不同麦冬添加量对发酵红枣汁品质的影响

龚 兵，王艳芳，徐宝钗，邓秋红，张顶坤，黄译生，胡 鑫，黄 特，王启会，王海燕

（1.湖北文理学院 食品科学技术学院·化学工程学院 鄂西北传统发酵食品研究所，湖北 襄阳 441053；2.江西师范大学 附属医院，江西 南昌 330022；3.湖北科技学院 基础医学院，湖北 咸宁 437100）

麦冬（Liriope spicata）按产地不同主要分为湖北麦冬、四川麦冬以及杭州麦冬，其中湖北麦冬因主产于湖北襄阳欧庙一带而又俗称为襄麦冬，是湖北省的道地药材[1]。其块根含有多糖、黄酮、皂苷、氨基酸、挥发油以及多种微量元素等[2-3]。麦冬作为单方或复方（如参麦注射液、降糖饮、麦门冬汤、麦门冬饮子等）的主要组成药味，广泛用于治疗胃肠道疾病、呼吸系统疾病、糖尿病、心血管系统疾病、免疫系统疾病及肿瘤防治[4-6]等，具有多种药理活性，有较高的药用和保健价值。红枣（Ziziphus jujuba）在我国广泛种植，营养价值及药用价值均很高，被誉为“滋补佳品”和“天然维生素之丸”。新鲜红枣中的含糖量高达19%，蛋白质1.2%，脂肪0.2%，粗纤维1.6%，每100 g红枣鲜肉中含维生素C 410 mg，含有一些矿物质元素如铁、锌、磷、钙、硒等，富含有机酸和人体必需氨基酸[7]。随着生活水平的提高，人们对食品的要求逐渐转向天然、营养和健康的方向，益生菌类保健食品[8-10]也随之走红，市场上出现了一系列发酵红枣产品，如发酵红枣汁、枣酒、枣醋、红枣酸奶、发酵枣粉等越来越受到人们的喜爱。目前，枣酒[11]、枣醋[12]的发酵工艺已经比较成熟，而红枣复合发酵饮料的新型产品却研发较少，复合果汁饮料因其能够实现多种原材料的互补搭配，将会受到人们的欢迎[13]。酵母菌在发酵过程中利用小分子糖，一方面可使糖含量降低；另一方面，酵母菌具有很强的产酶活性，可以产生丰富的氨基酸、麦角固醇、谷胱甘肽、B族维生素，还可以产生一些生长因子等[14]。本研究结合襄麦冬与新疆红枣的优点，利用酵母菌制备混合发酵红枣汁，以麦冬添加量为变量，探究发酵红枣汁的品质变化，并对结果进行主成分分析（principal component analysis，PCA）和聚类分析（cluster analysis，CA），评价添加麦冬发酵红枣汁的整体品质，以期为襄麦冬在食品中的应用开发提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新疆珍珠枣：新疆叶河源果业股份有限公司；襄麦冬：安国数字中药都有限责任公司；活性干酵母BV818：湖北安琪酵母股份有限公司；果胶酶（50 000 U/g）：上海蓝季科技有限公司；芦丁标准品（纯度＞98%）：上海展云化工有限公司；氢氧化钠、硝酸铝、亚硝酸钠、无水乙醇、酚酞、硫酸、硫酸铵、硼酸、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂（均为分析纯）：上海国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

LD-Y300A粉碎机：上海顶帅电器有限公司；LKH-250OF生化培养箱：上海一恒科学仪器有限公司；3-18k离心机：德国SIGMA股份有限公司；YP5002电子天平：上海佑科仪器仪表有限公司；PHS-3E型pH计：上海金迈仪器仪表公司；V-1800紫外分光光度计：上海美普达仪器有限公司；SA402B电子舌：日本INSENT公司；PEN3电子鼻：德国AIRSENSE公司；K1100全自动凯氏定氮仪：海能未来技术集团股份有限公司；UltraScan PRO色度仪：美国HUNTERLAB公司；Abermat 350全自动折光仪：德国ANTON公司。

