陳美齡 金芳園 鄧尚貴
摘要[目的]研制發(fā)酵型海帶酒,提高海帶的綜合利用率。[方法] 以海帶提取液為研究對象,用3種發(fā)酵劑及其兩兩混合對海帶提取液進行發(fā)酵制酒,采用定量描述分析(QDA)對海帶酒進行感官評定,篩選出最優(yōu)發(fā)酵劑,然后通過正交試驗對海帶提取液工藝進行優(yōu)化,最后測定發(fā)酵酒的抗氧化性。[結果]試驗表明,海帶本身攜帶的自然菌群對發(fā)酵酒的品質沒有顯著的影響;最佳發(fā)酵劑為混合菌(安琪提供的釀酒曲和葡萄酒果酒專用酵母SY)。海帶提取液的最佳工藝參數為提取溫度90 ℃、浸泡時間3 h、料液比1∶20 g/ml。6種不同的菌種后發(fā)酵25 d的發(fā)酵酒的抗氧化性都較高。[結論] 研究可提高海帶的附加值,為海帶資源的開發(fā)利用開辟新的途徑。
關鍵詞海帶;發(fā)酵酒;酵母菌;抗氧化性
中圖分類號S986.1文獻標識碼A文章編號0517-6611(2015)34-078-03
海帶作為一種天然傳統(tǒng)食品,營養(yǎng)價值很高。海帶中的碳水化合物含量高于普通蔬菜好幾倍,其中的海帶多糖含量較高,目前己發(fā)現褐藻糖膠、褐藻淀粉及巖藻聚糖硫酸酯3種多糖。海帶中纖維、蛋白含量也很高,且必需氨基酸的模式符合聯合國糧食及農業(yè)組織(FAO)標準模式。海帶同時也含有豐富的礦物質和維生素,且脂肪酸為不飽和脂肪酸居多。
海帶不僅有著豐富的營養(yǎng)物質,而且藥用價值也較高。近年來,海藻中的次生代謝物質,如萜類、甾醇類、大環(huán)內酯類和酚類等已成為研究的熱點,特別是多酚類物質因其所具有的抗氧化特性而備受矚目[1-3]。最近幾年,科學家們研究發(fā)現,對于癌癥的治療和預防,海帶也有著重要的作用[4]。
但我國對海帶資源的開發(fā)利用還非常有限。海帶酒是海帶的一種深加工產品,可提高海帶的附加值,為海帶資源的利用開辟新途徑。海帶發(fā)酵酒的研究已有少數中文報道,外文還未見報道。劉秀河等報道了海帶汁的提取、酶解、酸解條件及發(fā)酵的最佳工藝研究[5];王克明報道了多元混菌固定化發(fā)酵海藻保健酒的制備工藝優(yōu)化的研究[6];田寶蘭報道了海帶酒制作工藝、海帶酒在發(fā)酵過程中功能性成分含量的變化及海帶酒的澄清及穩(wěn)定性的研究[7]。
筆者以海帶提取液為研究對象,用3種發(fā)酵劑及其兩兩混合對海帶提取液進行發(fā)酵制酒,并對不同菌種發(fā)酵的海帶酒進行抗氧化性的初步研究。
1材料與方法
1.1材料
海帶干貨和蔗糖,浙江舟山華之友超市提供,陰涼干燥處保存;
由安琪酵母股份有限公司提供的發(fā)酵菌,
①釀酒曲配料為:酵母、根霉α淀粉酶、葡糖淀粉酶、植物酶;
②甜酒曲配料為:根霉菌、米粉;
③葡萄酒果酒專用酵母SY 配料為:酵母、乳化劑;
其他化學試劑均為分析純,國藥集團化學試劑有限公司。
主要儀器:
HH4型電熱恒溫水浴鍋,常州國華電器有限公司;
BS110S電子天平,北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;
UV2800紫外可見分光光度計,尤尼柯(上海)儀器有限公司;
LD2X40BI型立式電熱壓力蒸汽滅菌器,上海申安醫(yī)療器械廠;
HWS270恒溫恒濕培養(yǎng)箱,寧波東北儀器有限公司;
UPKII60L超純水機,成都優(yōu)普超純科技有限公司。
1.2方法
1.2.1海帶酒的發(fā)酵制備。
發(fā)酵菌株是發(fā)酵酒釀造的重要因素,對酒的感官特性有很大的影響。因此,選擇優(yōu)良的發(fā)酵劑是海帶酒發(fā)酵的重要環(huán)節(jié)。海帶本身攜帶的自然菌群也會參與發(fā)酵過程,為了考察海帶本身攜帶的自然菌群對海帶發(fā)酵酒的影響,該試驗分別以滅菌后的海帶提取液和不滅菌的海帶提取液為原料,接種6種發(fā)酵劑進行海帶酒的制備,并對其成品海帶酒進行感官評定,分析海帶本身攜帶的自然菌群對海帶酒的影響,并篩選出最優(yōu)的發(fā)酵劑。
