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(huì)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(guó)，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(gè)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(xiǎn)，對(duì)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(jìn)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(duì)葡萄酒渣的研究，主要是提取活性成分，而對(duì)新型功能性食品的研究相對(duì)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(fèi)者對(duì)蛋白質(zhì)、維生素等營(yíng)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(duì)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(lán)（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(jī)、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(cè)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(cè)定

稱取0.25 g 膳食纖維粉，測(cè)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(cè)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(jì)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(jìn)行殺菌，待冷卻后進(jìn)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(yàn)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(cè)定

參考王建成[22]實(shí)驗(yàn)方法。

1.3.7 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶感官評(píng)價(jià)

按照表1 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，邀請(qǐng)10 名有經(jīng)驗(yàn)的人員對(duì)葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶的感官品質(zhì)進(jìn)行品鑒評(píng)價(jià)。

表1 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶評(píng)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(yàn)

按照表2 所示對(duì)酸奶進(jìn)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(duì)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(shí)間6 h。

表2 葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶單因素試驗(yàn)

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(yàn)優(yōu)化

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)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(shí)間4 個(gè)因素進(jìn)行L9（34） 正交試驗(yàn)。

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(cè)定

參照GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》、GB 4789.35—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)》，對(duì)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(jìn)行檢測(cè)。葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶的蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用凱氏定氮法，脂肪含量的測(cè)定采用堿水解法，酸度測(cè)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(cè)定體積；V2為樣品膨脹后的測(cè)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(cè)得的結(jié)合水力；F3′為55℃，10 h 測(cè)得的結(jié)合水力。

2.4 膳食纖維添加量對(duì)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(píng)分也相應(yīng)升高，在膳食纖維添加量為3%時(shí)達(dá)到最高，之后隨膳食纖維添加量的增加而下降。實(shí)驗(yàn)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(dú)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(duì)酸奶品質(zhì)的影響

2.5 接種量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

由圖2 可知，隨著接種量的增加，感官評(píng)分先上升后下降，當(dāng)接種量為3%時(shí)，酸奶的感官分最高。這可能是由于接種量較小時(shí)，酸奶發(fā)酵不完全，口感較差；接種量過大時(shí)，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(shí)，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(duì)酸奶品質(zhì)的影響

2.6 發(fā)酵溫度對(duì)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(píng)分先增加然后下降，當(dāng)發(fā)酵溫度為42℃時(shí)，感官評(píng)分最高。這是因?yàn)?2℃符合嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌的最適合生長(zhǎng)溫度范圍，在此溫度下，菌株生長(zhǎng)旺盛，利于酸奶發(fā)酵。

2.7 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

由圖4 可知，在發(fā)酵時(shí)間小于6 h 時(shí)，隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，酸奶的感官評(píng)分增加，在發(fā)酵時(shí)間超過6 h 后，隨著發(fā)酵時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)，感官評(píng)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(shí)間。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

2.8 正交試驗(yàn)結(jié)果

以感官評(píng)分為考查指標(biāo)，對(duì)膳食纖維添加量、接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)，見第115 頁(yè)表6。正交試驗(yàn)結(jié)果見第115頁(yè)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(shí)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(shí)間6 h。在此最佳提取條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到膳食纖維酸奶感官評(píng)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(yàn)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(duì)酸奶的抗氧化能力具有顯著影響（p＜0.05） 。酒渣酸奶對(duì)·OH 清除率達(dá)到61.33%，而對(duì)照酸奶對(duì)·OH 清除率為30.25%；加入酒渣的酸奶的抗氧化能力強(qiáng)于對(duì)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(duì)根據(jù)以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)的正交試驗(yàn)法得出的最優(yōu)組合A2B2C2D2制成的成品進(jìn)行質(zhì)量分析。葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶成品感官評(píng)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(xiàng)指標(biāo)符合GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》 及GB 4789.35—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)》的要求。

3 結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)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(shí)間為因素，以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交實(shí)驗(yàn)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(shí)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(píng)分達(dá)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(dú)特。因此，可對(duì)葡萄酒渣抗氧化膳食纖維酸奶進(jìn)一步開發(fā)與應(yīng)用，增加酸奶產(chǎn)品多樣性，擴(kuò)大酸奶市場(chǎng)。