張文剛

(1.青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院,青海 西寧 810016;2.青海省青藏高原農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海 西寧 810016;3.青藏高原種質(zhì)資源研究與利用實(shí)驗(yàn)室,青海 西寧 810016)

芫根(BrassicarapaL.),又名蕪菁、蔓菁、扁蘿卜等,為十字花科蕓苔屬的藥食同源蔬菜作物,主要種植區(qū)域?yàn)槲覈鞅钡貐^(qū)[1]。芫根性喜冷涼,能夠適應(yīng)高海拔地區(qū)氣候環(huán)境,有長壽圣果的美譽(yù)[2],其含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、類黃酮、皂苷、多糖、生物堿、有機(jī)酸等營養(yǎng)和功能成分[3-5],表現(xiàn)出抗疲勞、抗缺氧、調(diào)節(jié)免疫、降血脂、降血糖、補(bǔ)腎生精、健胃消食等多種功效[6-9]。因其具有良好的促進(jìn)健康作用且可藥、食、飼兼用,近年來逐漸成為醫(yī)學(xué)、營養(yǎng)學(xué)和食品工業(yè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[10]。

枸杞又稱枸杞子、枸杞果、枸杞豆,為茄科枸杞屬多年生落葉灌木,是我國傳統(tǒng)的藥食兩用植物。在我國西北地區(qū)如寧夏、青海、甘肅、西藏、內(nèi)蒙古等分布廣泛[11]。枸杞富含多糖、蛋白質(zhì)、甜菜堿、維生素、多酚、微量元素等活性成分[12,13],《本草綱目》中記為甘平而潤,性滋而補(bǔ),具有抗氧化、抗衰老、抗癌、抗炎、調(diào)節(jié)免疫等多種生物活性[14,15]。隨著大健康產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,枸杞已被廣泛應(yīng)用于食品和藥品的開發(fā)與生產(chǎn)加工[13]。

目前,芫根多被當(dāng)?shù)匕傩沼糜谑秤没蝻曈?而在食品加工方面還很薄弱,已有制品以飲料為主,市場(chǎng)開發(fā)前景廣闊[16]。果蔬酒是以新鮮果蔬或果蔬汁為原料經(jīng)部分或完全發(fā)酵而成的低度酒精飲料,因其含有豐富的營養(yǎng)成分、較低的酒精度及豐富的香氣而受到消費(fèi)者廣泛歡迎[17]。以芫根為原料開發(fā)果蔬酒產(chǎn)品是拓寬其應(yīng)用途徑的有效方式之一。然而,芫根味淡微甜且略帶辛辣味,僅以芫根為原料制作相關(guān)產(chǎn)品通常風(fēng)味不佳[18]。鑒于枸杞的高健康價(jià)值及甘甜滋味,將其與芫根結(jié)合進(jìn)行復(fù)配發(fā)酵,不僅可以結(jié)合兩種原料的營養(yǎng)功能優(yōu)勢(shì),也能賦予發(fā)酵果酒產(chǎn)品較好的感官品質(zhì)。本研究以芫根和枸杞為原料制作芫根枸杞果酒,通過單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化加工工藝,以期為芫根資源的綜合開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

芫根,由青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院園藝所提供;枸杞粉,由江蘇君康萊健康產(chǎn)業(yè)有限公司生產(chǎn);EC1118酵母,由拉曼公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

芫根→預(yù)處理→打漿→成分調(diào)整→酵母活化→主發(fā)酵→成品。

1.2.2 試驗(yàn)步驟

(1)預(yù)處理:選擇成熟的芫根,剔除其有損傷的部分。用清水洗去附著的泥沙、雜質(zhì)等。

(2)打漿:取200 g預(yù)處理后的芫根,切成約2 cm × 2 cm × 2 cm的果塊然后置于打漿機(jī)中,按照料液比1∶1(g/mL)加水打漿。

(3)成分調(diào)整:添加白砂糖控制糖度,添加枸杞粉調(diào)整風(fēng)味,枸杞粉添加量以打漿加水量為基準(zhǔn)。

(4)酵母活化:取釀酒干酵母,加入溫度為30 ℃、含有4%白砂糖的溶液中進(jìn)行活化。

(5)發(fā)酵:將活化后的酵母加入芫根漿液中,接種量以芫根質(zhì)量計(jì),置于培養(yǎng)箱發(fā)酵,當(dāng)酒精度連續(xù)3 d無明顯變化時(shí),主發(fā)酵結(jié)束。

1.2.3 單因素試驗(yàn)

