李娜，陳瑤瑤，單春會(huì)，蔡文超，李騰，張振東，郭壯，*

（1.湖北文理學(xué)院食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院鄂西北傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究所，湖北襄陽(yáng) 441053；2.石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆石河子832000）

作為中國(guó)傳統(tǒng)藥食兩用的鼠李科棗屬植物，駿棗顏色紅艷、含糖量高，且具有獨(dú)特的風(fēng)味[1-2]。紅棗中含有糖類、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素A、鐵和鈣等營(yíng)養(yǎng)成分[3-5]，經(jīng)常食用能夠提高人體免疫力、防止中老年人的骨質(zhì)疏松、改善心肌營(yíng)養(yǎng)且對(duì)產(chǎn)后貧血有一定作用，因而具有較高的藥用價(jià)值[6-8]。我國(guó)紅棗的產(chǎn)量雖然高，但其利用率低，產(chǎn)品的加工形式比較單一，因此，提升紅棗產(chǎn)品的附加值對(duì)紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的影響。

紅棗酒是利用紅棗中的糖，通過(guò)添加酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵而制成的發(fā)酵型果酒，具有怡人的香氣和清爽的口感[9]，其既能保留紅棗中的大量營(yíng)養(yǎng)成分，還能夠保留發(fā)酵過(guò)程中微生物代謝產(chǎn)生的有益物質(zhì)[10-11]。目前，我國(guó)對(duì)于紅棗酒產(chǎn)品的研究主要集中在條件參數(shù)的優(yōu)化[12]，而對(duì)于預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒品質(zhì)影響的研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。

本研究按照棗漿、棗汁、棗泥和棗塊4種形態(tài)對(duì)駿棗進(jìn)行了預(yù)處理，采用色度儀、電子舌和電子鼻技術(shù)對(duì)不同預(yù)處理方式釀造紅棗酒的色澤、風(fēng)味和滋味品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了分析，同時(shí)結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)其整體品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，以期確定駿棗預(yù)處理時(shí)的最佳形態(tài)，為后續(xù)紅棗酒生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

駿棗（Jun jujube）：新疆維吾爾自治區(qū)石河子市；白砂糖：柳州市柳冰食品廠；RW型葡萄酒果酒專用酵母：安琪酵母股份有限公司；果膠酶（50000 U/g）：和氏璧生物科技有限公司；陽(yáng)離子溶液、陰離子溶液、內(nèi)溶液和參比溶液：日本INSENT公司；偏重亞硫酸鉀：意大利ESSECO集團(tuán)；檸檬酸、葡萄糖：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。以上化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

LRH-150生化培養(yǎng)箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；PEN3電子鼻：德國(guó)Airsense公司；SA-402B電子舌：日本Insent公司；9231破壁榨汁機(jī)：奧克斯集團(tuán)有限公司；PHS-25型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)：上海今邁儀器儀表公司；SHZ-D循環(huán)水式真空泵：鞏義市予華儀器有限公司；RE52CS旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、B-220恒溫水浴鍋：上海亞榮生化儀器廠；FCH6-20智能高低循環(huán)水器：山東海能科學(xué)儀器有限公司；WZS 32手持式折射計(jì)：上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；3-18k離心機(jī)：德國(guó)Sigma實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)股份有限公司；Ultra Scan PRO色度儀：美國(guó)HunterLab公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程及操作要點(diǎn)

駿棗預(yù)處理→成分調(diào)整→接種酵母菌→發(fā)酵→過(guò)濾→離心→紅棗酒

1.3.1.1 樣品預(yù)處理

選取成熟、飽滿和無(wú)蟲(chóng)的駿棗清洗去核后在750 W的微波爐內(nèi)加熱1 min后，分別進(jìn)行以下處理：

1）棗漿（ZJ）：將去核后的駿棗裝入破壁榨汁機(jī)中，并加入駿棗果肉總質(zhì)量4倍的水，攪拌30 s得到棗漿，隨后加入駿棗果肉總質(zhì)量0.05%的果膠酶，45℃浸提2 h。

