趙 寧,魏新元,樊明濤*,李鵬燕,張 杰,張 利,李 堯
(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西 楊凌 712100)
發(fā)酵方法及品種對獼猴桃酒多酚和抗氧化性的影響
趙 寧,魏新元,樊明濤*,李鵬燕,張 杰,張 利,李 堯
(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西 楊凌 712100)
借助高效液相色譜及紫外分光光度法探究了‘徐香’、‘黃金果’和‘海沃德’獼猴桃經(jīng)帶渣和清汁發(fā)酵生產(chǎn)的6 種獼猴桃酒的多酚類化合物含量和抗氧化活性。結(jié)果表明:6 種獼猴桃酒總酚含量為676.80~1 172.63 mg GAE/L,黃烷醇、總黃酮和原花青素含量分別為109.11~484.33、116.25~738.47、365.33~1 421.67 mg CE/L,總花色苷含量為52.16~59.56 mg CGE/L。發(fā)酵方法和品種對獼猴桃酒中酚類物質(zhì)含量產(chǎn)生一定影響,總體而言,帶渣發(fā)酵酒中酚類物質(zhì)含量較高,僅‘徐香’和‘黃金果’帶渣發(fā)酵酒中總酚以及‘海沃德’帶渣發(fā)酵酒中總花色苷含量低于清汁發(fā)酵酒,說明帶渣發(fā)酵可使皮渣中的黃酮等物質(zhì)溶出。總酚含量和抗氧化活性間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。沒食子酸(17.32~74.08 mg/L)、綠原酸(4.85~49.82 mg/L)和兒茶素(15.89~47.79 mg/L)為獼猴桃酒中最主要的單體酚。
獼猴桃酒;品種;發(fā)酵方法;酚類物質(zhì);抗氧化
獼猴桃(Actinidia chinensis Planch.)又稱“奇異果”、“長壽果”,是獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(Actinidia)的漿果類木質(zhì)藤本植物[1]。研究發(fā)現(xiàn),獼猴桃含有VC、VE、類胡蘿卜素、鉀、膳食纖維、氨基酸、多酚、黃酮等營養(yǎng)物質(zhì),具有抗氧化、降血脂、增強免疫力、促進消化及預(yù)防便秘等功能性質(zhì)[2-4]。
獼猴桃屬于呼吸躍變型水果,乙烯對其品質(zhì)有很大的影響[5-6],采摘后容易變軟,甚至失去食用價值。以獼猴桃為原料生產(chǎn)獼猴桃酒不僅能減少其采摘后的腐敗變質(zhì)所致經(jīng)濟損失,增加附加值,還可豐富果酒市場。近年來,關(guān)于獼猴桃酒的研究越來越多,但主要集中在工藝優(yōu)化、原酒的后處理以及感官評價等方面[7]。已有研究表明,帶渣發(fā)酵能浸提皮渣中的多酚、膳食纖維、果膠等多種營養(yǎng)成分,對豐富酒體、突顯產(chǎn)品特色起到有益作用[8],但關(guān)于獼猴桃?guī)гl(fā)酵的研究報道較少。不同品種獼猴桃多酚類化合物含量有明顯差異,趙金梅等[3]對10 種獼猴桃品質(zhì)進行研究,發(fā)現(xiàn)總酚含量各不相同,變化范圍為63.71~152.46 mg/100 g,且‘徐香’中的含量高于‘海沃德’;Park等[9]發(fā)現(xiàn)‘黃金果’多酚含量約是‘海沃德’的2.3 倍。所以,選出適宜的發(fā)酵方式和釀酒獼猴桃品種對促進獼猴桃資源合理利用,品種的選育、種植,以及獼猴桃酒生產(chǎn)開發(fā)具有重要意義。但是關(guān)于最適釀酒獼猴桃品種的選擇、發(fā)酵方法和品種對獼猴桃酒多酚類化合物含量和抗氧化活性影響的研究很少,因此,本實驗以中華獼猴桃(‘黃金果’)、美味獼猴桃(‘徐香’和‘海沃德’)為原料,通過帶渣和清汁發(fā)酵工藝生產(chǎn)獼猴桃酒,分析不同獼猴桃酒的酚類化合物含量和抗氧化活性,從而為高品質(zhì)獼猴桃酒開發(fā)提供一定的理論依據(jù)。
1.1 材料與試劑
獼猴桃(‘徐香’、‘黃金果’和‘海沃德’)購于陜西省楊凌農(nóng)貿(mào)市場;釀酒酵母WLP775為西北農(nóng)林科技大學(xué)釀酒與生物技術(shù)實驗室保存。
