不同预处理方式对黄精米酒品质及抗氧化活性的影响

王亮亮，邱 宇，孙逸清，唐小兰，唐文杰，刘芳芳，叶 鸽，邓雪盈

（1.湖南省产商品质量检验研究院，湖南 长沙 410007；2.岳阳市检验检测中心，湖南 岳阳414021）

《中华人民共和国药典》2020 版认定黄精（Polygonatum）属百合科多年生草本植物，是一种植物根茎类农产品。据统计，目前已发现的黄精属植物已有40 余种，入《中华人民共和国药典》2020版的黄精有滇黄精（Polygonatum kingianumColl.et Hemsl）、多 花 黄 精（Polygonatum cyrtonemaHua）和 黄 精（Polygonatum sibiricumDelar.Ex Red.）[1]。黄精具有滋肾润肺、补血益气、抗氧化、抗炎等药理功效[2-4]，其主要功效成分为多糖、皂苷、生物碱、氨基酸及多种维生素[5-6]。黄精直接晒干或通过“九蒸九晒”炮制（简称“九制”）后可入药或者加工食用，在我国药食两用历史悠久。

黄精在医药及食品加工行业得到广泛应用，特别是在酒类产业中深受消费者喜爱，产品有黄精果酒、黄精杂粮米酒等[7]。米酒是我国较为传统的发酵产品，是以煮熟的优质糯米为原料，加入酒曲发酵后蒸馏，再加水稀释制作而成的一种低度酒，酒精度一般为20%（体积百分比，下同）左右，为湖南娄底、广州清远等地的特色食品。随着酒类消费市场的转变，功能性营养低度酒逐渐成为研究热点。将黄精按照一定比例加入米酒中，使得黄精中大部分水溶性和脂溶性成分得到有效析出[8]，可制成具有特殊风味的黄精保健酒。这种保健酒根据制作工艺不同可分为浸泡型黄精米酒和发酵型黄精米酒2种。目前，关于黄精米酒发酵型工艺优化的报道较多。例如：汪涛等[7]按照传统工艺，将糯米进行糖化后，加入6.68 %黄精粉，经过5.5 d 前发酵和15 d 后发酵制作黄精糯米酒；在黄精中添加3 %纤维素酶进行预处理，在250 W 功率下超声60 min，研制了水解型黄精糯米黄酒，测得黄精多糖溶出率为27.63%；梁安怡[8]通过添加根霉菌和酵母，将黄精和米酒一同酿造，研制新型黄精米酒。然而，发酵型黄精米酒的工艺技术含量高，成品酒产量低，加上高温高湿环境致使活性成分损失大[9]，活性物质不能得到较好保存，且成品米酒的品质变化、营养成分有效保存等缺乏系统性研究，以至于该技术在工业化生产中应用率不高。相比发酵型黄精米酒，浸泡型黄精米酒不仅可以有效保留黄精大部分功效成分，且生产周期短，器械成本低，有利于工业化批量生产[7-10]。但目前对浸泡型黄精米酒的研究甚少，市面上的黄精保健酒一般为高度酒直接浸泡，其酒精度在30%～60%范围内，大多数中青年人及女性难以接受，使得其消费群体面窄。而且，浸泡型黄精米酒多以感官品质作为质量指标，对其功能性成分及其他有效成分含量的研究报道较少，也未见有多指标、多维度的系统评价体系报道。这些都不利于黄精低度保健酒的全面开发。

笔者以湖南省新化市市售的多花黄精为材料，采取九制和直接晒干2 种方式进行干燥，再分别加工成粉状、丝状、片状3 种形态添加至半成品米酒中制备黄精米酒，比较不同预处理方式制备的黄精米酒的感官品质、理化指标、微量元素、活性物质及抗氧化活性，以期为进一步分析黄精的功能成分特性、阐述黄精产品的功效区别、提高黄精保健酒出酒率及活性成分含量、控制黄精功能性产品质量等提供依据，为黄精的功能定位、产业推广和精准靶向开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试黄精为多花黄精，采购自湖南省新化市；米酒为自酿米酒，采购自湖南省娄底市；黄酒为市售的绍兴黄酒。