2）棗泥（ZN）：將去核后的駿棗在其質(zhì)量4倍的水中常溫浸泡2 h，隨后將棗肉揉搓成泥，并加入駿棗總質(zhì)量0.05%的果膠酶，45℃浸提2 h。

3）棗塊（ZK）：將去核后的駿棗破碎切成5 mm左右大小顆粒，隨后加入果肉總質(zhì)量4倍的水以及0.05%的果膠酶，45℃浸提2 h。

4）棗汁（ZZ）：將按照方式1）處理好的棗漿用8層紗布過(guò)濾后得棗汁。

1.3.1.2 成分調(diào)整

用白砂糖將預(yù)處理好的浸提液調(diào)至24°Bx，同時(shí)用檸檬酸調(diào)pH值至3.80，并加入0.006%（質(zhì)量比）的偏重亞硫酸鉀，起到抑菌作用。

1.3.1.3 接種酵母

稱取浸提液總質(zhì)量0.03%的酵母，加入5mL5%的葡萄糖溶液，37℃活化半小時(shí)后接入駿棗浸提液中。

1.3.1.4 發(fā)酵

將接種酵母菌的駿棗浸提液置于20℃培養(yǎng)箱中發(fā)酵，若發(fā)酵液糖度72 h保持不變，則視為發(fā)酵結(jié)束。

1.3.1.5 過(guò)濾離心

將發(fā)酵好的紅棗酒用8層紗布過(guò)濾后 4℃8 000 r/min離心10 min，取上清備用。

1.3.2 紅棗酒酒精度的測(cè)定

使用中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中約束的密度瓶法對(duì)紅棗酒的酒精度進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 紅棗酒色度的測(cè)定

設(shè)置測(cè)試模式為透射，使用50 mm×10 mm的比色皿進(jìn)行各指標(biāo)的測(cè)定，讀數(shù)時(shí)取CIE1976色度空間L*值（明度）：L*=0→黑色，L*=100→白色；a*值（紅綠度）：+a*→紅色，-a*→綠色；b*（黃藍(lán)度）值：+b*→黃色，-b*→藍(lán)色。

1.3.4 紅棗酒風(fēng)味品質(zhì)的評(píng)價(jià)

取15 mL紅棗酒于頂空瓶中，參照楊成聰?shù)姆椒ㄊ褂肞EN3電子鼻對(duì)其風(fēng)味品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)[13]，其中測(cè)試時(shí)間為60 s，取49、50、51 s的數(shù)據(jù)納入分析。

1.3.5 紅棗酒滋味品質(zhì)的評(píng)價(jià)

取30 mL的紅棗酒與90 mL的去離子水混合搖勻后，參照王玉榮的方法使用SA402B電子舌對(duì)其酸味、苦味、澀味、咸味和鮮味及后味A（澀的回味）、后味B（苦的回味）和豐度（鮮的回味）進(jìn)行測(cè)定[14]。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析

微課的推廣和使用，給我們的數(shù)學(xué)課堂帶來(lái)新的變化，枯燥的數(shù)學(xué)變得生動(dòng)、多樣、有趣，致力于滿足學(xué)生全面發(fā)展的成長(zhǎng)需要，改變了低效的教學(xué)模式，真正發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，有效提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、交流表達(dá)的能力?？梢韵嘈?，微課會(huì)把教育更好的帶入微時(shí)代。

本研究使用方差分析（analysis of variance，ANOVA）對(duì)不同處理組紅棗酒的酒精度、色度、風(fēng)味和滋味指標(biāo)的差異性進(jìn)行分析；使用主成分分析（principal component analysis，PCA）、基于馬氏距離的聚類分析（cluster analysis，CA） 和多元方差分析（multivariate analysis of variance，MANOVA）對(duì)不同分組紅棗酒的產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。使用SAS9.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，使用Origin2017軟件繪圖。每個(gè)處理做3個(gè)平行試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 駿棗預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒酒精度和色度的影響

駿棗預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒酒精度的影響如圖1所示。

圖1 預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒酒精度的影響Fig.1 Alcohol precision histogram of red jujube wine with different treatments

