百香果树莓复合果酒的酿造工艺优化及其体外抗氧化性研究

邢 爽，戚晴晴，方颂平，吴文睿，董书甲，刘 露，蒲顺昌*

百香果树莓复合果酒的酿造工艺优化及其体外抗氧化性研究

邢 爽1, 2，戚晴晴1，方颂平1, 2，吴文睿1, 2，董书甲1, 2，刘 露1, 2，蒲顺昌1, 2*

(1. 亳州学院生物与食品工程系，亳州 236800；2. 养生型配制酒亳州市重点实验室，亳州 236800)

为生产优质果酒，采用单因素结合响应面的方法，以酒体感官评价为指标开展百香果树莓复合果酒的酿造工艺优化研究并测定其多酚含量，之后通过考查复合果酒对DPPH自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基的清除率及其还原力开展百香果树莓复合果酒的体外抗氧化性研究。结果表明：复合果酒的最佳酿造工艺为百香果树莓果浆配比1:2（g·g-1）、初始糖度22.4 Brix、料水比1:1（g·mL-1）、发酵温度19 ℃、发酵时间11 d；与同多酚浓度的Vc相比，此果酒具有更高的羟基自由基和超氧阴离子清除能力，DPPH自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基清除率可达87.8%、66.9%和47.4%，还原力可达29.2%。按照优化的工艺酿造的复合果酒酒度为12.3%(vol)，多酚含量为353.9 mg·L-1，呈红宝石色，清澈透明无悬浮物、有典型的百香果和树莓香气、丰满爽口有新鲜感，具有良好的抗氧化性。

百香果；树莓；复合果酒；酿造工艺；抗氧化性

当前百香果和树莓的主要食用方式是鲜食和现榨果汁，但随着全国栽植规模的不断增大，这两种水果的供给量远远大于需求量，造成大量鲜果的积压溃烂[1-2]，而复合果酒是全面结合这些鲜果的营养成分而酿制酒类饮品，可解决这一现实问题。目前越来越多的研究表明，百香果和树莓均是富含生理活性成分营养价值很高的水果，同时两者还具有极大的药用价值[3-5]。一些研究者对百香果全果进行了深入研究，发现百香果中的活性成分复杂，主要包括黄酮类物质、三萜类物质、生物碱物质等，百香果功效较多，具有抗氧化、消炎抑菌等多种生物活性[6]。同时，另有一些研究者也总结发现树莓中富含多酚类物质、超氧化物歧化酶、花色苷和树莓酮等活性成分，具有显著的抑菌消炎、抗氧化、预防动脉粥样硬化等作用[7-8]。因此，可利用这两种水果酿制复合果酒，得到的果酒不仅色泽绚丽，香气独特，且营养价值高。

本研究主要以百香果、树莓为原料，通过响应面的方法确定百香果树莓复合果酒的最佳酿造工艺生产复合果酒，使树莓和百香果在营养成分和风味上互补，为生产色泽诱人、营养价值高、生产效益好的优质果酒提供技术指导[9-10]。同时，果酒中含有丰富的抗氧化性物质如多酚等，进行复合果酒抗氧化性研究也具有十分重要的意义，不仅有利于果酒的推广与销售，为果酒的营养价值奠定基础，而且对于充分开发百香果、树莓及复合果酒的营养价值具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料与试剂

速冻红树莓，产地山东省烟台市，可溶性固形物10.34%，含酸量2.82 g·100 g-1；百香果，产地广西省玉林市，可溶性固形物15.72%，含酸量3.97 g·100 g-1；果胶酶，法国拉曼德；酿酒酵母D254和焦亚硫酸钾，法国拉曼德；白砂糖，当地超市；福林酚、Tris-HCl缓冲液、无水碳酸钠、DPPH·、邻苯三酚和水杨酸均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司生产。

1.2 仪器与设备

XMTD-204型电热恒温水浴锅；ME204E型电子天平；SPX-400-III型生化培养箱；YCD-EL450型美菱医用冷藏冷冻箱；UV-9000S型紫外可见分光光度计。

