葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶的研制及风味鉴赏*

谭 晶，李田田，王倩倩，刘 响，迟乃玉，迟雪梅

（1.大连大学生命科学与技术学院，辽宁 大连 116622；2.辽宁省海洋微生物工程技术研究中心，辽宁 大连 116622）

在葡萄酒酿造的过程中会产生大量的葡萄酒渣，果渣主要由葡萄皮和葡萄籽组成，在我国，大部分葡萄酒厂没有完善的处理和循环利用途径，酿酒后的酒渣通常是作为垃圾处理，造成了大量有益物质的损失也增加了环境压力。因此，如何合理利用果渣中的有效成分是当前面临的一个重要问题[1-2]。

近年来，随着葡萄酒副产物的深入研究，葡萄中含有的活性物质及其作用也引起了广泛的关注[1]。葡萄中含有多酚、维生素、膳食纤维等活性物质，研究显示，葡萄酒果渣里面含有的多酚类化合物具有显著的抗氧化效果[3]，可减缓慢性疾病的发生，如心脑血管疾病为主，高血压、冠心病和脑卒中等慢性病的发病风险，对人体具有显著的健康益处[4-6]。除此之外，还可以用作食品脂质的抗氧化剂，从而降低食品添加剂的用量。膳食纤维由纤维素、半纤维素、果胶、木质素以及可溶性多糖等多种成分所组成，具有调节肠道功能[8]、促进肠道健康[6]、通便、降低血糖和降血压的作用[7-10]。葡萄酒渣含有大量的高品质膳食纤维，果酒、果渣膳食纤维的持水力、膨胀力、结合水力明显大于果汁、果渣膳食纤维，经过高附加值利用后可以展现出重要的保健作用[11-14]。

现阶段对葡萄酒渣的研究，主要是提取活性成分，而对新型功能性食品的研究相对较少。酸奶不仅有良好的风味，常喝酸奶还可减轻乳糖不耐受症、便秘症状、改善幽门螺杆菌的根除率，辅助降低胆固醇和血压等[15-18]，因此被人们称为“最棒的乳制品零食”[19-21]。本文研究了一种以葡萄酒果渣膳食纤维为添加物生产功能性酸奶的生产工艺。在满足消费者对蛋白质、维生素等营养成分的需求基础上，改善乳制品的口感，提高葡萄酒果渣的综合利用率，对开发新型功能性食品具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

葡萄酒渣膳食纤维、嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌、全脂奶粉、白砂糖（精制）、变性淀粉（分析纯）、明胶（分析纯）、海藻酸丙二醇酯（分析纯）、硫酸铜（分析纯）、硫酸钾（分析纯）、硼酸（分析纯）、甲基红（分析纯）、乙醇（分析纯）、溴甲酚绿（分析纯）、次甲基蓝（分析纯）、氢氧化钠（分析纯）、硫酸（分析纯）、盐酸（分析纯）、氨水（分析纯）、石油醚（分析纯）、乙醚（分析纯）、刚果红（分析纯）。

1.2 仪器与设备

HWS-14 型恒温水浴锅、DGL-35B 压力蒸汽灭菌器、LABCONCO 冷冻干燥机、DAR-500 凯氏定氮仪、LQ-A20002 电子天平、101/202 电热恒温鼓风干燥箱。

1.3 方法

1.3.1 葡萄酒果渣膳食纤维的制备

将经过-80 ℃冷冻干燥的葡萄酒果渣粉碎，过60 目筛，密封，避光保存。

1.3.2 持水力测定

称取0.5 g 膳食纤维粉于15 mL 离心管中，加10 mL 蒸馏水，静置过夜（室温），在4000 r/min条件下离心25 min，弃去上清液，称量湿质量。

1.3.3 膨胀力测定

称取0.25 g 膳食纤维粉，测得干样体积，加5 mL 蒸馏水，充分搅拌，静置过夜（室温），读取膨胀后的体积数。

1.3.4 结合水能力测定

称取0.3 g 葡萄酒渣膳食纤维粉于50 mL 烧杯中，加50 mL 蒸馏水，充分搅拌并密封于4 ℃冰箱静置24 h，10000 r/min 条件下离心30 min，弃上清液，滤渣置于平板上静置1 h 后称重，105 ℃干燥至恒重，计算二者差值。

1.3.5 酸奶的制备

将全脂奶粉、白砂糖与纯净水混合升高至50℃，并搅拌均匀，待冷却至室温加入葡萄酒果渣膳食纤维和稳定剂，搅拌均匀，均质后进行杀菌，待冷却后进行接种嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌培养（嗜热链球菌∶保加利亚乳杆菌为1∶1），经过检验合格后冷藏，即得到葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶成品。

1.3.6 葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶羟自由基清除能力的测定

参考王建成[22]实验方法。

1.3.7 葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶感官评价

按照表1 评定标准，邀请10 名有经验的人员对葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶的感官品质进行品鉴评价。

表1 葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶评定标准

1.3.8 葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶单因素试验

按照表2 所示对酸奶进行发酵，分别考察膳食纤维添加量（0%，1%，2%，3%，4%，5%）、菌种接种量（1%，2%，3%，4%，5%，6%）、发酵温度（36 ℃，38 ℃，40 ℃，42 ℃，44 ℃，46 ℃）对酸奶酸度和稠度的影响，其中各因素固定条件为：膳食纤维添加量2%，菌种接菌量3%，发酵温度42 ℃，发酵时间6 h。