由圖1可知，由棗漿、棗塊、棗泥和棗汁發(fā)酵制備紅棗酒的酒精度分別為12.5%、12.3%、12.7%和14.0%，經(jīng)方差分析發(fā)現(xiàn)，棗汁發(fā)酵的紅棗酒酒精度顯著偏高（P<0.05），而棗塊發(fā)酵的紅棗酒酒精度顯著偏低（P<0.05），究其原因可能在于使用棗汁發(fā)酵果酒時(shí)酵母菌可以充分利用棗汁中的糖，而帶果肉發(fā)酵時(shí)果膠酶浸提出了果肉中酵母菌難以利用的多糖，進(jìn)而降低了酵母菌的發(fā)酵效率，使其酒精度含量相對(duì)較低。本研究進(jìn)一步使用色度儀對(duì)不同分組紅棗酒的色度指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果如圖2所示。

圖2 預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒色度的影響Fig.2 Color histogram of red jujube wine with different treatments

由圖2可知，不同駿棗預(yù)處理方式發(fā)酵的紅棗酒L*（明度）、a*（紅綠度）和b*（黃藍(lán)度）值均存在顯著差異，其中由棗漿發(fā)酵的紅棗酒a*和b*顯著偏高（P<0.05），這說(shuō)明棗漿釀造的紅棗酒顏色偏紅偏黃，究其原因可能是由于駿棗的破碎程度最高，導(dǎo)致駿棗自身的色素被充分浸提到了果酒中，進(jìn)而提高了紅棗酒的色澤品質(zhì)。作為一種天然色素，花色苷具有抗氧化、預(yù)防疾病和保護(hù)視力的功能[15]，紅棗酒的色度值較高也間接說(shuō)明花色苷的含量亦較高，因而較之其他處理方式，棗漿發(fā)酵的紅棗酒可能還具有相對(duì)更高的保健功能。

2.2 駿棗預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒風(fēng)味的影響

在對(duì)酒精度和色度進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，本研究使用電子鼻探討了預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒品質(zhì)的影響，各金屬傳感器對(duì)不同分組紅棗酒響應(yīng)值的差異性分析結(jié)果如表1所示。

表1 預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒各風(fēng)味品質(zhì)的影響Table 1 Difference analysis of response value of different sensors to different processing methods of jujube wine

續(xù)表1 預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒各風(fēng)味品質(zhì)的影響Continue table 1 Difference analysis of response value of different sensors to different processing methods of jujube wine

由表1可知，10種金屬傳感器對(duì)棗漿、棗塊、棗泥和棗汁發(fā)酵紅棗酒的響應(yīng)值均有顯著性差異（P＜0.05），說(shuō)明駿棗預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒風(fēng)味品質(zhì)影響明顯。其中，傳感器W1C、W3C和W5C（均對(duì)芳香類物質(zhì)靈敏）對(duì)棗漿發(fā)酵紅棗酒的響應(yīng)值要顯著高于其它處理方式（P＜0.05），而傳感器W2W（對(duì)有機(jī)硫化物靈敏）的響應(yīng)值呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，將駿棗打漿處理后發(fā)酵制備紅棗酒能顯著提升酒中芳香類物質(zhì)的含量，同時(shí)有效降低揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中硫化物的含量，進(jìn)而有助于紅棗酒風(fēng)味品質(zhì)的提升。

2.3 駿棗預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒滋味的影響

滋味是評(píng)價(jià)紅棗酒品質(zhì)的重要指標(biāo)，本研究使用電子舌對(duì)不同分組紅棗酒的滋味品味進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果如圖3所示。

圖3 預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒各滋味品質(zhì)的影響Fig.3 Radar chart of taste quality of red jujube wine with different treatments

