譚 晶，李田田，王倩倩，劉 響，遲乃玉，遲雪梅

（1.大連大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116622；2.遼寧省海洋微生物工程技術(shù)研究中心，遼寧 大連 116622）

在葡萄酒釀造的過程中會產(chǎn)生大量的葡萄酒渣，果渣主要由葡萄皮和葡萄籽組成，在我國，大部分葡萄酒廠沒有完善的處理和循環(huán)利用途徑，釀酒后的酒渣通常是作為垃圾處理，造成了大量有益物質(zhì)的損失也增加了環(huán)境壓力。因此，如何合理利用果渣中的有效成分是當(dāng)前面臨的一個重要問題[1-2]。

近年來，隨著葡萄酒副產(chǎn)物的深入研究，葡萄中含有的活性物質(zhì)及其作用也引起了廣泛的關(guān)注[1]。葡萄中含有多酚、維生素、膳食纖維等活性物質(zhì)，研究顯示，葡萄酒果渣里面含有的多酚類化合物具有顯著的抗氧化效果[3]，可減緩慢性疾病的發(fā)生，如心腦血管疾病為主，高血壓、冠心病和腦卒中等慢性病的發(fā)病風(fēng)險，對人體具有顯著的健康益處[4-6]。除此之外，還可以用作食品脂質(zhì)的抗氧化劑，從而降低食品添加劑的用量。膳食纖維由纖維素、半纖維素、果膠、木質(zhì)素以及可溶性多糖等多種成分所組成，具有調(diào)節(jié)腸道功能[8]、促進腸道健康[6]、通便、降低血糖和降血壓的作用[7-10]。葡萄酒渣含有大量的高品質(zhì)膳食纖維，果酒、果渣膳食纖維的持水力、膨脹力、結(jié)合水力明顯大于果汁、果渣膳食纖維，經(jīng)過高附加值利用后可以展現(xiàn)出重要的保健作用[11-14]。

現(xiàn)階段對葡萄酒渣的研究，主要是提取活性成分，而對新型功能性食品的研究相對較少。酸奶不僅有良好的風(fēng)味，常喝酸奶還可減輕乳糖不耐受癥、便秘癥狀、改善幽門螺桿菌的根除率，輔助降低膽固醇和血壓等[15-18]，因此被人們稱為“最棒的乳制品零食”[19-21]。本文研究了一種以葡萄酒果渣膳食纖維為添加物生產(chǎn)功能性酸奶的生產(chǎn)工藝。在滿足消費者對蛋白質(zhì)、維生素等營養(yǎng)成分的需求基礎(chǔ)上，改善乳制品的口感，提高葡萄酒果渣的綜合利用率，對開發(fā)新型功能性食品具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

葡萄酒渣膳食纖維、嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌、全脂奶粉、白砂糖（精制）、變性淀粉（分析純）、明膠（分析純）、海藻酸丙二醇酯（分析純）、硫酸銅（分析純）、硫酸鉀（分析純）、硼酸（分析純）、甲基紅（分析純）、乙醇（分析純）、溴甲酚綠（分析純）、次甲基藍（分析純）、氫氧化鈉（分析純）、硫酸（分析純）、鹽酸（分析純）、氨水（分析純）、石油醚（分析純）、乙醚（分析純）、剛果紅（分析純）。

1.2 儀器與設(shè)備

HWS-14 型恒溫水浴鍋、DGL-35B 壓力蒸汽滅菌器、LABCONCO 冷凍干燥機、DAR-500 凱氏定氮儀、LQ-A20002 電子天平、101/202 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。

1.3 方法

1.3.1 葡萄酒果渣膳食纖維的制備

將經(jīng)過-80 ℃冷凍干燥的葡萄酒果渣粉碎，過60 目篩，密封，避光保存。

1.3.2 持水力測定

稱取0.5 g 膳食纖維粉于15 mL 離心管中，加10 mL 蒸餾水，靜置過夜（室溫），在4000 r/min條件下離心25 min，棄去上清液，稱量濕質(zhì)量。