1.3 方法

1.3.1 复合果酒酿造工艺流程 如图1所示。

图1 百香果树莓复合果酒酿造工艺流程图

Figure 1 Brewing process flow chart of passion fruit and raspberry compound wine

表1 试验因素及水平设计

表2 感官评分标准

1.3.2 单因素试验研究复合果酒酿造工艺 按照复合果酒酿造工艺流程，分别设置百香果浆与树莓果浆配比为0:1、1:2、1:1、2:1和1:0 g·g-1，初始糖度为10.0、14.0、18.0、22.0和26.0 Brix，料水比为1:0、1:0.5、1:1、1:2、1:3和1:5 g·mL-1，发酵温度为10、15、20、25、30和35 ℃，发酵时间为7、9、11、13和15 d，在一定条件下进行发酵，发酵结束后过滤，对果酒进行感官评价，研究不同变量对百香果树莓复合果酒品质的影响，从而确定最佳的复合果酒酿造工艺。

1.3.3 响应面试验研究复合果酒酿造工艺 通过Box-Behnken设计原理，设计感官评分作为指标的百香果树莓复合果酒酿造工艺的响应面实验（表1），其中A代表发酵温度，B代表百香果与树莓果浆配比，C代表初始糖度，﹣1，0，1分别代表变量的低、中、高水平[11]。根据设计开展试验得出结果并进行验证，利用响应面软件分析寻求最优复合果酒酿造工艺。

1.3.4 复合果酒体外抗氧化性研究方法 参照文献[12-14]中的方法，并以同复合果酒多酚浓度的Vc进行比较研究。

1.3.5 多酚含量的测定方法 采用Folin-Ciocalteu测定方法，对照基准为没食子酸[15]。

1.3.6 水果可溶性固形物含量测定方法 采用NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定折射仪法》测定[24]。

1.3.7 水果含酸量测定方法 采用GB 12456—2021《食品中总酸的测定》中酸碱指示剂滴定法测定[25]。

1.3.8 酒样感官评价方法 百香果树莓复合果酒的感官评分标准如表2所示。复合果酒试样的感官评价考查外观、滋味、香气和典型性4个方面，并邀请具差异性的30人评分[5, 16-17]。

1.3.9 酒度的测定方法 参照文献[18]中的方法，测定结果用体积分数“%（vo1）”表示。

2 结果与分析

2.1 百香果与树莓果浆配比的确定

由图2可知，当百香果树莓果浆配比为1:2时，复合果酒的感官评分最高，百香果的香气较浓郁，其含量太高会导致复合果酒香气太盛、腻口，影响果酒品质，树莓百香果比例需适当。

2.2 初始糖度的确定

初始糖度影响复合果酒酒度，在合适的区域内，酿造过程中的初始糖度与酒度成正比，初始糖度愈高，酵母可利用糖愈多，代谢产物酒精含量愈高，但初始糖度太高反而会抑制酵母生长[19-20]，导致酒度降低，由于在感官评价过程中酒度及含糖量会影响复合果酒口感，导致评分有差异。图3显示，复合果酒的感官评分达到峰值时，混合果浆的最佳初始糖度为18.0 Brix。

图2 百香果树莓果浆配比对复合果酒品质的影响

Figure 2 Effects of the ratio of passion fruit and raspberry pulp to the quality of compound fruit wine

图3 初始糖度对百香果树莓复合果酒品质的影响

Figure 3 Effects of initial sugar content on the quality of passion fruit raspberry wine

图4 料液比对百香果树莓复合果酒品质的影响

Figure 4 Effects of material to water ratio on the quality of passion fruit and raspberry compound fruit wine

图5 发酵温度对百香果树莓复合果酒品质的影响

Figure 5 Effects of fermentation temperature on the quality of compound fruit wine

图6 发酵时间对百香果树莓复合果酒品质的影响

Figure 6 Effects of fermentation time on the quality of compound fruit wine

2.3 料水比的确定

当混合果浆加入过多会导致果酒风味过于腻口，发酵不完全；而果浆加入过少则又会导致复合果酒的风味不足。由图4可知，当料水比为1:1（g·mL-1）时，复合果酒的感官评分最高。

2.4 发酵温度的确定

研究发现：酵母代谢需要合适的温度条件，发酵温度大则代谢强，酵母易将糖转化为副产物的效率高，但易导致果酒不协调；而发酵温度过低，酵母代谢不良，果酒发酵不干，酒精含量少，代谢副产物少，果酒风味寡淡[5, 21-22]。由图5可知，当发酵温度为15 ℃时，复合果酒的感官评分最高。

2.5 发酵时间的确定

发酵周期的长短也会影响酵母代谢水平，在发酵初期酵母少，之后大量繁殖，酒度升高；发酵后期，发酵营养少，抑制酵母代谢的副产物增多，导致果酒品质下降[23]。由图6可知，在接种发酵第11 天时复合果酒的感官评分达到最大值。