1.3 实验方法

1.3.1 发酵红枣汁的加工工艺流程

1.3.2 操作要点

红枣打浆：红枣经清洗干燥去核后，按照料液比1∶5（红枣100 g，纯净水500 g）打浆，装入容积约为1 L的发酵罐中。

麦冬粉碎：麦冬经清洗干燥粉碎后，按照不同添加量称取，加入发酵罐中。麦冬的添加量依次为0、2%、4%、6%、8%、10%、15%、20%。

酶解：加入0.3%的果胶酶，于45 ℃条件下酶解2 h[15]，酶解结束后65 ℃灭酶10 min。

灭菌：将发酵罐置于115 ℃高压蒸汽灭菌锅内维持15 min，对发酵原料和容器进行灭菌，冷却至37 ℃。

接种：酵母菌先活化30 min（适量酵母加入5%葡萄糖溶液中置于37 ℃水浴锅中），向每个发酵罐内加入约5%体积分数的酵母菌发酵液。

发酵：调节发酵液pH至5.5，将发酵罐置于37 ℃发酵72 h[16-17]。

过滤、离心：将发酵好的红枣汁（果汁）过滤（双层纱布），取滤液8 000 r/min离心10 min。取上清液置于250 mL样品瓶中，冷藏于4 ℃冰箱备用。

1.3.3 分析检测

色度的测定：参考周书楠等[18-19]的方法；滋味的测定：采用SA402B电子舌[20-22]；风味的测定：参照文献[23-25]的方法；pH的测定：采用PHS-3E型pH计；总酸的测定：参照GB 12456—2021《食品中总酸的测定》的方法；可溶性固形物的测定：参考GB/T 12143—2008《饮料通用分析方法》；色度（L*值表示明亮度，a*值表示红绿度，b*值表示黄蓝度）的测定：采用UltraScan PRO色度仪。

1.3.4 数据处理

采用Stat-200 软件进行显著性差异分析，采用SAS 8.1进行主成分分析，采用Origin 9.5软件进行绘图。每个样品平行测试3次，结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 不同麦冬添加量对发酵红枣汁色度的影响

以未添加麦冬为对照组，不同麦冬添加量对发酵红枣汁色度影响的测定结果见表1。

表1 不同麦冬添加量对发酵红枣汁色度的影响Table 1 Effect of different Liriope spicata addition on the chromaticity of fermented jujube juice

由表1可知，麦冬添加对发酵红枣汁的红绿值（a*值）影响显著（P＜0.05）。与对照组相比，a*值均有不同幅度的上升，在麦冬添加量4%时达到最大值-2.12。麦冬添加对红枣汁的黄蓝值（b*值）影响显著（P＜0.05），与对照组相比，麦冬添加量在2%～10%范围内时，b*值更趋向黄色，在8%时达到最大值35.85，在15%和20%时，b*值减小，在20%时达到最小值29.7。说明麦冬的添加量对红枣汁的a*值和b*值影响都较大，除了麦冬添加量15%和20%时的b*值之外，所有麦冬添加量均有利于形成良好的色泽。麦冬添加量对红枣汁的明亮度（L*值）也有影响，除了在麦冬添加量6%时达到最大值96.75，但与对照组相比差异不显著之外，其余组均有显著差异（P＜0.05），颜色稍暗。综上所述，麦冬添加量在2%～10%范围内有利于改善红枣汁的色泽。

2.2 不同麦冬添加量对发酵红枣汁滋味的影响

以未添加麦冬为对照组，不同麦冬添加量对发酵红枣汁滋味的影响结果见表2。

表2 不同麦冬添加量对发酵红枣汁滋味的影响Table 2 Effect of different Liriope spicata addition on the taste of fermented jujube juice

由表2可知，麦冬添加后对发酵红枣汁的酸味、鲜味、丰度（鲜的回味）影响较大，均有显著增加趋势（P＜0.05）。当麦冬添加量为20%时达到最大值，表明麦冬的添加促进了酵母菌的发酵和产酸，赋予红枣汁较好的滋味口感；其次是涩味和咸味，麦冬的添加，会一定程度上提高红枣汁的涩味和咸味，当麦冬添加量为6%时，涩味达到最大值3.81，而在10%时达到添加组的最小值0.43；在20%时咸味达到最大值2.86；后味A（涩的回味）呈现增加趋势，在麦冬添加量在20%时，涩的回味达到最大值2.00，在添加量为2%时涩的回味在添加组中最小（0.25）；与之相反，苦味除了20%添加组之外，其余组呈下降趋势，在添加量为10%时达到最小值-1.25，说明麦冬的添加会削弱发酵红枣汁本身的苦味。后味B（苦的回味）在麦冬添加量2%时为添加组的最小值0.09。综上所述，麦冬添加量在2%～10%时可以显著增加发酵红枣汁鲜味，同时减少苦味，尤以麦冬添加量10%时发酵红枣汁的苦味最低。

2.3 不同麦冬添加量对发酵红枣汁风味的影响

以未添加麦冬为对照组，不同麦冬添加量对发酵红枣汁风味的影响结果见表3。

由表3可知，与对照组相比，传感器W1C（对芳香类物质灵敏）、W3C（对芳香类物质、氨气灵敏），W5C（对烷烃、芳香类物质灵敏）的响应值下降且差异显著（P＜0.05），说明麦冬的加入并未提升发酵红枣汁的芳香类物质成分；W5S（对氮氧化物灵敏）、W6S（对氢气有选择性）、W1W（对有机硫化物、萜烯类物质灵敏）、W2S（对乙醇灵敏）、W2W（对有机硫化物灵敏）的响应值随着添加量的增加有增加趋势，但在最大添加量20%时显著减少（P＜0.05），说明添加麦冬最大量20%可以明显改善氮氧化物、氢气、有机硫化物、乙醇等多种缺陷性气味。类似地，传感器W1S（对甲烷灵敏）的响应值呈现增加趋势（P＜0.05），但在20%时与对照组无显著差异。W3S（对烷烃灵敏）的响应值呈现增加趋势（P＜0.05），说明随着麦冬的加入，使得发酵红枣汁产生了烷烃类不良气味。综上所述，麦冬的添加量除了20%时可以有效减少缺陷性气味之外，其余浓度对发酵红枣汁风味没有改善作用。