單體酚標(biāo)品(色譜純)、1,1-二苯-1-苦基苯肼(1,1-diphenyl-2-picryhydrazyl,DPPH)、2,2’-聯(lián)氨-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺鹽(2,2’-azinobis(3-ehtylbenzothiazolin-6-sulfnic acid) diammonium salt,ABTS) 美國Sigma公司;鐵氰化鉀、水楊酸、過硫酸鉀 天津博迪化工股份有限公司;甲醇、乙酸天津科密歐化學(xué)試劑有限公司;福林-酚試劑 北京索萊寶科技有限公司;果膠酶、4-二甲基氨基肉桂醛(4-(dimethylamino)cinnamaldehyde,p-DMACA)上海原葉生物科技有限公司;香草醛 國藥集團化學(xué)試劑有限公司。
1.2 儀器與設(shè)備
LC-20A高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)儀、UV-1240紫外分光光度計日本島津公司;高速冷凍離心機 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;榨汁機南通金橙機械有限公司。
1.3 方法
1.3.1 獼猴桃酒的釀造
采用3 個不同品種獼猴桃進行帶渣發(fā)酵和清汁發(fā)酵,生產(chǎn)6 種獼猴桃酒:‘徐香’帶渣發(fā)酵酒(XXW-P)、‘徐香’清汁發(fā)酵酒(XXW-J)、‘黃金果’帶渣發(fā)酵酒(HJGW-P)、‘黃金果’清汁發(fā)酵酒(HJGW-J)、‘海沃德’帶渣發(fā)酵酒(HWDW-P)、‘海沃德’清汁發(fā)酵酒(HWDW-J),其中‘徐香’汁、‘黃金果’汁和‘海沃德’汁還原糖質(zhì)量濃度分別為104.90、125.29、98.53 g/L,滴定酸質(zhì)量濃度分別為10.70、12.15、12.06 g/L。
1.3.1.1 獼猴桃酒釀造工藝流程
1.3.1.2 操作要點
選擇成熟度好,無腐爛變質(zhì)的獼猴桃;裝罐前用SO2熏罐,同時加入60 mg/L SO2;按60 mg/L的添加量在果汁和果漿中添加果膠酶,在室溫條件下酶解8 h,提高出汁率;按5%的接種量接入酵母種子液進行發(fā)酵,發(fā)酵溫度22 ℃、發(fā)酵時間7 d;當(dāng)可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本不變、還原糖質(zhì)量濃度低于4 g/L時終止發(fā)酵;倒罐時添加SO2以抑制發(fā)酵的進行和使原酒盡快澄清;陳釀在低溫條件下進行;保持清汁發(fā)酵和帶渣發(fā)酵的所有條件基本一致。
1.3.2 基本理化指標(biāo)的測定
將發(fā)酵液4 ℃、10 000 r/min離心10 min后,取上清液進行測定。酒精體積分?jǐn)?shù)、總酸、pH值、可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)及還原糖質(zhì)量濃度等指標(biāo)的測定參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。其中,還原糖、總酸質(zhì)量濃度分別以葡萄糖、蘋果酸計,單位為g/L。
1.3.3 酚類化合物含量的測定
總多酚含量的測定采用福林-酚法[10];以沒食子酸當(dāng)量(gallic acid equivalent,GAE)表示,單位為mg GAE/L,標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程:y=0.015 2x-0.010 6(R2=0.998 4)??傸S酮含量的測定采用氯化鋁顯色法[11],黃烷醇含量的測定采用p-DMACA衍生化法[12],原花青素含量的測定采用香草醛-鹽酸法[13];以上3 種物質(zhì)的含量均以兒茶素當(dāng)量(catechin equivalent,CE)表示,單位為mg CE/L;標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程分別為:y=0.000 6x+0.001 5(R2=0.999 1);y=0.008 2x+0.026 3(R2=0.999 5);y=0.000 1x+0.007 5(R2=0.999 7)??偦ㄉ蘸康臏y定采用pH值示差法[14],以矢車菊素-3-O-葡萄糖苷當(dāng)量(cyanidin-3-O-glucoside chloride equivalent,CGE)表示,單位為mg CGE/L。