主要试剂有：浓度为1 mg/L 的Na、Mg、Al、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn 标准混合液，由国家有色金属及电子材料分析测试中心提供；葡萄糖、果糖、蔗糖、还原糖标准品（纯度均≥99.5 %，德国Dr.Ehrenstorfer 公司）；芦丁、人参皂苷Re 标准品（纯度≥97.0 %，上海安谱有限公司）；1,1-二苯基-2-苦肼自由基、硫酸亚铁、铁氰化钾、三氯乙酸、维生素C、水杨酸（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；乙醇、甲醇（色谱纯，上海安谱有限公司）。

主要仪器设备有：Multiwave 3000 型微波消解仪（奥地利安东帕公司）、ultiMate 3000/ iCAP Q 型液相色谱–电感耦合等离子体质谱联用仪（Thermo Fisher Scientific 公司）、1260 Infinity 型液相色谱仪（美国Agilent公司）、TU-1901 型紫外可见分光光度计（北京市普析通用仪器有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 黄精米酒工艺流程 黄精米酒的制作工艺流程如图1 所示。（1）原料预处理。挑选大小一致的新鲜黄精，去杂质清洗干净，分成2 份；一份先自然晾晒至表皮微干，于黄酒中浸泡2 h，隔水蒸煮1 h，再自然晾晒至七成干，如此重复9 次直至黄精表面呈棕黑色、有光泽为止（简称“九制”，下同）；另一份置于阳光下直接晾晒干，水分含量均控制在8%～10%；得到2 种干制黄精，再分别进行粉状、丝状（2.0 mm×2.0 mm，厚度2 mm）、片状（5.0 mm×2.0 mm，厚度2 mm）3 种不同形态处理。将上述6 种黄精组合为6 个处理：九制黄精粉（J1）、九制黄精丝（J2）、九制黄精片（J3）、直接晒干黄精粉（J4）、直接晒干黄精丝（J5）、直接晒干黄精片（J6）。（2）米酒配比。采用课题组前期优化好的工艺，以100 mL 米酒为基料，加入14 g 预处理好的黄精，摇匀，配制6 种黄精米酒；以米酒基质为对照（J7）。（3）超声、浸泡。将配好的黄精米酒于400 W 超声器中处理30 min，35℃下浸泡15 d，取出过滤，得到较为澄清的黄精米酒，于4℃冰箱中冷藏备用。以水介质代替米酒基质，按照上述配比、超声、浸泡操作，配制黄精水提物作为对照，并对应编号为S1、S2、S3、S4、S5、S6。