2.6 响应面试验

采用Design-Expert.V 8.0.6软件，根据各因素对试验结果的影响进行二次回归模型拟合，拟合后得到如下公式[11]：

= 89.60 + 4.13+ 1.881.75+ 1.50+ 4.25+ 0.755.0527.5523.802

其中为复合果酒的感官评分，、、分别是发酵温度、百香果树莓果浆配比、初始糖度。

软件对表3数据中多酚含量进行分析的结果如表4所示。

表3 百香果树莓复合果酒各因素的正交水平及感官评分结果

表4 回归方程各项的方差分析

注：*表示影响显著（0.010.05），**表示影响极为显著（0.01），—表示影响不显著。

由表4的分析结果可知，模拟为0.000 3小于0.01，模型项显著；2为0.964 7和2adj为0.919 4，均表明此模型可能性高，试验外的客观条件对研究结果影响小，误差小[11]。因此，所得的二次回归模型成立，可预测不同条件下百香果树莓复合果酒的感官品质。由各因素一次项的值可知：酿造过程中影响复合果酒感官重要性的顺序为发酵温度（极为显著）>百香果树莓果浆配比（显著）>初始糖度（显著）[11]。

响应面各因素交互作用分析结果如图7所示。

图7 响应面各因素交互作用图

Figure 7 Response surface interaction diagram

图8 多酚含量测定标准曲线

Figure 8 Standard curve for determination of polyphenol content

图9 复合果酒稀释倍数对DPPH·的清除能力的影响

Figure 9 Effects of dilution ratio of compound fruit wine on DPPH· effect of cleaning capacity

由 Design-Expert.V 8.0.6软件分析，百香果树莓复合果酒的最佳酿造工艺条件为发酵温度19.30 ℃、百香果树莓果浆配比为0.53，初始糖度为22.40 Brix。结合实际试验条件，设置发酵温度19.0 ℃、百香果树莓果浆配比为1:2，初始糖度为22.40 Brix，料水比为1:1，发酵时间为11 d，进行验证实验（平行3次），在此实验条件下，百香果树莓复合果酒的感官评价为 89.3分，与理论值接近，说明拟合模型拟合程度好。

2.7 复合果酒多酚含量的测定

多酚含量测定标准曲线的绘制结果如图8所示。

最终所得多酚含量测定标准曲线方程为：= 0.042 4+ 0.014 3，2= 0.994 07，模型可能性高，标准曲线拟合程度较好[14]。

在最佳条件下酿造百香果树莓复合果酒测定其多酚含量，根据标准曲线结果计算复合果酒中多酚含量为353.9 mg·L-1。

图10 复合果酒稀释倍数对羟自基清除率的影响

Figure 10 Effects of dilution ratio of compound fruit wine on hydroxyl radical impact of clearance

图11 复合果酒稀释倍数对超氧阴离子清除率的影响

Figure 11 Effects of dilution ratio of compound fruit wine on superoxide anion impact of clearance

2.8 复合果酒体外抗氧化性研究

百香果树莓复合果酒具较好的体外抗氧化性，图9、图10和图11分别表示百香果树莓复合果酒对DPPH自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基的清除能力，图12表示复合果酒的还原力水平。由图9—图12可知，复合果酒和Vc对这3种自由基的清除能力及还原力均与溶液稀释倍数即多酚或Vc浓度呈反比。对比而言，复合果酒在清除超氧阴离子和羟基自由基及还原力方面整体均高于同果酒多酚浓度的Vc，分别可达66.9%和47.4%，还原力可达29.2%。复合果酒对DPPH自由基清除率的峰值为87.8%。

图12 复合果酒稀释倍数对其还原力的影响

Figure 12 Effects of dilution ratio on reducing power of compound fruit wine

3 讨论与结论

果酒是一种发酵食品，百香果树莓复合果酒则主要由酵母菌发酵而来的产品，酵母菌的代谢状态对果酒酒质产生极大影响，酵母代谢过程中一方面需吸收营养物质供自身生长繁殖，另一方面主要进行酒精发酵过程产生酒精及其他副产物。酿造过程中的环境条件影响酵母菌代谢，进而影响果酒酒质，因此研究酿造过程的环境条件很有必要。本研究通过单因素结合响应面优化得到果酒的最佳酿造工艺为百香果树莓果浆配比1:2，初始糖度22.4 Brix，发酵温度19 ℃，料水比1:1，发酵时间11 d。在此条件下酿制所得复合果酒的酒度为12.3 %(vol)，多酚含量为353.9 mg·L-1，感官评分89.3分，酒体呈红宝石色，清澈透明无悬浮物、有典型的百香果和树莓香气，丰满爽口有新鲜感。