1.3.4 單體酚含量檢測
1.3.4.1 樣品處理
[15-17]的方法,取20 mL樣品,用1 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為7左右。用20 mL乙酸乙酯萃取,重復(fù)3 次,混合上清液;剩余部分用2 mol/L HCl溶液調(diào)節(jié)pH值為2左右,再萃取3 次,混合上清液。將上清液40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干,殘渣溶于5 mL色譜甲醇中,再經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾后用HPLC測定。
1.3.4.2 色譜條件
ZORBAX SB-C18色譜柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相A:體積分?jǐn)?shù)1%的乙酸水溶液,流動相B:色譜甲醇;梯度洗脫時間程序:0~10 min,5%~30% B;10~25 min,30%~50% B;25~30 min,50%~60% B;30~35 min,60%~70% B;35~40 min,70%~5% B;柱溫:30 ℃;流速1.0 mL/min,進樣量20 μL,檢測器為紫外檢測器,檢測波長為280 nm和320 nm。
1.3.4.3 定性定量分析
對比樣品和單體酚標(biāo)品的保留時間和吸收光譜圖,進行多酚組分的定性分析;將各標(biāo)準(zhǔn)品稀釋成不同的質(zhì)量濃度梯度,在上述色譜條件下進行檢測,以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),峰面積為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,再依據(jù)樣品的峰面積計算得到樣品中各多酚組分的含量,進行定量分析。
1.3.5 體外抗氧化活性測定
DPPH自由基清除能力參考Ramchandani等[18]的方法;ABTS+·清除率測定參考Xu Changmou等[19]的方法;還原力測定參考Kosani?等[20]的方法。
1.4 數(shù)據(jù)分析
采用GraphPad Prism 6.0軟件繪圖;采用SPSS 20.0軟件進行顯著性和相關(guān)性分析。
2.1 品種和釀造工藝對獼猴桃酒基本理化指標(biāo)的影響
由表1可知,6 種獼猴桃酒的酒精體積分?jǐn)?shù)在4.9%~6.8%之間,其中‘黃金果’清汁發(fā)酵酒的酒精體積分?jǐn)?shù)最高,‘海沃德’帶渣發(fā)酵酒的酒精體積分?jǐn)?shù)最低,這與不同品種獼猴桃果汁的初始糖度和酸度不同有關(guān);可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)在4.00%~5.97%之間,還原糖質(zhì)量濃度在0.97~2.41 g/L之間。與清汁發(fā)酵酒相比,3 個品種帶渣發(fā)酵酒的酒精體積分?jǐn)?shù)較低、可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)和還原糖質(zhì)量濃度較高,這可能是因為帶渣發(fā)酵時果渣在果膠酶作用下釋放出了酵母菌難以利用的多糖,而清汁發(fā)酵時酵母菌可以較充分地利用還原糖,使清汁發(fā)酵酒中殘?zhí)橇康?、酒精體積分?jǐn)?shù)高。pH值在3.20~3.43之間,總酸質(zhì)量濃度在11.66~14.09 g/L之間,其中黃金果清汁發(fā)酵酒的總酸質(zhì)量濃度最高,‘海沃德’帶渣發(fā)酵酒的總酸質(zhì)量濃度最低;且3 個品種清汁發(fā)酵酒的總酸質(zhì)量濃度稍高于帶渣發(fā)酵酒,這可能是因為清汁發(fā)酵時酵母菌代謝更旺盛,積累了更多的有機酸,這個趨勢和成宇峰等[21]的研究結(jié)果相一致。
表1 6 種不同獼猴桃酒的基本理化指標(biāo)Table 1 Physicochemical indexes of six different kiwi wines
