紅豆越橘果酒釀造條件優化及功能性成分含量評估

楊　華，劉亞娜，郭德軍(黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江大慶163319)

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紅豆越橘果酒釀造條件優化及功能性成分含量評估

楊華，劉亞娜，郭德軍
(黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江大慶163319)

摘要：以紅豆越橘漿果為原料，利用釀酒酵母D15對其進行酒精發酵，通過正交實驗及Box-Benhnken中心組合實驗優化確定其最佳的發酵條件為：紅豆越橘果汁中蔗糖的添加量為140 g/L，果汁的最適pH值為3.2，硫酸銨添加的質量分數為0.050 %，亞硫酸的添加量為0.80 mL/L，添加活菌密度達到109cfu/mL以上酵母菌的體積分數為1.8 %，發酵時間為5 d，發酵溫度為22℃。在最優條件下發酵得到的紅豆越橘果酒，整體的感官評定得分為85分，功能性營養成分含量較高，多酚含量達到2160.4 mg/L，黃酮含量達到725.4 mg/L。

關鍵詞：紅豆越橘；果酒；最佳釀造條件；優化；功能性成分；評估

優先數字出版時間：2015-09-09；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20150909.1433.001.html。

紅豆越橘是一種野生小漿果，俗名北國紅豆、牙格達，主要產自我國大興安嶺地區。紅豆越橘屬于藥食同源類植物，其果實和葉片可入藥，果實亦可以鮮食。紅豆越橘果實含有豐富的生物活性物質，如多酚、黃酮、花色苷、超氧化物歧化酶以及豐富的維生素C、維生素E[1-6]。紅豆越橘漿果具有多種保健功能，能夠抗菌、抗炎、抗氧化、抗衰老、防輻射，并且對癌癥、心血管疾病、視力問題、糖尿病具有一定的治療效果[7-10]。紅豆越橘果酒不但具有良好的保健作用，而且具有較高的經濟價值，近年來，國內外對紅豆越橘的開發利用進行積極探索，將其加工成果汁、果干等產品，但是至今未見利用紅豆越橘釀酒的報道。本實驗通過反復摸索，得出了利用紅豆越橘釀酒的最佳工藝，用紅豆越橘釀造的紅豆越橘果酒口感醇厚，果味香濃，色澤鮮艷，具有良好的保健功能，大大提高了紅豆越橘的利用率和經濟價值。

1材料與方法

1.1材料、試劑與儀器

原料：紅豆越橘漿果（大興安嶺超越野生漿果加工有限公司提供），原料的含糖量為53.15 g/L，含酸量為10.82 g/L（以蘋果酸計），pH2.2；釀酒酵母D15（黑龍江八一農墾大學食品學院微生物實驗室保藏），蔗糖（購自大慶市九區批發市場），硫酸銨、亞硫酸（上海生工生物工程有限公司）。

儀器設備：DRP-9082型電熱恒溫培養箱（上海森信實驗儀器有限公司），振蕩器（上海高興儀器設備有限公司），722可見分光光度計（上海精密科學儀器有限公司），發酵罐（南通凱賽生化工程設備有限公司）。

1.2紅豆越橘果酒的生產工藝及操作要點

選取新鮮、潔凈、果粒完整的紅豆越橘果實清洗后，破碎過濾，得到紅豆越橘果汁。向紅豆越橘果汁中添加蔗糖，調整紅豆越橘果汁pH值。向紅豆越橘果汁中添加硫酸銨，使其含有足夠的氮源，以保證發酵的正常進行。并加入亞硫酸，以達到殺菌的目的。向調整成分的紅豆越橘果汁中加入活化后活菌密度達到109cfu/mL以上的釀酒酵母，于恒溫條件下進行發酵。

1.3實驗設計

1.3.1發酵前果汁成分調整實驗設計

以產酒精量為指標，以蔗糖添加量、pH值、硫酸銨添加量、亞硫酸添加量為因素，每個因素設3個水平進行正交實驗，確定發酵前成分調整的最佳方案，因素水平見表1。

表1發酵前成分調整的因素水平表

1.3.2發酵條件實驗設計

以感官評定得分及酒精度數為指標，以酵母菌接種量、發酵時間、發酵溫度為因素，每個因素設3個水平進行Box-Benhnken中心組合實驗，確定發酵前成分調整的最佳方案，因素水平見表2。