以酒精度和感官評(píng)分為指標(biāo),探討枸杞粉加量(10%、20%、30%、40%、50%)、糖度(21 °Bx、24 °Bx、27 °Bx、30 °Bx、35 °Bx)、酵母接種量(2%、4%、6%、8%、10%)和發(fā)酵時(shí)間(3 d、4 d、5 d、6 d、7 d)對(duì)芫根枸杞果酒品質(zhì)的影響。各因素固定條件為枸杞粉加量20%、糖度30 °Bx、酵母接種量4%、發(fā)酵時(shí)間5 d。

1.2.4 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,選擇糖度(A)、酵母接種量(B)、發(fā)酵時(shí)間(C)和枸杞粉加量(D)四個(gè)因素的較優(yōu)水平,設(shè)計(jì)L9(34)正交試驗(yàn),確定芫根枸杞果酒的最優(yōu)工藝條件。正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table.1 Factor and level of orthogonal test

表2 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table.2 Sensory evaluation criteria

1.2.5 試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定

1.2.5.1 酒精度

參考魏曉霞[19]的方法測(cè)定。取1 mL酒液于50 mL容量瓶中定容,取定容后的樣液5 mL加入錐形瓶,再依次加入10 mL 2%的重鉻酸鉀溶液和5 mL 98%的濃硫酸,搖勻后用錫箔紙封口并反應(yīng)10 min。冷卻至室溫后,以空白標(biāo)準(zhǔn)液作參比,在波長610 nm處測(cè)定樣品吸光度值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線定量。酒精度按照式(1)計(jì)算。

z(%vol)=20×y(%vol)

(1)

式中:y為樣品酒精度;z為實(shí)際酒精度。

1.2.5.2 總酚和總黃酮含量

參考楊希娟等[20]的方法測(cè)定總酚含量、DPPH·自由基清除力、FRAP還原能力及ABTS+·自由基清除力?？偡雍恳詻]食子酸當(dāng)量表示(mg GAE/L),抗氧化活性以Trolox當(dāng)量表示(μmol/L)。

1.2.5.3 感官評(píng)價(jià)

參照 GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》的要求,以色澤、香氣、滋味、典型性為評(píng)定指標(biāo)。組織7名經(jīng)過基礎(chǔ)培訓(xùn)人員在室溫條件下對(duì)樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià),評(píng)分以平均值表示。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如2所示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)平行三次,采用Origin 2019和Excel進(jìn)行圖表繪制。差異顯著性水平為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)研究

2.1.1 糖度對(duì)果酒品質(zhì)的影響

由圖1可知,隨著糖度的增加,芫根枸杞果酒的酒精度和感官評(píng)分均呈現(xiàn)出先升高后降低趨勢(shì),當(dāng)糖度為30 °Bx時(shí)酒精度和感官評(píng)分均最高。當(dāng)糖度在21～30 °Bx范圍內(nèi)增加時(shí),酒精度和感官評(píng)分不斷增加;而當(dāng)糖度超過30 °Bx后,發(fā)酵液滲透壓過大,酵母繁殖和代謝受到抑制,酒精度和感官評(píng)分降低;與此同時(shí),過高的糖度使得酒中殘?zhí)沁^多,口感下降[21]。因此,選取糖度30 °Bx為適宜水平。

圖1 糖度對(duì)果酒品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of sugar content on fruit wine quality

2.1.2 酵母接種量對(duì)果酒品質(zhì)的影響

由圖2可知,隨著酵母接種量的增大,芫根枸杞果酒酒精度和感官評(píng)分先升高后降低,當(dāng)酵母接種量為6%時(shí)酒精度和感官評(píng)分均最高。酵母添加較少時(shí),發(fā)酵速度緩慢、周期長、易染雜菌,酒精度偏低,酒的品質(zhì)不佳;酵母添加較多時(shí),酵母繁殖所需營養(yǎng)物質(zhì)不足,酒的酒精度降低且容易產(chǎn)生酵母味,風(fēng)味與口感下降[22]。因此,選取酵母接種量6%為適宜酵母添加量。

圖2 酵母接種量對(duì)果酒品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of yeast inoculation on fruit wine quality

2.1.3 枸杞粉添加量對(duì)果酒品質(zhì)的影響

由圖3可知,隨著枸杞粉添加量增加,芫根枸杞果酒的酒精度和感官評(píng)分總體呈現(xiàn)先升高后降低再上升趨勢(shì),當(dāng)枸杞粉加量為30%時(shí)酒精度和感官評(píng)分達(dá)到最高。枸杞粉添加較少時(shí),酒中芫根風(fēng)味明顯且色澤暗淡,綜合品質(zhì)不佳;枸杞粉添加過多時(shí),枸杞風(fēng)味突出,風(fēng)味和色澤不夠協(xié)調(diào),典型性較差。因此,選取枸杞添加量30%為適宜添加量。