2.2 品種和釀造工藝對獼猴桃酒酚類物質(zhì)的影響
2.2.1 品種和釀造工藝對獼猴桃酒總酚含量的影響
圖1 6 種獼猴桃酒中總酚含量比較Fig. 1 Comparison of total phenol contents in six different kiwi wines
由圖1可知,6 種獼猴桃酒的總酚含量在676.80~1 172.63 mg GAE/L之間,其中‘黃金果’清汁發(fā)酵酒總酚含量最高,‘海沃德’清汁發(fā)酵酒總酚含量最低,且與其他酒差異顯著(P<0.05)?!S金果’帶渣發(fā)酵和清汁發(fā)酵酒總酚含量都顯著大于‘海沃德’酒帶渣發(fā)酵和清汁發(fā)酵酒(P<0.05),這可能是因為‘黃金果’中總酚含量(10.23 mg GAE/g)高于‘海沃德’中總酚含量(4.48 mg GAE/g)[9]造成的。在帶渣發(fā)酵酒中,‘海沃德’和‘徐香’、‘黃金果’酒總酚含量之間差異顯著(P<0.05);在清汁發(fā)酵酒中,3 個品種酒的總酚含量間差異均顯著(P<0.05)。盡管帶渣發(fā)酵能增加酒中酚類化合物含量[22],但‘徐香’和‘黃金果’帶渣發(fā)酵酒的總酚含量低于清汁發(fā)酵酒,這可能是由于‘黃金果’和‘徐香’的果皮較厚,帶渣發(fā)酵時皮渣層中帶入了較多空氣,增加了發(fā)酵液中的溶氧量,加速了多酚的氧化,從而降低了其含量。
2.2.2 品種和釀造工藝對獼猴桃酒黃烷醇含量的影響
圖2 6 種獼猴桃酒中黃烷醇含量比較Fig. 2 Comparison of flavanol contents in six different kiwi wines
由圖2可知,6 種獼猴桃酒的黃烷醇含量在109.11~484.33 mg CE/L之間,其中‘黃金果’帶渣發(fā)酵酒黃烷醇含量最高,‘海沃德’清汁發(fā)酵酒黃烷醇含量最低。在帶渣發(fā)酵酒中,‘海沃德’和‘徐香’、‘黃金果’酒黃烷醇含量差異顯著(P<0.05);在清汁發(fā)酵酒中,‘黃金果’和‘徐香’、‘海沃德’酒黃烷醇含量差異顯著(P<0.05)。帶渣發(fā)酵時,果膠酶和發(fā)酵液中的酒精可使皮渣中的黃烷醇類物質(zhì)溶出[23],所以3 個品種帶渣發(fā)酵酒的黃烷醇含量均高于清汁發(fā)酵酒。
2.2.3 品種和釀造工藝對獼猴桃酒總黃酮含量的影響
圖3 6 種獼猴桃酒中總黃酮含量比較Fig. 3 Comparison of total flavonoids contents in six different kiwi wines
獼猴桃皮渣中含有豐富的黃酮、膳食纖維等生物活性成分,用超聲波輔助提取獼猴桃皮渣中的黃酮,其得率可達(dá)26.772 mg/g[24]。由圖3可知,6 種獼猴桃酒的總黃酮含量在116.25~738.47 mg CE/L之間,其中‘黃金果’帶渣發(fā)酵酒總黃酮含量最高,‘海沃德’清汁發(fā)酵酒總黃酮含量最低。在帶渣發(fā)酵和清汁發(fā)酵中,3 個品種酒的總黃酮含量差異均顯著(P<0.05)。由于果膠酶降解細(xì)胞壁和酵母代謝作用可使皮渣中的生物活性物質(zhì)浸出,所以和清汁發(fā)酵相比,帶渣發(fā)酵可提高獼猴桃酒中總黃酮含量。
2.2.4 品種和釀造工藝對獼猴桃酒原花青素含量的影響
圖4 6 種獼猴桃酒中原花青素含量比較Fig. 4 Comparison of proanthocyanidins contents in six different kiwi wines
由圖4可知,6 種獼猴桃酒的原花青素含量在365.33~1 421.67 mg CE/L之間,其中‘黃金果’帶渣發(fā)酵酒原花青素含量最高,‘徐香’清汁發(fā)酵酒原花青素含量最低。在帶渣發(fā)酵酒中,3 個品種酒的原花青素含量差異均顯著(P<0.05);在清汁發(fā)酵酒中,‘黃金果’酒和‘海沃德’、‘徐香’酒的原花青素含量差異顯著(P<0.05);這與不同品種獼猴桃皮渣和汁中原花青素含量不同有關(guān)。對3 個品種而言,帶渣發(fā)酵酒的原花青素含量均高于清汁發(fā)酵酒,這可能是皮渣中的原花青素在果膠酶及低濃度乙醇作用下被浸提出所致。
2.2.5 品種和釀造工藝對獼猴桃酒總花色苷含量的影響
圖5 6 種獼猴桃酒中總花色苷含量比較Fig. 5 Comparison of total monomeric anthocyanin contents in six different kiwi wines