图1 黄精米酒的制作工艺流程

图2 不同黄精米酒感官评价比较

1.2.2 黄精米酒各指标分析检测方法 （1）黄精米酒感官分析。选取10 名食品相关专业人员组成评定小组，参照“GB/T 13662—2018 黄酒”中感官指标要求，从外观、滋味、气味、风格、接受程度等方面进行打分，评价标准见表1。（2）黄精米酒理化指标的测定。酒精度采用密度瓶法[8]测定；氨基酸态氮参照“GB 5009.235—2016 食品安全国家标准食品中氨基酸态氮的测定”进行测定，pH 值、总酸（以乳酸计）参照“GB/T 13662—2018 黄酒”附录中指定的检验方法进行测定。（3）黄精米酒微量元素的测定。微量元素Na、Mg、Al、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn 参照“GB 5009.268—2016 食品安全国家标准食品中多元素的测定”第一法，采用微波消解法进行测定。（4）黄精米酒活性物质的测定。人参皂苷Re 含量测定参照香草醛–高氯酸显色法[11]进行改进，黄精米酒经过大孔树脂净化后，测定560 nm 处的吸光度，通过计算获得含量结果。总黄酮含量测定参照三氯化铝–醋酸钾法[12]，测定415 nm 处的吸光度，通过计算获得含量结果。（5）黄精糖类物质的测定。多糖参照《中华人民共和国药典》2020 版的方法，采用蒽酮–硫酸法[13]测定；还原糖、葡萄糖、蔗糖、果糖含量参照“GB 5009.8—2016 食品安全国家标准食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定”进行测定。（6）黄精米酒体外抗氧化分析。先将黄精米酒（J1～J6）及黄精水提物（S1～S6）分别用75%甲醇溶液稀释至不同浓度，使得待测物含量分别为10%、20%、30%、40%、50%，同时配制0.1 mg/mL 的维生素C 溶液作对照。1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力的测定采用DPPH 加入比色法[14]，在517 nm 处测得样液吸光值A1，乙醇代替DPPH测得样品本底吸光值A2，空白管吸光值A0，按公式（1）计算样品的DPPH 自由基清除率。羟基（OH·）自由基清除能力的测定采用硫酸亚铁–双氧水法[15]，通过水杨酸显色，测定510 nm 处吸光度，样品管吸光值记为B1，水代替样品为空白管记为B0，水代替双氧水为本底管记为B2，按公式（2）计算OH·自由基清除率。总还原力采用铁离子还原反应显色法[16]测定，以700 nm 处样品管的吸光值表示其还原能力。

表1 黄精米酒感官评价标准

1.3 数据处理及分析

用Excel、SPSS 22 进行数据统计并分析显著性；用OriginPro 2018 进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同预处理方式对黄精米酒感官评分的影响

由图1 可知，不同预处理方式的黄精米酒在感官指标上存在较大差异，九制黄精米酒醇香较为浓郁、呈棕褐色，酒体协调，具有黄精米酒的典型风格；直接晒干黄精米酒呈淡黄色，较为粘稠，酒体较协调，风格良好，具有黄精特有的香味，但味甘微辛。感官评分总体以九制黄精米酒较好。

2.2 不同预处理方式对黄精米酒理化指标含量的影响

酒精度、pH 值、总酸、氨基酸态氮是米酒的基本指标，也是米酒重要的呈味物质，它们相互协同作用形成米酒特有的口感及风格。如表2 所示，不同预处理方式的黄精米酒酒精度无显著差异；采用不同干燥方式预处理的黄精制得的黄精米酒的氨基酸态氮、总酸含量、pH 值有显著差异（P＜0.05），变异系数较低，分别为0.4%、0.5%、0.1%，其中直接晒干黄精米酒的氨基酸态氮含量和pH 值整体高于九制黄精米酒，总酸含量则相反，说明黄精在九制干燥过程中损失了部分氮元素，且因为发生美拉德反应产生了一定量的酸，这与刁卓等[13]的结论相似；但不同形态预处理对黄精米酒的各项理化指标无显著影响。

表2 不同黄精米酒理化指标比较

2.3 不同预处理方式对黄精米酒微量元素含量的影响

由表3 可知，6 种不同预处理方式的黄精米酒中含量较高的微量元素为Na、Mg、K、Ca，变异系数从小到大依次是Mg（0.15%）＜K（0.21%）＜Na（0.38%）＜Ca（0.39%），说明黄精中的Mg 元素受不同预处理方式影响较小，含量比较稳定；6 种不同预处理方式的黄精米酒中含量相对较低的微量元素为Al、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn，变异系数分别为0.57%、0.55%、0.48%、0.77%、0.75%、0.30%，除Zn 元素的变异系数只高于Mg 和K 外，其余微量元素的变异系数均高于Mg、K、Na 和Ca，可能不同预处理方式对含量本身较低的微量元素影响较大，含量不稳定；同时，对比发现含量较高的Na、Mg、K、Ca等元素在直接晒干黄精米酒中析出的含量整体高于九制黄精米酒，可能是因为九制过程中元素有损失导致的。不同形态黄精制备的黄精米酒中，粉状黄精米酒的Na 元素含量较高，丝状黄精米酒的Mg 和K 元素含量较高，粉状和丝状黄精米酒的Ca 元素含量较高，说明粉状、丝状处理有助于高含量元素的提取。另外4 种微量元素Cr、Mn、Fe、Cu 含量整体较低，其中，九制黄精米酒中析出的这4 种微量元素含量整体高于直接晒干黄精米酒，且丝状九制黄精米酒和丝状直接晒干黄精米酒的这4 种微量元素含量均高于其他2 种形态制备的黄精米酒，说明丝状处理有利于助这4 种元素的析出，而粉状的处理方式可能导致部分元素的损失，片状处理又不利于元素的析出；从Al 和Zn 元素来看，粉状直接晒干黄精米酒的含量最高，其次是粉状和丝状的九制黄精米酒。上述结果表明黄精微量元素丰富，通过米酒的浸泡，有不同程度的析出，且不同预处理方式的黄精米酒，微量元素析出程度不同。