1.2.1.1海帶提取液的制備。干制海帶→剪碎→不徹底清洗(干制海帶表面的白色附著物的有效成分為甘露醇,徹底清洗后會使其流失)→加水浸泡(1∶25 g/ml)→搗碎機再次搗碎→加水至1 000 ml→90 ℃水浴鍋水浴4 h(期間要不斷攪拌)。
1.2.1.2發(fā)酵。將200 ml海帶提取液倒入250 ml的錐形瓶中,在高壓滅菌鍋中121 ℃,20 min滅菌,冷卻到室溫后分別接種6組發(fā)酵劑,每組3個平行,依次為果酒曲、甜酒曲、釀酒曲、甜酒曲和釀酒曲的混合菌種、果酒曲和釀酒曲的混合菌種、甜酒曲和果酒曲的混和菌種,然后依次加入5%的蔗糖提供外源碳源,放置于 37 ℃的生化培養(yǎng)箱中進行主發(fā)酵。主發(fā)酵5 d結束后放置于4 ℃冰箱進行后發(fā)酵。此次試驗后發(fā)酵15 d后對其進行感官評定(將3個平行組同時倒入一個容器中,混勻)。用不滅菌的海帶提取液為原料進行相同的操作。
1.2.2感官評定試驗方法。
1.2.2.1感官評定方法。
由經過感官品評訓練的12名品評員組成評定小組,對海帶發(fā)酵酒的感官特性指標逐項進行打分。全部品評員評價結束后,收集每個品評員的評價結果,進行數據分析,采用QDA圖表示[8]。
1.2.2.2評分標尺的建立。
數字標尺可以在感官檢驗中量化品評結果,包括運用在感官、態(tài)度、喜好性等感官評價中。該試驗采用9點的數字標度為評分標尺,由1、2、3、4、5、6、7、8、9這9個數字把感官特性的強度由弱到強劃分,以此建立海帶發(fā)酵酒的感官分析評分尺度表。
1.2.2.3描述詞匯表的建立。
感官品評員對各自的海帶酒樣品進行品評,然后記錄并討論出能反映海帶發(fā)酵酒產品的色澤、澄清度、酒味、海帶味、甜味、風格感官特性的6個詞匯作為定量描述分析法的描述詞匯,并給出詞匯的定義。其中第6個詞匯的品評結果很大程度上受到前5個詞匯結果的影響。
1.2.3海帶提取液參數優(yōu)化正交試驗。
海帶提取液是影響海帶發(fā)酵酒品質的一個關鍵因素,故在這個試驗中主要是對海帶提取液的工藝參數的優(yōu)化。
正交試驗:在選出最佳發(fā)酵劑的前提下,優(yōu)化原料海帶提取液的提取工藝參數,以感官評定的結果為指標,確定最佳料液比、浸提時間及水浴溫度。其因素與水平見表1。
表1海帶提取液提取的因素與水平
水平因素浸提溫度(A)∥℃浸提時間(B)∥h料液比(C)∥g/ml
15011∶20
27031∶25
39051∶30
1.2.4海帶酒抗氧化性的測定。
1.2.4.1清除 DPPH 自由基的能力測定[9]。
稱取海帶提取液 1 ml及1×10-4 mol/L DPPH 溶液1 ml 加入同一試管中搖勻后,在室溫下密閉靜置30 min,對照組1為1 ml 95%的乙醇和1 ml的樣品,對照組2為1 ml的蒸餾水和1 ml的DPPH,其他步驟一樣。于 535 nm波長下測定吸光度。依次記為A1、A2、A3 。調零組為95%的乙醇,根據下列公式計算每種提取液對 DPPH 自由基的清除率。
清除率=[A3-(A1-A2 )/A3]×100%
1.2.4.2清除羥自由基的能力測定[9]。
取濃度為 0.75 mmol/L 鄰二氮菲溶液 1 ml于試管中,依次加入 0.20 mol/L 磷酸緩沖液(pH 7.4)2 ml、蒸餾水1 ml,混合均勻,加入濃度為 0.75 mmol/L 的 硫酸亞鐵溶液1 ml,混勻,加入1 ml的0.12%的 H2O2,37 ℃水浴 90 min,于波長536 nm 處測其吸光度Ap;其余條件相同,用 1 ml 蒸餾水代替 1 ml H2O2 為Ab ;用樣品溶液代替1 ml 的蒸餾水為As。
樣品對羥自由基清除率=(As-Ap )/(Ab-Ap )×100%
1.2.4.3超氧陰離子自由基體系[10]。
取pH 8.2的TrisHCl緩沖液5 ml,分別加入0.25 ml 試樣和0.10 ml 鄰苯三酚溶液,混勻后于25 ℃水浴中反應15 min,后使用1 cm的比色皿,以蒸餾水做空白對照,在波長320 nm處時測吸光度Ai,并測定本底扣除水解自身的干擾,計算清除率。
清除率的計算公式:
超氧陰離子自由基清除率(% )=A0[(Ai-Aj)/A0]×100%
式中,A0 為空白的平均吸光度,Ai為試樣的吸光度值,Aj為樣液本底的吸光度值。
2結果與分析
2.1海帶本身攜帶的自然菌群對發(fā)酵的影響及菌種的優(yōu)選
以滅菌后的海帶提取液為原料,接種6種發(fā)酵劑制備海帶酒,對這6種海帶酒進行感官評定,其感官評定QDA圖如圖1、2所示。
注:圖中的釀+果=釀酒曲+果酒曲;釀+甜=釀酒曲+甜酒曲;果+甜=果酒曲+甜酒曲。
圖1不同菌種發(fā)酵的海帶酒(滅菌)感官特性QDA圖
注:圖中的釀+果=釀酒曲+果酒曲;釀+甜=釀酒曲+甜酒曲;果+甜=果酒曲+甜酒曲。
圖2不同菌種發(fā)酵的海帶酒(不滅菌)感官特性QDA圖
由圖1和圖2可以看出,海帶提取液滅菌與不滅菌最后發(fā)酵得到的海帶酒的澄清度是有明顯差距的,而其他感官指標都是比較相近的,總體的風味相差較小,可知海帶本身攜帶的菌種對試驗沒有明顯的影響,因此后續(xù)試驗均以不滅菌的海帶提取液為原料進行發(fā)酵試驗。試驗總體平均值都在4~7,說明各感官評定最后的評分結果都不是很大,處于適中。從圖1和圖2的第6個綜合因素風格的得分,可以較明顯地得出最優(yōu)發(fā)酵菌為釀酒曲和果酒曲的混合菌種。圖1各組試驗在澄清度上顯著高于圖2得分,分析其原因可能是:在海帶提取的過程中有部分的膠類物質被提出,但是經過高溫高壓滅菌后其膠類物質被分解,使得提取液的稠度下降,密度減小,一些溶液中的固體顆粒沉淀致提取液變得澄清透明。
圖1和圖2在色澤因素上得分都處于5~6,呈乳黃色和微黃色,呈乳黃色的海帶酒主要是由果酒酵母發(fā)酵而成,因為果酒酵母中的配方有乳化劑,賦予酒香氣和濁度。酒味這個因素相差的比較大,原因是使用的3種發(fā)酵劑菌種不同,作用的機理不同:甜酒曲主要用于制作甜酒釀,故發(fā)酵的酒其甜度會較其他2種菌要甜的多。釀酒曲主要是生產白酒的菌種,其發(fā)酵的酒,酒精度數會相對較高。果酒曲是發(fā)酵果蔬類的菌種,其發(fā)酵的酒精度數不會很高,并且會帶有點甜味。
評定員要參考以上5個因素的評定并結合自身的偏好,在第6個因素風格上給樣品綜合打分評定。這個分數是較為重要的,因為該試驗的目的是制作出一類較符合大眾口味的海帶酒,由圖1和圖2可以得出最優(yōu)發(fā)酵劑是釀酒曲和果酒曲的混合菌種,釀酒曲能夠釀造酒精度較高的酒,而果酒曲在風味和口味上作出貢獻,這2種菌的混合菌種發(fā)酵的海帶酒較符合大眾的口味。
2.2海帶提取液參數優(yōu)化正交試驗
3因素3水平的海帶提取液正交試驗結果及分析見表2。最優(yōu)發(fā)酵劑釀酒曲和果酒曲的混合菌種發(fā)酵制得的9種海帶酒感官評定QDA圖見圖3。
由表2中的R值可以看出,影響海帶酒品質的主要因素是海帶提取液浸提溫度和浸提時間,料液比的影響不顯著。正交試驗優(yōu)化的參數組合為A3B3C1,即浸提溫度為90 ℃、浸提時間5 h、料液比為1∶20 g/ml。結合圖3,可以明顯看出提取液6、8、9發(fā)酵的海帶酒感官評定較好,其參數分別是:提取溫度90 ℃、浸提時間3 h、料液比1∶20 g/ml;提取溫度70 ℃、浸提時間5 h、料液比1∶30 g/ml;提取溫度90 ℃、浸提時間5 h、料液比1∶25 g/ml。綜合考慮,為了節(jié)約時間,最適提取液參數為溫度90 ℃、時間3 h、料液比1∶20 g/ml。 由圖3還可以看出,不同的提取條件對澄清度和甜味的影響不顯著,對于色澤和風格的影響最大,酒味和海帶味次之。
2.36種菌種發(fā)酵海帶酒的抗氧化性
以最適提取條件下(溫度90 ℃、時間3 h、料液比1∶20 g/ml)獲得的海帶提取液為原料,不滅菌直接添加6種發(fā)酵劑制備海帶酒,后發(fā)酵25 d進行抗氧化性的測定,結果見表3。從表3中的清除羥自由基、超氧陰離子自由基、DPPH 自由基的能力測定結果可知,這6種海帶酒的抗氧化性均比較高。根據文獻研究,海帶中還有多酚類物質,多酚具有抗氧化性,并且海帶多糖也有抗氧化性。結合文獻,分析該試驗的6種海帶酒抗氧化性高的原因,很可能是由于海帶酒中的多酚類物質及海帶多糖的作用。