表2 Box-Benhnken實驗因素水平及編碼值

1.4紅豆越橘果酒感官評定標準

紅豆越橘果酒的感官評定標準參照表3[11-12]。

1.5果酒理化指標的測定方法

總酸含量測定：采用GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用試驗方法》電位滴定法；酒精度數測定：采用GB/ T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用試驗方法》蒸餾比重法；總糖含量測定：采用GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用試驗方法》斐林試劑滴定法。

1.6總酚含量測定方法[13]

1.6.1樣品的處理及標準曲線的繪制

稱取24.5 mg沒食子酸于100 mL容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度。分別取0、0.01mL、0.02mL、0.03mL、0.04mL、0.05 mL的上述樣品于5支比色管中，分別加入2.5 mL福林酚試劑以及2 mL的質量分數為7.5 %的Na2CO3溶液，用水定容至10 mL，將樣品放入45℃的水浴鍋中反應15 min，取出樣品充分搖勻，10 s后在765 nm處測出其吸光度值A。并根據沒食子酸的濃度和吸光度值A，繪制出標準曲線，得到的標準曲線見圖1，擬合的回歸方程為y=0.8594x+0.0235，相關系數R2=0.9962。

表3紅豆越橘果酒感官評定標準

圖1多酚標準曲線

1.6.2紅豆越橘果酒中總酚含量的測定

紅豆越橘果酒中總酚含量的測定方法參照1.6.1節，不同之處：準確量取0.01 mL的紅豆越橘果酒樣品置于10 mL比色管中。在765 nm處測定其吸光度值，利用回歸方程測定出紅豆越橘果酒中總酚的含量，每組數值平行測定3次。

1.7總黃酮含量的測定方法[14]

1.7.1樣品的處理及標準曲線的繪制

取濃度為0.25 mg/mL維生素P樣品溶液0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.5 mL各2份，分別置于25 mL容量瓶中，加水2.5 mL，1份用體積分數為60 %vol的乙醇定容至刻度，作參比；另1份加質量分數為4 %的亞硝酸鈉溶液1 mL，混合均勻，靜置6 min后，加入質量分數為10 %的硝酸鋁溶液1 mL，混合均勻，靜置6 min后，加入質量分數為4 %的氫氧化鈉溶液10 mL，用60 %vol的乙醇定容，混合均勻，靜置12 min，測定溶液絡合前后的差示吸光度值△A。并根據述維生素P濃度和吸光度差值△A，繪制出標準曲線。得到的標準曲線見圖2，擬合的回歸方程為y=0.1237x-0.0052，相關系數R2=0.9976。

圖2黃酮標準曲線

1.7.2紅豆越橘果酒中總黃酮含量的測定

紅豆越橘果酒中總黃酮含量的測定方法參照1.6.1節，不同之處：準確量取2.50 mL紅豆越橘果酒樣品2份，分別置于25 mL容量瓶中。測定酒樣溶液絡合前后的差示吸光度值△A，利用回歸方程測定出紅豆越橘果酒中總黃酮的含量，每組數值平行測定3次。

2結果與分析

2.1發酵前果汁成分調整的確定

根據水平因素表中9組實驗，按不同的硫酸銨添加量、pH值、蔗糖添加量、亞硫酸添加量進行正交實驗，結果見表4。

表4 L9(34)發酵前成分調整實驗方案及結果分析

極差分析結果表明，影響紅豆越橘果酒酒精度的因素大小順序為C＞A＞B＞D，最佳組合為A3B2C3D3，按照最佳反應條件進行驗證實驗，結果得到酒精度為10.5 %vol的紅豆越橘果酒，較表4中酒精度最高的3號實驗略高。所以最終確定紅豆越橘果汁發酵前最佳的方案為：蔗糖的添加量為140 g/L，果汁的最適pH值為3.2，硫酸銨添加量為0.050 %，亞硫酸添加量為0.80 mL/L。