由圖3可知，駿棗預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒的咸味、酸味、苦味、澀味、后味A（澀的回味）和后味B（苦的回味）影響均較大，而對(duì)鮮味和豐度（鮮的回味）影響較小。值得一提的是，由棗漿發(fā)酵制備的紅棗酒苦味和澀味相對(duì)較高，而后味A（澀的回味）和后味B（苦的回味）呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì)。引起果酒苦澀味的物質(zhì)主要是單寧、酚酸和黃酮等酚類化合物[17]，一定的苦澀味可使果酒滋味品質(zhì)立體飽滿，但如果苦澀味表現(xiàn)過(guò)于突出且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)則會(huì)對(duì)果酒品質(zhì)產(chǎn)生影響，因而品質(zhì)優(yōu)良的果酒入口可帶有稍微的苦澀味，但其苦味和澀味的后味不能過(guò)于強(qiáng)烈。由此可見(jiàn)，將駿棗打漿處理后發(fā)酵制備的紅棗酒滋味品質(zhì)較佳。

2.4 基于多元統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的駿棗預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒品質(zhì)影響的評(píng)價(jià)

基于上述分析結(jié)果，本研究進(jìn)一步采用PCA評(píng)價(jià)了駿棗預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒整體品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PCA信息主要集中在前3個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率為86.76%。第一主成分（principal component 1，PC1）的方差貢獻(xiàn)率為 50.12%，由 W3C、W5C、W1C、W2S、W3S、W5S、W2W、W1W、b*（黃藍(lán)度）、咸味和酸味11個(gè)指標(biāo)構(gòu)成；PC2的方差貢獻(xiàn)率為23.56%，由W1S、W6S、L*、a*和酒精度5個(gè)指標(biāo)構(gòu)成；PC3的方差貢獻(xiàn)率為13.08%，由苦味、澀味、鮮味、豐度（鮮的回味）、后味A（澀的回味）和后味B（苦的回味）6個(gè)指標(biāo)構(gòu)成?；赑C1和PC3駿棗預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒品質(zhì)影響的因子載荷圖如圖4所示。

圖4 基于PC1和PC3駿棗預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒品質(zhì)影響的因子載荷圖Fig.4 Factor loading diagram of jujube wine fermented by different treatments

圖5 基于PC1和PC3預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒品質(zhì)影響的因子得分圖Fig.5 Factor score diagram of fermented jujube wine in different treatments

由圖5可知，棗漿和棗泥發(fā)酵的紅棗酒位于因子得分圖的左側(cè)，而棗塊和棗汁發(fā)酵的紅棗酒位于右側(cè)，不同預(yù)處理方式駿棗發(fā)酵的紅棗酒呈現(xiàn)出明顯的聚類趨勢(shì)，且棗漿發(fā)酵的紅棗酒位于因子得分圖的最左側(cè)。結(jié)合圖4因子載荷圖可以定性地認(rèn)為，相較于其他處理方式，棗漿發(fā)酵紅棗酒的色澤品質(zhì)更好，芳香類物質(zhì)含量更高，且硫化物含量、后味A（澀的回味）和后味B（苦的回味）等缺陷型指標(biāo)的響應(yīng)值更低。由此可見(jiàn)，棗漿發(fā)酵的紅棗酒整體品質(zhì)要明顯優(yōu)于其他3種處理方式發(fā)酵的紅棗酒。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證PCA結(jié)果，本研究運(yùn)用馬氏距離聚類對(duì)紅棗酒的整體品質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，結(jié)果如圖6所示。

圖6 基于馬氏距離聚類預(yù)處理方式對(duì)紅棗酒品質(zhì)影響的評(píng)價(jià)Fig.6 Analysis of the overall quality of jujube wine based on Mahalanobis distance clustering

由圖6可知，棗漿和棗泥發(fā)酵的紅棗酒形成了一個(gè)聚類，因而兩者的產(chǎn)品品質(zhì)較為相近，究其原因可能在于兩者的發(fā)酵底物形態(tài)較為相似。采用多元方差分析發(fā)現(xiàn)，不同預(yù)處理方式駿棗制備的紅棗酒品質(zhì)差異均為極顯著（P<0.001）。

3 結(jié)論

較之棗塊、棗泥和棗汁，棗漿發(fā)酵的紅棗酒色澤品質(zhì)更好，芳香類物質(zhì)含量更高，且硫化物含量、后味A（澀的回味）和后味B（苦的回味）等缺陷型指標(biāo)的響應(yīng)值更低。因而，在進(jìn)行駿棗紅棗酒發(fā)酵時(shí)以棗漿發(fā)酵為宜。