圖3 枸杞粉加量對(duì)果酒品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of dosage of Chinese wolfberry powder on fruit wine quality

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)果酒品質(zhì)的影響

由圖4可知,隨著發(fā)酵時(shí)間延長,芫根枸杞果酒的酒精度和感官評(píng)分均先升高后降低,當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為5 d時(shí)酒精度和感官評(píng)分最高。發(fā)酵時(shí)間較短時(shí),酵母發(fā)酵作用不足,酒精度較低,品質(zhì)不佳;發(fā)酵時(shí)間過長時(shí),不良產(chǎn)物出現(xiàn)積累,酒的酸甜比不協(xié)調(diào),品質(zhì)出現(xiàn)下降[23]。因此,選取發(fā)酵時(shí)間5 d為適宜發(fā)酵時(shí)間。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)果酒品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of fermentation time on fruit wine quality

2.2 正交試驗(yàn)研究

由表3可知,以酒精度為指標(biāo),極差(R)為A>D>B>C,最優(yōu)工藝條件為A2B1C3D3,即糖度30 °Bx、酵母接種量4%、發(fā)酵時(shí)間6 d、枸杞粉添加量40%;以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo),極差(R′)為D>A>B>C,最優(yōu)工藝條件為A2B1C2D3,即糖度30°Bx、酵母接種量4%、發(fā)酵時(shí)間5 d、枸杞粉添加量40%。在最優(yōu)組合下制備芫根枸杞果酒,測(cè)定發(fā)現(xiàn)組合1(A2B1C3D3)感官評(píng)分達(dá)到88分,高于組合2(A2B1C2D3)。因此,選擇組合1為芫根枸杞果酒的最佳制備條件。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table.3 Results of orthogonal tests

2.3 理化指標(biāo)測(cè)定研究

由表4可知,芫根枸杞果酒中總酚含量為642.57 mg/L,DPPH、FRAP和ABTS抗氧化能力分別達(dá)到651.71、1 393.46和2 065.20 μmol/L,表明芫根枸杞果酒富含酚類化合物并具有較強(qiáng)的抗氧化活性,功能品質(zhì)良好。

表4 芫根枸杞果酒理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果Table.4 Physicochemical indicators detection results of Brassica rapa L.Chinese wolfberry fruit wine

3 討論和結(jié)論

目前,芫根研究大多集中在品種選育、營養(yǎng)評(píng)價(jià)、生物活性等方面,已報(bào)道的產(chǎn)品主要為泡菜和果汁飲料[24,25],其在發(fā)酵酒中的應(yīng)用有待進(jìn)一步探究。枸杞作為藥食兩用的寶貴漿果資源,已被廣泛用于功能酒類產(chǎn)品的釀造中。李少鵬等[26]以新鮮枸杞為原料制備了枸杞果酒,發(fā)現(xiàn)最優(yōu)條件下枸杞果酒含有豐富的多酚、黃酮、多糖、甜菜堿、氨基酸等營養(yǎng)功能成分,且香氣幽雅協(xié)調(diào)、酒體醇厚。將芫根與枸杞相結(jié)合進(jìn)行果酒釀制,有助于增加果酒營養(yǎng)功能成分,并豐富成品酒的感官和風(fēng)味特征,進(jìn)而提升芫根資源附加值。

本研究通過單因素和正交試驗(yàn)確定了芫根枸杞果酒發(fā)酵優(yōu)化條件為糖度30 °Bx、酵母接種量4%、時(shí)間6 d、枸杞添加量40%。成品芫根枸杞果酒呈橘紅色、澄清透明、香氣較協(xié)調(diào)、酸甜適中,感官評(píng)分為88分。此外,芫根枸杞果酒富含酚類物質(zhì)并表現(xiàn)出良好的抗氧化特性。芫根自身存在獨(dú)特的辛辣味,這為其發(fā)酵果酒的加工帶來不利影響。添加枸杞粉進(jìn)行復(fù)配發(fā)酵不僅有效改善了芫根發(fā)酵果酒的風(fēng)味和口感,也賦予成品酒豐富的酚類化合物,有助于強(qiáng)化芫根發(fā)酵果酒的潛在功能品質(zhì)。本研究為芫根的精深加工利用增加了新思路。