表3 不同黄精米酒微量元素比较 （mg/kg）

2.4 不同预处理方式对黄精米酒活性物质含量的影响

黄精米酒含有较丰富的活性成分，具有一定保健功能。如表4 所示，比较不同黄精米酒的活性物质，多糖含量最高，是其主要成分，其次是总黄酮和总皂苷。与汪涛[17]制备的发酵型黄精糯米黄酒相比，该研究所制备的黄精米酒的多糖、皂苷含量明显增高。变异系数分析结果显示，黄精多糖（0.14%）＜总皂苷（0.79%）＜总黄酮（0.92%），多糖含量的变异系数最小，说明不同预处理方式对多糖的影响较小，含量比较稳定，而对总黄酮和总皂苷的影响程度较大。对比发现，多糖、总黄酮、总皂苷含量基本不受物质形态处理影响，主要受干燥方式的影响；其中，直接晒干黄精米酒的多糖含量整体高于九制黄精米酒，总黄酮和总皂苷含量则相反。这说明黄精经过九制干燥处理，在高温高湿环境下，多糖被水解或者转化，与相关文献[14]保持一致，但九制加工后将总黄酮和总皂苷分解成游离状态，更容易析出。

表4 不同黄精米酒活性物质比较

2.5 不同预处理方式对黄精米酒糖类物质含量的影响

黄精米酒中糖类物质含量相对较高，但通过不同方式的预处理，黄精米酒中单糖（还原糖、葡萄糖、果糖）、双糖（蔗糖）、多糖的含量差异较大，如表5所示，不同预处理方式制备的黄精米酒中糖类物质含量平均值从高到低排列依次为多糖＞还原糖＞果糖＞蔗糖＞葡萄糖。各成分的变异系数从小到大排列依次为多糖（0.14%）＜葡萄糖（0.16%）＜还原糖、蔗糖（0.67%）＜果糖（0.77%），说明多糖和葡萄糖含量相对稳定，基本不受加工方式的影响。对比发现，糖类物质含量受形态处理的影响较小，受干燥方式的影响较大。从糖类物质种类来看，九制黄精米酒中主要以还原糖、果糖居多，而直接晒干黄精米酒中主要以多糖的形式存在，含量高达87.54 g/L。上述结果说明黄精经九制干燥处理后，黄精中粘液质被大量去除，黄精多糖发生美拉德反应，糖的种类及含量发生了较大变化，多糖水解成还原糖、果糖等，与鲁文洁等[18]的研究结果相似，进一步证实了黄精炮制机理。直接晒干黄精米酒比九制黄精米酒粘稠的感官现象也验证了这一点，同时也表明以单一糖类物质来衡量黄精[16-18]及黄精米酒的品质其结果并不可靠。