花色苷是一種紅色天然色素,能和酒中的黃酮等物質(zhì)通過共價鍵或疏水相互作用發(fā)生輔色作用,從而提高酒的顏色,一般花色苷含量越高,酒顏色越深,色度值越高[25]。由圖5可知,6 種獼猴桃酒的總花色苷含量在52.16~59.56 mg CGE/L之間,其中海沃德清汁發(fā)酵酒總花色苷含量最高,黃金果帶渣發(fā)酵酒最低。在帶渣發(fā)酵和清汁發(fā)酵中,3 個品種酒之間總花色苷含量差異均顯著(P<0.05),即同一發(fā)酵條件下,品種對獼猴桃酒中總花色苷含量有較大影響,這可能與不同品種獼猴桃中花色苷的種類、糖苷鍵的連接位置以及獼猴桃酒中花色苷和單寧形成縮合物的含量有關(guān)。在3 個品種中,‘徐香’、‘海沃德’清汁和帶渣發(fā)酵酒總花色苷含量間差異顯著(P<0.05)。
2.3 品種和釀造工藝對獼猴桃酒單體酚質(zhì)量濃度的影響
對獼猴桃酒中11 種單體酚進行了定性和定量測定,具體包括7 種酚酸(羥基苯甲酸:沒食子酸、原兒茶酸;羥基肉桂酸:對香豆酸、綠原酸、咖啡酸、阿魏酸、鞣花酸),2 種黃烷-3-醇(兒茶素、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)),一種查爾酮(根皮苷),一種黃酮醇苷類(金絲桃苷)。
表2 不同獼猴桃酒中單體酚質(zhì)量濃度Table 2 Contents of individual phenols in different kiwi wines mg/L
由表2可知,在7 種酚酸中,除‘徐香’清汁發(fā)酵酒外,其他5 種酒中沒食子酸質(zhì)量濃度最高,Porgal等[26]研究發(fā)現(xiàn)紅酒中也是沒食子酸質(zhì)量濃度最高。酚酸總質(zhì)量濃度在27.29~120.91 mg/L之間,帶渣發(fā)酵時,‘徐香’酒酚酸總量最高,‘海沃德’酒最低;清汁發(fā)酵時,也是‘徐香’酒最高,‘海沃德’酒最低;這是因為在同一發(fā)酵方式下,不同品種果汁和皮渣中酚類物質(zhì)質(zhì)量濃度以及酸度不同所致。對同一品種而言,由于帶渣發(fā)酵時果膠酶催化皮渣細(xì)胞壁降解的同時,許多酚酸會從木質(zhì)素中釋放出來,且在酶催化降解?;ㄇ嗨剡^程中會釋放出香豆酸[27],所以3 個品種都是帶渣發(fā)酵酒酚酸總量高于清汁發(fā)酵酒。沒食子酸在‘黃金果’帶渣發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最高(74.08 mg/L),在‘海沃德’清汁發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最低(17.32 mg/L);有報道稱葡萄酒中沒食子酸主要由葡萄皮中沒食子酸酯水解產(chǎn)生[28],說明‘黃金果’皮渣中沒食子酸酯質(zhì)量濃度較高,且發(fā)酵過程中水解釋放到了酒中;原兒茶酸在‘黃金果’清汁發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最高(3.37 mg/L),在‘海沃德’清汁發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最低(0.76 mg/L);阿魏酸、鞣花酸和對香豆酸在‘徐香’帶渣發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最高,分別為3.38、5.99、7.52 mg/L,在‘黃金果’清汁發(fā)酵酒、‘黃金果’帶渣發(fā)酵酒和‘海沃德’帶渣發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最低,分別為0.69、0.92、0.80 mg/L;咖啡酸和綠原酸在‘徐香’清汁發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最高,分別為18.18、49.82 mg/L,在‘黃金果’帶渣發(fā)酵酒和‘海沃德’清汁發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最低,分別為1.12、4.85 mg/L。