1.3.3 膨脹力測定

稱取0.25 g 膳食纖維粉，測得干樣體積，加5 mL 蒸餾水，充分?jǐn)嚢?，靜置過夜（室溫），讀取膨脹后的體積數(shù)。

1.3.4 結(jié)合水能力測定

稱取0.3 g 葡萄酒渣膳食纖維粉于50 mL 燒杯中，加50 mL 蒸餾水，充分?jǐn)嚢璨⒚芊庥? ℃冰箱靜置24 h，10000 r/min 條件下離心30 min，棄上清液，濾渣置于平板上靜置1 h 后稱重，105 ℃干燥至恒重，計算二者差值。

1.3.5 酸奶的制備

將全脂奶粉、白砂糖與純凈水混合升高至50℃，并攪拌均勻，待冷卻至室溫加入葡萄酒果渣膳食纖維和穩(wěn)定劑，攪拌均勻，均質(zhì)后進行殺菌，待冷卻后進行接種嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌培養(yǎng)（嗜熱鏈球菌∶保加利亞乳桿菌為1∶1），經(jīng)過檢驗合格后冷藏，即得到葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶成品。

1.3.6 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶羥自由基清除能力的測定

參考王建成[22]實驗方法。

1.3.7 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶感官評價

按照表1 評定標(biāo)準(zhǔn)，邀請10 名有經(jīng)驗的人員對葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶的感官品質(zhì)進行品鑒評價。

表1 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶評定標(biāo)準(zhǔn)

1.3.8 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶單因素試驗

按照表2 所示對酸奶進行發(fā)酵，分別考察膳食纖維添加量（0%，1%，2%，3%，4%，5%）、菌種接種量（1%，2%，3%，4%，5%，6%）、發(fā)酵溫度（36 ℃，38 ℃，40 ℃，42 ℃，44 ℃，46 ℃）對酸奶酸度和稠度的影響，其中各因素固定條件為：膳食纖維添加量2%，菌種接菌量3%，發(fā)酵溫度42 ℃，發(fā)酵時間6 h。

表2 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶單因素試驗

1.3.9 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶發(fā)酵工藝的正交試驗優(yōu)化

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，對葡萄酒渣水溶性膳食纖維添加量、接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間4 個因素進行L9（34） 正交試驗。

1.3.10 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)測定

參照GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》、GB 4789.35—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗乳酸菌檢驗》，對葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶的蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、酸度、微生物限量以及乳酸菌活菌數(shù)進行檢測。葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶的蛋白質(zhì)含量的測定采用凱氏定氮法，脂肪含量的測定采用堿水解法，酸度測定采用電位滴定法[23]。

2 結(jié)果與分析

2.1 膳食纖維的膨脹力

膳食纖維的膨脹力見表3。

表3 膳食纖維膨張力

表3 中：m0為樣品干質(zhì)量；m1為離心管質(zhì)量；m2為吸水離心后樣品和離心管質(zhì)量；F1為膨脹水力。

2.2 膳食纖維的持水力

膳食纖維的持水力見表4。

表4 膳食纖維持水力

表4 中：V1為樣品干樣的測定體積；V2為樣品膨脹后的測定體積；m 為樣品干質(zhì)量；F2為持水力。

2.3 膳食纖維結(jié)合水能力

膳食纖維結(jié)合水能力見表5。

表5 膳食纖維結(jié)合水力

表5 中：m1為55℃，2 h 干燥后樣品質(zhì)量m1′為55℃，10 h 干燥后樣品質(zhì)量；m2為離心靜置后濕樣品質(zhì)量；F3為55℃，2 h 測得的結(jié)合水力；F3′為55℃，10 h 測得的結(jié)合水力。

2.4 膳食纖維添加量對酸奶品質(zhì)的影響

由圖1 可知，在前期隨著膳食纖維添加量的增多，感官評分也相應(yīng)升高，在膳食纖維添加量為3%時達到最高，之后隨膳食纖維添加量的增加而下降。實驗表明適量的添加膳食纖維能夠改善酸奶的質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味，使得酸奶具有獨特的口感風(fēng)味，而過少或過量的膳食纖維添加量則不利于酸奶口味的改善。