表2 葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶单因素试验

1.3.9 葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶发酵工艺的正交试验优化

根据单因素试验结果，对葡萄酒渣水溶性膳食纤维添加量、接种量、发酵温度和发酵时间4 个因素进行L9（34） 正交试验。

1.3.10 葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶理化指标及微生物指标测定

参照GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》、GB 4789.35—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验》，对葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶的蛋白质含量、脂肪含量、酸度、微生物限量以及乳酸菌活菌数进行检测。葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶的蛋白质含量的测定采用凯氏定氮法，脂肪含量的测定采用碱水解法，酸度测定采用电位滴定法[23]。

2 结果与分析

2.1 膳食纤维的膨胀力

膳食纤维的膨胀力见表3。

表3 膳食纤维膨张力

表3 中：m0为样品干质量；m1为离心管质量；m2为吸水离心后样品和离心管质量；F1为膨胀水力。

2.2 膳食纤维的持水力

膳食纤维的持水力见表4。

表4 膳食纤维持水力

表4 中：V1为样品干样的测定体积；V2为样品膨胀后的测定体积；m 为样品干质量；F2为持水力。

2.3 膳食纤维结合水能力

膳食纤维结合水能力见表5。

表5 膳食纤维结合水力

表5 中：m1为55℃，2 h 干燥后样品质量m1′为55℃，10 h 干燥后样品质量；m2为离心静置后湿样品质量；F3为55℃，2 h 测得的结合水力；F3′为55℃，10 h 测得的结合水力。

2.4 膳食纤维添加量对酸奶品质的影响

由图1 可知，在前期随着膳食纤维添加量的增多，感官评分也相应升高，在膳食纤维添加量为3%时达到最高，之后随膳食纤维添加量的增加而下降。实验表明适量的添加膳食纤维能够改善酸奶的质构和风味，使得酸奶具有独特的口感风味，而过少或过量的膳食纤维添加量则不利于酸奶口味的改善。

图1 膳食纤维添加量对酸奶品质的影响

2.5 接种量对酸奶品质的影响

由图2 可知，随着接种量的增加，感官评分先上升后下降，当接种量为3%时，酸奶的感官分最高。这可能是由于接种量较小时，酸奶发酵不完全，口感较差；接种量过大时，酸奶发酵过度，味道变酸，影响了感官品质；当接种量为3%时，发酵完全，酸奶口感细腻、酸甜适中、质地均匀。

图2 接种量对酸奶品质的影响

2.6 发酵温度对酸奶品质的影响

由图3 可知，随着发酵温度的升高，酸奶的感官评分先增加然后下降，当发酵温度为42℃时，感官评分最高。这是因为42℃符合嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的最适合生长温度范围，在此温度下，菌株生长旺盛，利于酸奶发酵。

2.7 发酵时间对酸奶品质的影响

由图4 可知，在发酵时间小于6 h 时，随着发酵时间延长，酸奶的感官评分增加，在发酵时间超过6 h 后，随着发酵时间的继续延长，感官评分开始下降。6 h 为葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶的最适发酵时间。

图4 发酵时间对酸奶品质的影响

2.8 正交试验结果

以感官评分为考查指标，对膳食纤维添加量、接种量、发酵温度和发酵时间进行四因素三水平正交试验，见第115 页表6。正交试验结果见第115页表7。

表6 因素水平表

由表7 可知，影响膳食纤维酸奶品质的主次因素为发酵温度（C） ＞接种量（B） ＞膳食纤维添加量（A） ＞发酵时间（D），根据分析结果得出最优组合为A2B2C2D2，即膳食纤维添加量3%，接种量3%，发酵温度42 ℃，发酵时间6 h。在此最佳提取条件下进行验证试验，得到膳食纤维酸奶感官评分为92.6 分，高于其他组合，表明优化条件可行。

表7 正交试验结果

2.9 葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶羟自由基清除能力

如表8 所示，添加酒渣对酸奶的抗氧化能力具有显著影响（p＜0.05） 。酒渣酸奶对·OH 清除率达到61.33%，而对照酸奶对·OH 清除率为30.25%；加入酒渣的酸奶的抗氧化能力强于对照酸奶。

表8 葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶羟自由基清除能力

2.10 葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶理化指标及微生物指标

对根据以感官评分为评价指标的正交试验法得出的最优组合A2B2C2D2制成的成品进行质量分析。葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶成品感官评分93.1分，其蛋白质含量2.4 g/100 g、脂肪含量2.6 g/100 g，酸度79.8°T，乳酸菌数为3.5×106CFU/g，未检出大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等致病菌，葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶各项指标符合GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》 及GB 4789.35—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验》的要求。

3 结论

本次实验以葡萄酒渣可溶性膳食纤维添加量、乳酸菌接种量、发酵温度和发酵时间为因素，以感官评分为评价指标，在单因素实验的基础上，采用正交实验分析得到了葡萄酒渣膳食纤维酸奶的最佳工艺条件为接种量3%，膳食纤维添加量3%，发酵温度42 ℃，发酵时间6 h。在该条件下，葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶的感官评分达92.6 分。含有葡萄酒渣膳食纤维的酸奶，不仅增加了酸奶的抗氧化活性，还改善了酸奶的品质，产品口感细腻、酸甜爽口、乳香味浓郁、质地均匀致密，风味独特。因此，可对葡萄酒渣抗氧化膳食纤维酸奶进一步开发与应用，增加酸奶产品多样性，扩大酸奶市场。