在同一品種中,‘徐香’清汁和帶渣發(fā)酵酒中除綠原酸外的6 種酚酸質(zhì)量濃度間差異均顯著(P<0.05),‘黃金果’只有沒食子酸和阿魏酸質(zhì)量濃度差異顯著(P<0.05),‘海沃德’只有原兒茶酸和鞣花酸質(zhì)量濃度差異顯著(P<0.05),所以發(fā)酵方式對‘徐香’酒中酚酸質(zhì)量濃度影響更大。在帶渣發(fā)酵酒中,‘黃金果’和‘海沃德’酒除咖啡酸、阿魏酸質(zhì)量濃度差異不顯著外,其余酚酸質(zhì)量濃度間差異均顯著(P<0.05);在清汁發(fā)酵酒中,‘黃金果’和‘海沃德’酒除咖啡酸質(zhì)量濃度差異不顯著外,其余酚酸質(zhì)量濃度間差異均顯著(P<0.05);可知,在相同發(fā)酵條件下,不同品種獼猴桃酒中酚酸質(zhì)量濃度有較大差異。
在2 種黃烷-3-醇中,除‘黃金果’清汁和帶渣發(fā)酵酒,其他4 種酒中兒茶素質(zhì)量濃度均大于EGCG質(zhì)量濃度。黃烷-3-醇總量在24.89~97.39 mg/L之間,‘黃金果’清汁發(fā)酵酒黃烷-3-醇總質(zhì)量濃度最高,‘海沃德’清汁發(fā)酵酒黃烷-3-醇總質(zhì)量濃度最低;‘海沃德’帶渣發(fā)酵酒中黃烷-3-醇總質(zhì)量濃度高于清汁發(fā)酵酒,而‘徐香’和‘黃金果’酒則相反。兒茶素在‘黃金果’清汁發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最高(47.79 mg/L),在‘海沃德’帶渣發(fā)酵酒中最低(15.89 mg/L);EGCG在‘黃金果’帶渣發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最高(56.62 mg/L),在‘海沃德’清汁發(fā)酵酒中最低(7.35 mg/L)。
根皮苷在‘徐香’清汁發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最高(2.05 mg/L),在‘黃金果’清汁發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最低(0.42 mg/L),品種間差異都顯著(P<0.05)。金絲桃苷在‘海沃德’帶渣發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最高(8.63 mg/L),在‘徐香’帶渣發(fā)酵酒中質(zhì)量濃度最低(3.24 mg/L);在同一發(fā)酵條件下,‘徐香’酒與‘海沃德’、‘黃金果’酒間差異顯著(P<0.05)。
2.4 品種和釀造工藝對獼猴桃酒體外抗氧化活性的影響
通過3 種方法(DPPH自由基、ABTS+·清除率法以及還原力法)測定了獼猴桃酒的抗氧化活性。由圖6~8可知,6 種獼猴桃酒的還原力在7.94~12.54 mmol TE/L之間,DPPH自由基清除率在0.84~1.25 mmol TE/L之間,ABTS+·清除率在4.86~8.55 mmol TE/L之間。3 個實驗結(jié)果都表明‘黃金果’清汁發(fā)酵酒的抗氧化活性最高,‘海沃德’清汁發(fā)酵酒的抗氧化活性最低。
從發(fā)酵方法的角度看,‘黃金果’和‘徐香’酒的抗氧化能力都是清汁發(fā)酵酒的大于帶渣發(fā)酵酒,且差異顯著(P<0.05);‘海沃德’酒則相反,這與總酚含量的趨勢相同。這是由于多酚含有多羥基結(jié)構(gòu),可通過提供氫原子和電子轉(zhuǎn)移使自由基變?yōu)榉€(wěn)定物質(zhì),還可螯合金屬離子,阻止金屬離子引發(fā)自由基反應(yīng)[29],從而起抗氧化作用,且總酚含量越高抗氧化性越強。從品種的角度看,在還原力和ABTS+·清除實驗中,清汁發(fā)酵酒抗氧化活性間差異均顯著(P<0.05),帶渣發(fā)酵的‘黃金果’酒和‘徐香’、‘海沃德’酒差異顯著(P<0.05);在DPPH自由基清除實驗中,‘海沃德’清汁發(fā)酵酒抗氧化活性與‘徐香’、‘黃金果’清汁發(fā)酵酒的差異顯著(P<0.05)。這可能與不同自由基清除反應(yīng)機理以及不同品種獼猴桃中游離酚和結(jié)合酚含量不同有關(guān)[30]。所以可得,品種和發(fā)酵工藝會對獼猴桃酒的抗氧化活性產(chǎn)生一定影響。
圖6 6 種獼猴桃酒還原力的比較Fig. 6 Comparison of reducing capacity of six different kiwi wines