釀酒酵母可以代謝蔗糖生產酒精，添加適量的蔗糖以保證有適量的酒精產生。一般酵母菌在pH值2.6以下停止發酵，而本實驗所用的紅豆越橘果汁的pH值為2.2，酸度過酸，必須對其pH值進行調整，使其正常發酵。紅豆越橘果汁中的氮元素含量非常低，經檢測為50.35 mg/L，而赤霞珠葡萄果汁的氮元素含量為150 mg/L以上[15]，貴人香葡萄果汁的氮元素含量為236.8～285.6 mg/L[16]，為了保證紅豆越橘果酒可以正常發酵，必須使酵母有足夠的可利用的氮源，此工藝中我們通過添加硫酸銨來保證足夠的氮源。向紅豆越橘果汁中添加亞硫酸，不但有殺滅其他雜菌及抑制甲醇等有害物質生成的作用，而且還有澄清、抗氧化等作用[17]。所以，上述4種物質在紅豆越橘果酒的釀造過程中是至關重要的。

2.2發酵條件的確定

2.2.1回歸方程建立與方差分析

響應面分析方案及試驗結果見表5，試驗結果通過Design 8.0.6.1數據分析軟件進行回歸分析，得到關于感官得分的二次回歸方程為：

（決定系數R2=0.9459）；

得到關于酒精度數的二次回歸方程為：

（決定系數R2=0.9351）。

二次多項模型的方差分析見表5及表6，關于感官得分模型的F值為13.59，說明該模型有意義。p＞F的概率小于0.05，模型極顯著，其中X1、X2、X3、X1X2、X1X3、X2X3均為顯著性模型項。關于感官得分的模型的F值為11.21，說明該模型有意義。p＞F的概率小于0.05，模型極顯著，其中X1、X3、X1X2、X1X3、X2X3、X32均為顯著性模型項。

關于感官得分和酒精度模型失擬項的F值分別為0.36、1.88，均為P＞0.05，表明2個模型的失擬項相對于純誤差來說都不顯著。說明模型的擬合性較好，可以用于模型分析。2個模型的校正決定系數為R2=0.8763和R2=0.8517，擬合度均比較好，且信噪比均大于4，分別達到了12.405和10.850，說明模型可以用于實際應用中。

2.2.2最優值的確定

表5響應面試驗設計與結果

根據多元二次回歸方程，以感官得分和酒精度為響應值，對各因素水平進行優化，得到紅豆越橘果酒的最佳發酵條件為：酵母菌接種量為1.84 %、發酵時間為5 d、發酵溫度為22℃。在此條件下，感官評定得分及酒精度最大預測值分別為86.0027分、9.8 %vol。

表6關于感官得分回歸模型方差分析

表7關于酒精度回歸模型方差分析

2.2.3驗證實驗

為檢驗實驗的可靠性，采用上述得到的紅豆越橘果酒的最佳發酵條件進行紅豆越橘果酒發酵實驗，同時考慮到實際操作的便利，將最佳條件修正為：酵母菌接種量1.80 %、發酵時間為5 d、發酵溫度為22℃。該條件下釀造的紅豆越橘果酒，實際的感官評定得分及酒精度數分別為85分、9.65 %vol±0.21 %vol。兩者與預測值相差均小于5 %。可見，回歸方程的預測值與實驗值之間具有較好的擬合度。

2.3果酒理化指標及功能性營養成分

根據正交實驗所確定的果酒發酵前最優成分調整方案，及Box-Benhnken中心組合實驗優化確定的最佳發酵條件釀造紅豆越橘果酒。酒精發酵結束后，測得紅豆越橘果酒的各項理化指標及功能性營養成分含量見表8。在最優釀造條件下得到的果酒，達到國家標準對果酒的要求，相對感官良好，感官評定得分為85分，且此時的紅豆越橘果酒中多酚和黃酮含量都較高，多酚含量達到2160.4 mg/L，黃酮含量達到725.4 mg/L。紅豆越橘果酒中的多酚和黃酮含量遠遠高于葡萄酒等其他種類的果酒[13-14]。

表8果酒理化指標測定結果

多酚和黃酮類物質是顯著影響紅豆越橘果酒的保健功能及特色風味，多酚類物質具有良好的抗氧化性質，其澀味和收斂特征造就了紅豆越橘果酒豐富而厚重的品質，適宜的多酚類物質不僅提高了紅豆越橘果酒的保健功能，更提高了紅豆越橘果酒的口感。多酚和黃酮在整個紅豆越橘漿果的成分構成中所占比例非常小，但其對紅豆越橘果酒的特色和風味有著顯著的貢獻[18-21]。

