇。混合均匀并置于黑暗处静置30 min，于517 nm处检测其吸光度，依次记为A1，A2，A0。相同方法处理后的普通奶酒作为对照组，按照式（3）计算DPPH自由基的清除率。
1.8 数据分析
试验结果以平均数±标准偏差表示，使用SPSS软件对数据进行统计分析，显著性检验采用单因素方差分析（p＜0.05）。
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 白砂糖添加量对牡丹花奶酒感官评定的影响
选取白砂糖添加量为8%，10%，12%，14%和16%，分析白砂糖添加量对牡丹花奶酒感官评定的影响。结果如图1所示，白砂糖添加量12%为最佳。
图1 白砂糖添加量对牡丹花奶酒感官评定的影响
2.1.2 酒曲添加量对牡丹花奶酒感官评定的影响
选取酒曲添加量0.25%，0.50%，0.75%，1.00%和1.25%，分析酒曲添加量对牡丹花奶酒感官评定的影响。结果如图2所示，酒曲添加量0.50%为最佳。
2.1.3 牡丹花添加量对牡丹花奶酒感官评定的影响
选取牡丹花添加量5%，10%，15%，20%和25%，分析牡丹花添加量对牡丹花奶酒感官评定的影响，结果如图3所示。
牡丹花添加量15%的奶酒感官评分最高，之后随着牡丹花添加量增加，感官评分逐渐趋于平缓，这主要是由于牡丹花的香味没有酒味那么强烈，对整体风味变化不明显所致。因此，牡丹花添加量15%为最佳。
图2 酒曲添加量对牡丹花奶酒感官评定的影响
图3 牡丹花添加量对牡丹花奶酒的感官评定的影响
2.1.4 脱脂乳粉添加量对牡丹花奶酒感官评定的影响
选取脱脂乳粉添加量7.5%，10.0%，12.5%，15.0%和17.5%，分析脱脂乳粉添加量对牡丹花奶酒感官评定的影响。结果如图4所示，脱脂乳粉添加量10.0%为最佳。
图4 脱脂乳粉添加量对牡丹花奶酒的感官评定影响
2.2 正交试验
根据单因素试验结果，利用正交试验对牡丹花奶酒的配方进行优化，其试验结果见表3所示。
由表3可以看出，4个因素对牡丹花奶酒感官评分影响的强弱顺序依次为牡丹花添加量＞脱脂乳粉添加量＞酒曲添加量＞白砂糖添加量，且产品的最佳组合为A2B2C2D2，即白砂糖添加量12%、酒曲添加量0.5%、牡丹花添加量15%、脱脂乳粉添加量10%。在此最优组合下，牡丹花奶酒的3次水平验证试验的感官评分分别为90.00，93.00和93.00分，均高于正交试验表中得分。
表3 正交试验结果表
2.3 抗氧化活性分析
2.3.1 牡丹花奶酒对·OH的清除作用
牡丹花奶酒与普通奶酒对·OH清除率的测定结果如图5所示。与普通奶酒相比，牡丹花奶酒对·OH清除能力显著增加（p＜0.05），其清除率为32.61%。试验发现，牡丹花瓣提取物能够显著清除·OH并抑制DNA损伤，且浓度越大，抑制作用越强[21]。因此，结果表明，牡丹花的添加可以增强产品清除·OH的能力。
图5 牡丹花奶酒对·OH的清除率
2.3.2 牡丹花奶酒对O2-的清除作用
由图6可知，牡丹花奶酒对O2-清除率为20.16%，显中著含高有于的普多通酚奶、酒类（黄p酮＜、0.0原5）花。色这素可等能活是性由物于质牡对丹O花2-具有较好清除能力所致，其中牡丹黄酮类化合物对O2-清除能力可达85.1%～92.8%，且高于对·OH清除能力[22]。因此，牡丹花的加入能够明显提高普通奶酒对O2-清除能力。
2.3.3 牡丹花奶酒对DPPH自由基清除作用
以普通奶酒为对照，评估牡丹花奶酒对DPPH的清除效果，结果见图7。牡丹花奶酒对DPPH的清除率为22.45%，显著高于对照组（p＜0.05），且为对照组的17倍。由此可知，牡丹花奶酒具有更强的清除DPPH能力。
图6 牡丹花奶酒对O2-清除率
3 结论
探讨牡丹花奶酒的最佳配方及其抗氧化活性。结果表明，牡丹花奶酒的最佳配方为白砂糖添加量12%、酒曲添加量0.5%、牡丹花添加量15%、脱脂乳粉添加量10%。此外，抗氧化试验结果显示牡丹花的加入使得产品对·OH、O2-、DPPH自由基的清除能力有显著增强作用。牡丹花奶酒不仅实现牡丹花的多方向利用，丰富产品种类，还具有一定抗氧化活性，因此具有良好发展前景。