圖7 6 種獼猴桃酒對DPPH自由基清除能力的比較Fig. 7 Comparison of DPPH free radical scavenging capacity of six different kiwi wines
圖8 6 種獼猴桃酒對ABTS+ ·清除能力的比較Fig. 8 Comparison of ABTS+· scavenging capacity of six different kiwi wines
2.5 獼猴桃酒酚類物質(zhì)含量與抗氧能力相關(guān)性分析
由表3可知,獼猴桃酒總酚含量和還原力、DPPH自由基清除率、ABTS+·清除率及總黃酮含量在0.01水平極顯著正相關(guān),和總花色苷含量在0.01水平極顯著負(fù)相關(guān),和黃烷醇含量在0.05水平顯著正相關(guān),多酚化合物結(jié)構(gòu)中均含有供應(yīng)電子的活性羥基,遇到活潑自由基時可能被激活,給出電子,以保護其他被氧化及被自由基攻擊的物質(zhì),表現(xiàn)出還原力和清除自由基的活性[31],因此,可以通過總酚含量來預(yù)測獼猴桃酒的抗氧化能力;且不同物質(zhì)的羥基、甲基化、聚合度及糖苷化等會影響其提供氫原子和發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的速率,從而影響抗氧化活性[32]。總花色苷含量和其他7 個指標(biāo)在0.01水平極顯著負(fù)相關(guān)。黃烷醇、總黃酮和原花青素含量在0.01水平互相極顯著正相關(guān)。DPPH自由基、ABTS+·清除率及還原力三者間在0.01水平極顯著正相關(guān),可知,獼猴桃酒中能將三價鐵還原為二價鐵的化合物同時也能清除DPPH自由基和ABTS+·。
表3 獼猴桃酒酚類物質(zhì)含量與抗氧化能力相關(guān)性分析Table 3 Correlation between polyphenol content and antioxidant activity of kiwi wine
結(jié)果表明獼猴桃酒具有較強的抗氧化活性,且發(fā)酵方法與品種對獼猴桃酒酚類物質(zhì)含量和抗氧化活性有顯著的影響。
從發(fā)酵方法角度看,帶渣發(fā)酵的‘徐香’和‘黃金果’酒總黃酮、黃烷醇、原花青素和總花色苷含量均高于清汁發(fā)酵酒,只有總酚含量低于清汁發(fā)酵酒;‘海沃德’酒除總花色苷外,其他酚類化合物的含量均為帶渣發(fā)酵酒高于清汁發(fā)酵酒。即帶渣發(fā)酵可提高酒中酚類物質(zhì)的含量和抗氧化活性,此外帶渣發(fā)酵還可減少獼猴桃皮渣的產(chǎn)生,增加獼猴桃資源利用率,減少環(huán)境污染。
從不同品種角度看,‘黃金果’酒抗氧化活性最強,總酚、總黃酮、黃烷醇和原花青素含量整體高于‘徐香’和‘海沃德’酒。所以在最適發(fā)酵工藝下,3 個不同品種獼猴桃釀酒的適宜性依次為‘黃金果’、‘徐香’、‘海沃德’。
獼猴桃酒中共檢出了11 種單體酚,沒食子酸、綠原酸和兒茶素為最主要的3 種。豐富的酚類物質(zhì)和高抗氧化活性表明獼猴桃酒是一種具有廣闊前景的低醇果酒。
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Effect of Fermentation Methods and Cultivars on Polyphenols and Antioxidant Activity of Kiwi Wines
ZHAO Ning, WEI Xinyuan, FAN Mingtao*, LI Pengyan, ZHANG Jie, ZHANG Li, LI Yao
(College of Food Science and Engineering, Northwest A & F University, Yangling 712100, China)