圖1 膳食纖維添加量對酸奶品質(zhì)的影響

2.5 接種量對酸奶品質(zhì)的影響

由圖2 可知，隨著接種量的增加，感官評分先上升后下降，當(dāng)接種量為3%時，酸奶的感官分最高。這可能是由于接種量較小時，酸奶發(fā)酵不完全，口感較差；接種量過大時，酸奶發(fā)酵過度，味道變酸，影響了感官品質(zhì)；當(dāng)接種量為3%時，發(fā)酵完全，酸奶口感細(xì)膩、酸甜適中、質(zhì)地均勻。

圖2 接種量對酸奶品質(zhì)的影響

2.6 發(fā)酵溫度對酸奶品質(zhì)的影響

由圖3 可知，隨著發(fā)酵溫度的升高，酸奶的感官評分先增加然后下降，當(dāng)發(fā)酵溫度為42℃時，感官評分最高。這是因為42℃符合嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌的最適合生長溫度范圍，在此溫度下，菌株生長旺盛，利于酸奶發(fā)酵。

2.7 發(fā)酵時間對酸奶品質(zhì)的影響

由圖4 可知，在發(fā)酵時間小于6 h 時，隨著發(fā)酵時間延長，酸奶的感官評分增加，在發(fā)酵時間超過6 h 后，隨著發(fā)酵時間的繼續(xù)延長，感官評分開始下降。6 h 為葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶的最適發(fā)酵時間。

圖4 發(fā)酵時間對酸奶品質(zhì)的影響

2.8 正交試驗結(jié)果

以感官評分為考查指標(biāo)，對膳食纖維添加量、接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間進行四因素三水平正交試驗，見第115 頁表6。正交試驗結(jié)果見第115頁表7。

表6 因素水平表

由表7 可知，影響膳食纖維酸奶品質(zhì)的主次因素為發(fā)酵溫度（C） ＞接種量（B） ＞膳食纖維添加量（A） ＞發(fā)酵時間（D），根據(jù)分析結(jié)果得出最優(yōu)組合為A2B2C2D2，即膳食纖維添加量3%，接種量3%，發(fā)酵溫度42 ℃，發(fā)酵時間6 h。在此最佳提取條件下進行驗證試驗，得到膳食纖維酸奶感官評分為92.6 分，高于其他組合，表明優(yōu)化條件可行。

表7 正交試驗結(jié)果

2.9 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶羥自由基清除能力

如表8 所示，添加酒渣對酸奶的抗氧化能力具有顯著影響（p＜0.05） 。酒渣酸奶對·OH 清除率達到61.33%，而對照酸奶對·OH 清除率為30.25%；加入酒渣的酸奶的抗氧化能力強于對照酸奶。

表8 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶羥自由基清除能力

2.10 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)

對根據(jù)以感官評分為評價指標(biāo)的正交試驗法得出的最優(yōu)組合A2B2C2D2制成的成品進行質(zhì)量分析。葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶成品感官評分93.1分，其蛋白質(zhì)含量2.4 g/100 g、脂肪含量2.6 g/100 g，酸度79.8°T，乳酸菌數(shù)為3.5×106CFU/g，未檢出大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌等致病菌，葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶各項指標(biāo)符合GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》 及GB 4789.35—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗乳酸菌檢驗》的要求。

3 結(jié)論

本次實驗以葡萄酒渣可溶性膳食纖維添加量、乳酸菌接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間為因素，以感官評分為評價指標(biāo)，在單因素實驗的基礎(chǔ)上，采用正交實驗分析得到了葡萄酒渣膳食纖維酸奶的最佳工藝條件為接種量3%，膳食纖維添加量3%，發(fā)酵溫度42 ℃，發(fā)酵時間6 h。在該條件下，葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶的感官評分達92.6 分。含有葡萄酒渣膳食纖維的酸奶，不僅增加了酸奶的抗氧化活性，還改善了酸奶的品質(zhì)，產(chǎn)品口感細(xì)膩、酸甜爽口、乳香味濃郁、質(zhì)地均勻致密，風(fēng)味獨特。因此，可對葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶進一步開發(fā)與應(yīng)用，增加酸奶產(chǎn)品多樣性，擴大酸奶市場。