3　結論

釀造紅豆越橘果酒的過程中，發酵前成分調整的最優方案為：蔗糖的添加量為140 g/L，果汁的最適pH值是3.2，硫酸銨添加的質量分數為0.050 %，亞硫酸的添加量為0.80 mL/L。最優的發酵條件為：酵母菌接種量1.80 %，發酵時間為5 d，發酵溫度為22℃。在此條件下發酵得到的紅豆越橘果酒酒精度達到9.65 %vol±0.21 %vol，多酚含量達到2160.4 mg/L，黃酮含量達到725.4 mg/L，感官評定得分為85分。而此時果酒中的總酸含量高達10.0 g/L，嚴重影響果酒的品質和口感，所以，在此發酵工藝的基礎上，尋求一種適合紅豆越橘果酒降酸的方法，是值得深入研究的課題。

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2015中國品牌發展論壇舉行茅臺品牌價值達2729.75億元

本刊訊：據《糖酒快訊-白酒》報道，2015年12月12日，由中國品牌建設促進會、中央電視臺、中國資產評估協會、中國國際貿促會等聯合舉辦的“2015年中國品牌價值評價信息發布暨2015中國品牌發展論壇”在北京舉行。質檢總局副局長陳鋼出席會議并講話，他指出，中國必須更加重視品牌建設，努力打造一批國際競爭力強、附加值高的拳頭品牌。

在本次品牌價值評價中，茅臺酒以2729.75億元的品牌價值在區域品牌價值評價類別中表現搶眼，這些成績都印證了中國品牌企業在經濟新常態下取得的豐碩成果。

據中國品牌建設促進會理事長劉平均介紹，中國品牌建設促進會按照國務院的要求，通過制定科學的評價指標，堅持公益性評價發布，在建立中國特色的品牌價值評價機制的實踐探索中，實現了四個方面的創新。第一個創新就是品牌價值評價要素的科學化、完整性。第二個創新是產品品牌價值評價。第三個創新是區域品牌評價。第四個創新是以發明專利為切入點的中小微企業的品牌價值評價。

據悉，這是我國連續第四年舉辦發布活動。本次品牌評價范圍全面涵蓋農業、制造業、服務業，品牌評價的種類也是首次正式擴展到企業品牌、產品品牌、區域品牌和自主創新品牌。（珠珠薦，駱佳龍編輯）

來源：糖酒快訊-白酒2015-12-17

Optimization of the Fermenting Conditions of Vaccinium vitis-idaea Wine and Evaluation of Its Functional Compositions

YANG Hua, LIU Ya'na and GUO Dejun
(College of Food Science, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing, Heilongjiang 163319, China)

Abstract:In the experiment, Vaccinium vitis-idaea was used as raw materials for alcohol fermentation by S.cerevisiae D15, and the optimum fermenting conditions were determined by orthogonal test and Box-Benhnken central composite experiments as follows: the adding level of cane sugar in Vaccinium vitis-idaea juice was 140 g/L, pH value of the juice was 3.2, the mass fraction of sulfurous acid was 0.80 mL/L, the adding density of viable bacteria was 109cfu/mL and yeast volume fraction was above 1.8 %, fermentation time was 5 d, and fermentation temperature was at 22℃. Under above conditions, the sensory evaluation score of the produced wine was as high as 85, and the wine had rich functional nutrients (polyphenol content as high as 2160.4 mg/L, and flavonoid content as high as 725.4 mg/L).

Key words:Vaccinium vitis-idaea; fruit wine; optimum fermenting conditions;optimization;functional compositions; evaluation

通訊作者：郭德軍，教授，研究方向：食品微生物。

作者簡介：楊華（1990-)，女，滿族，碩士，研究方向：食品微生物。

收稿日期：2015-06-04

基金項目：黑龍江八一農墾大學研究生創新科研項目，編號：YJSCX2014-Y45。

DOI：10.13746/j.njkj.2015250

中圖分類號：TS262.7；TS261.4；O657.63

文獻標識碼：A

文章編號：1001-9286（2016）01-0026-05