Six kiwi wines were fermented from whole fruits and juices of Actinidia deliciosa ‘Hayward’ and ‘Xuxiang’and A. chinensis ‘Hort 16A’. The polyphenol contents and antioxidant activity of kiwi wines were investigated by high performance liquid chromatography (HPLC) and ultraviolet (UV) spectrophotometry. The results showed that total phenol contents in kiwi wines ranged from 676.80 to 1 172.63 mg gallic acid equivalent (GAE)/L, total flavonoids, flavanols and proanthocyanidins were 109.11-484.33, 116.25-738.47 and 365.33-1 421.67 mg catechin equivalent (CE)/L,respectively, and total monomeric anthocyanin was 52.16-59.56 mg cyanidin-3-O-glucoside chloride equivalent (CGE)/L.Both fermentation methods and varieties influenced the contents of polyphenols. Overall, wines fermented from whole fruits had higher contents of polyphenols that those produced from juices, expect that the total phenol contents in ‘Xuxiang’ and ‘Hort 16A’ wines and the total monomeric anthocyanin content in ‘Hayward’ wine were lower. This finding illustrated that bioactive compounds including flavonoids from pomace could be dissolved into wine during fermentation. Antioxidant activity of kiwi wine was significantly positively correlated with total phenol content (P 〈 0.01). Gallic acid (17.32-74.08 mg/L), chlorogenic acid(4.85-49.82 mg/L) and (+)-catechin (15.89-47.79 mg/L) were the dominant individual phenols in kiwi wine.
kiwi wine; cultivars; fermentation methods; polyphenol; antioxidant
10.7506/spkx1002-6630-201721014
TS262.7
A
1002-6630(2017)21-0086-07
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ZHAO Ning, WEI Xinyuan, FAN Mingtao, et al. Effect of fermentation methods and cultivars on polyphenols and antioxidant activity of kiwi wines[J]. Food Science, 2017, 38(21): 86-92. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201721014. http://www.spkx.net.cn
2016-08-04
公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201503142-10);西安市科技計劃項目(NC1318)
趙寧(1994—),女,碩士研究生,研究方向為食品生物技術(shù)。E-mail:zhaoning@nwsuaf.edu.cn
*通信作者:樊明濤(1963—),男,教授,博士,研究方向為食品生物技術(shù)。E-mail:fanmt@nwsuaf.edu.cn