表3 不同麦冬添加量对发酵红枣汁风味的影响Table 3 Effect of different Liriope spicata addition on the flavor of fermented jujube juice

2.4 不同麦冬添加量对发酵红枣汁理化指标的影响

以未添加麦冬为对照组，不同麦冬添加量对发酵红枣汁理化指标的影响结果见表4。

表4 不同麦冬添加量对发酵红枣汁理化指标的影响Table 4 Effect of different Liriope spicata addition on physicochemical indexes of fermented jujube juice

由表4 可知，在红枣浆液中添加麦冬后进行发酵，所得的发酵红枣汁的pH、总酸和可溶性固形物都发生显著变化（P＜0.05）。随着麦冬添加量在2%～20%范围内的逐渐增加，红枣汁的pH 逐渐下降，由4.58下降至3.52。红枣汁中的可溶性固形物和总酸含量均逐渐增加，且在麦冬添加量为20%时达到最大值，分别为20.36 g/L，7.41 g/L；红枣汁中的可溶性固形物主要为可溶性糖类，麦冬中含有丰富的麦冬多糖，红枣和麦冬混合发酵，在酵母菌的发酵作用下，总酸含量逐渐提升，导致红枣汁的pH值逐渐下降。至于从对发酵红枣汁理化指标的影响来看，麦冬添加的适宜量还有待进一步分析。

2.5 不同麦冬添加量发酵红枣汁品质影响的主成分分析

经主成分分析结果发现，不同麦冬添加量发酵红枣汁的整体品质信息主要集中在前三个主成分，累计方差贡献率为90.12%，其中第一主成分方差贡献率为46.63%，第二主成分方差贡献率为36.49%，第三主成分方差贡献率为6.99%。不同麦冬添加量发酵红枣汁的主成分分析结果见图1。

图1 不同麦冬添加量发酵红枣汁的主成分分析结果Fig.1 Principal component analysis results of fermented jujube juice with different Liriope spicata addition

由图1可知，与麦冬未添加组相比，除了15%的麦冬添加量之外，其余组均与色度a*值、b*值靠近且夹角较小，其中10%麦冬添加发酵红枣汁组与a*值夹角最小，反映了这些麦冬添加量组有利于红枣汁形成良好的色泽，趋向于红-黄色；不同麦冬添加量发酵红枣汁的鲜味、丰度（鲜的回味）均位于X轴的正向且与不同添加量组之间的夹角小于未添加组，其中尤以10%、15%麦冬添加发酵红枣汁组与之靠近，表明麦冬的添加有助于提升发酵红枣汁的鲜味。与麦冬未添加组相比，苦味除了20%麦冬添加组之外，其余组均与之夹角较大，表明添加麦冬有助于减少苦味，其中10%麦冬添加发酵红枣汁组与之夹角几乎呈180°，表明该组苦味最低。以上分析与前述实验结果一致。不同麦冬添加量发酵红枣汁品质呈现一定的聚类趋势，麦冬未添加组和20%麦冬添加量时分别位于第三、四象限；其余添加量组均位于第一、二象限。

2.6 不同麦冬添加量发酵红枣汁品质影响的聚类分析

为进一步探究麦冬不同添加量发酵红枣汁品质的差异性，对添加麦冬的发酵红枣汁进行聚类分析，结果见图2。

图2 添加麦冬的发酵红枣汁聚类分析结果Fig.2 Cluster analysis results of fermented jujube juice with Liriope spicata addition

由图2可知，在平均距离为7时，麦冬添加发酵红枣汁被分成3个聚类，未添加麦冬的发酵红枣汁形成了聚类Ⅰ；麦冬的添加量为2%、4%、8%、6%、10%、15%时发酵红枣汁形成了聚类Ⅱ，其中在麦冬添加量为4%～10%范围内所得发酵红枣汁品质最为接近；最大麦冬添加量20%时的发酵红枣汁形成了聚类Ⅲ。与前述结果一致。

3 结论

将麦冬添加入红枣浆液后经酵母菌发酵得到的红枣汁，其色泽和滋味品质发生了显著变化。麦冬添加量10%时赋予了发酵红枣汁良好的色泽，趋向红-黄色，在明显提升发酵红枣汁的鲜味和丰度的同时也极大程度地降低了苦味。遗憾的是麦冬添加改善发酵红枣汁风味的作用不大，后续实验将深入细化，探索麦冬红枣发酵饮品的最佳工艺配比，进一步改善发酵红枣汁的品质，以期得到色、香、味俱佳的麦冬红枣发酵饮品。