百香果树莓复合果酒中含有一定量的多酚物质，这些物质具有强抗氧化性，目前主要采用自由基清除的方法开展体外抗氧化性研究，自由基可将细胞和组织分解，影响代谢功能，并会引起不同的健康问题。随着生活水平的提高，具有抗氧化作用的酒引起人们重视，当向酒中加入氧化物质自由基时，酒中具有强抗氧化性的物质发挥作用，通过测自由基的清除率评价果酒的抗氧化性能力[26-27]。本研究主要选取了DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基3种自由基进行研究，其中DPPH自由基是一种稳定的氮中心自由基，常用于抗氧化性研究，羟基自由基与人体细胞的衰老、突变密切相关，是对人体危害最大的一种自由基，超氧阴离子也是人体代谢过程中产生的可以攻击体内生物大分子、引起细胞结构和功能破坏的一种自由基，因此研究果酒对这3种自由基的清除率可有效评价果酒抗氧化性[28-29]。本研究表明复合果酒对超氧阴离子、羟基自由基的清除能力及自身的还原力均比与其相同多酚含量的Vc强。其中复合果酒对DPPH自由基、羟基自由基、超氧阴离子的清除率的峰值分别为87.8%、66.9%和47.4%，复合果酒还原力的峰值为29.2%，说明百香果树莓复合果酒具有良好体外抗氧化活性，一定程度上此果酒具有较优良的营养价值。该研究为百香果与树莓的综合利用提供了新思路，有助于百香果与树莓营养价值的充分开发，后续还可研究此果酒的其他功能性价值，为其更好地投入市场服务。

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Optimization of vinification and study on antioxidant activityof passion fruit and raspberry compound wine

XING Shuang1, 2, QI Qingqing1, FANG Songping1, 2, WU Wenrui1, 2, DONG Shujia1, 2, LIU Lu1, 2, PU Shunchang1, 2

(1. Department of Biology and Food Engineering, Bozhou University, Bozhou 236800;2. Engineering Research Center for Liquor Blending, Bozhou University, Bozhou 236800)

In order to provide a kind of new high-quality fruit wine, the optimization of brewing technology of passion fruit and raspberry compound fruit wine was carried out by using single factor combined with response surface methodology, taking polyphenol content as physical and chemical index and wine body sensory evaluation. Then, the antioxidant activityof passion fruit and raspberry composite wine was studied by examining the free radical scavenging ability of the composite wine on DPPH·, hydroxyl radical and superoxide anion radical and reducing power of the composite wine. It turned out that the optimal brewing process of compound fruit wine was: the ratio of passion fruit to raspberry pulp of 1:2（g·g-1）, initial sugar degree of 22.4 Brix, the ratio of sugar to feed water of 1:1 (g·mL-1), fermentation temperature of 19 ℃ and fermentation time of 11 days. Compared to Vc with the same polyphenol concentration, this compound fruit wine had higher hydroxyl radical scavenging rate and superoxide anion scavenging rate. The DPPH radical scavenging rate, hydroxyl radical scavenging rate and superoxide anion scavenging rate of the compound fruit wine could reach 87.8%, 66.9% and 47.4%, respectively, and the reducing power of composite fruit wine could reach 29.2%. The compound fruit wine brewed according to the optimized process had a wine degree of 12.3%(vol), polyphenol content of 353.9 mg·L-1with the characterstics of ruby color, clear and transparent, no suspended solids, typical passion fruit and raspberry aroma, plump and refreshing, fresh and good antioxidant property.

passion fruit; raspberry; compound fruit wine; brewing technology; antioxidant activity

TS261.4

A

1672-352X (2022)06-1029-07

10.13610/j.cnki.1672-352x.20230106.020

2023-01-07 07:03:16

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail//34.1162.S.20230106.1441.028.html

2022-02-15

亳州学院2019年度院内自然科学研究项目（BYZ2019C01，BYZ2019C02）和安徽省高校自然科学研究项目（KJ2021A1142）共同资助。

邢 爽，讲师。E-mail：761729237@qq.com

蒲顺昌，博士，副教授。E-mail：cauzhangyu@163.com