表5 不同黄精米酒糖类物质比较

2.6 不同预处理方式对黄精米酒体外抗氧化性的影响

2.6.1 不同预处理方式对黄精米酒DPPH 自由基清除能力的影响 DPPH 是一种人工合成的、以N 为中心的稳定自由基，呈深紫色，当体系中自由基被清除，紫色便消失，从而迅速评判物质的抗氧化活性[17-18]。由图3 可知，黄精米酒和黄精水提物均具有一定的DPPH 自由基清除能力，但整体低于维生素C。比较不同处理方式黄精提取物的DPPH 自由基清除率，酒介质高于水介质，从曲线斜率看，九制黄精高于晒干黄精，当提取物含量为40% 时，九制黄精米酒及水提物的抗氧化能力明显高于晒干黄精米酒及水提物，说明相对水介质，米酒能有效提高黄精对DPPH 自由基的清除能力，是黄精活性物质的良好载体，与汪涛[17]的结论一致。

图3 不同预处理后黄精米酒和黄精水提物的DPPH 自由基清除率

2.6.2 不同预处理方式对黄精米酒OH· 自由基清除能力的影响 由图4 可知，九制黄精米酒的OH· 自由基清除效果最佳。比较不同预处理方式黄精提取物的OH· 自由基清除率，米酒介质高于水介质，九制黄精高于直接晒干黄精。当提取物含量为10%～40%时，各处理OH·自由基清除能力表现为九制黄精米酒＞晒干黄精米酒＞九制黄精水提物＞晒干黄精水提物＞维生素C，且随着含量的增加，自由基清除能力均有不同程度地提升，但黄精水提物的清除率斜率高于黄精米酒。当提取物含量到达50%时，九制黄精水提物的OH· 自由基清除率高于晒干黄精米酒，说明九制干燥后有利于黄精中活性成分的提取与析出，而与米酒的结合可进一步提高其抗氧化能力，与梁安怡[8]的研究结论相似；同时与前文活性物质含量进行联合分析可以看出，OH·自由基清除率越高，对应的总黄酮、总皂苷含量越高，说明黄精米酒的抗氧化能力可能与黄酮类、酚类物质呈正相关关系，与多糖含量也有一定的量效关系，这与阙斐等[19]、黄丹丹等[20]、彭金龙等[21]的研究结论一致；而维生素C 因为本身易发生氧化反应，生成的O2-·提高羟自由基的数量[22]，导致维生素C 的OH·自由基清除率整体较低。

图4 不同预处理后黄精米酒和黄精水提物的OH·自由基清除率

2.6.3 不同预处理方式对黄精米酒的总还原力的影响 还原力也是反映物质抗氧化活性的一个重要指标。由图5 可知，九制黄精米酒及九制黄精水提物均有较高的总还原力，吸光度值较高，晒干黄精米酒和晒干黄精水提物总还原力与维生素C 的较为接近，吸光度值总体较低。当提取物含量达50%时，九制黄精米酒及水提物的反应液颜色为深绿色，吸光度值分别为6.92 和5.80，分别是维生素C（2.21）的3.13 倍和2.62 倍，说明与直接晒干处理相比，九制干燥处理后的黄精活性物质更容易析出，且黄精在米酒介质中表现出更好的还原力。

图5 不同预处理后黄精米酒和黄精水提物的总还原力

3 结 论

试验结果表明，九制黄精米酒色泽、滋味、气味整体优于直接晒干黄精米酒，不同干燥方式对黄精米酒的感官、氨基酸态氮、总酸、pH 值、微量元素、糖类物质、总黄酮及总皂苷含量均有显著影响（P＜ 0.05），同原材料不同形态处理对黄精米酒的微量元素、糖类物质有显著影响（P＜0.05），对酒精度、总酸、氨基酸态氮、pH 值、总黄酮、总皂苷无显著影响，也揭露了单一化学成分或单一质量指标不足以表征黄精及其加工产品的品质及功效价值[18]。不同介质浸泡的黄精提取物均有一定的抗氧化活性，九制干燥工艺可增强黄精米酒的抗氧化活性，且米酒介质浸泡的黄精提取物其DPPH 自由基和OH· 自由基清除率及总还原力整体高于水介质浸泡的黄精提取物，也表明米酒是黄精营养成分和活性物质的良好载体。该结论可为黄精的精深加工、功能定位和质量控制提供参考。