溫度對發酵法制備低糖紅棗粉營養成分的影響

張春嶺，劉 慧，劉杰超，陳大磊，焦中高

（中國農業科學院鄭州果樹研究所，河南鄭州 450009）

紅棗因其豐富的營養物質和多種微量元素及活性成分而備受人們喜愛。紅棗中含有18種氨基酸和多種維生素（如VA，VB2，VB3，VC，VE，VP等），還含有鈣、鐵、鋅、硒等多種礦物質元素。現代醫學研究表明，紅棗果肉中含有黃酮、多酚類物質、活性多糖、三萜類化合物、環磷酸腺苷（cAMP）和環磷酸鳥苷（cGMP）等多種生物活性成分[1]，其中，黃酮具有抗氧化、保護肝臟、抑制癌細胞增生、清除自由基等功效[2]。多酚類物質具有清除生物體內自由基、抑制低密度脂蛋白（LDL）的氧化、抗病毒、抗炎癥、預防心血管疾病、防癌、抗輻射等活性功能[3]，因此紅棗具有良好的食用價值和醫用價值。目前，市場上可以見到的紅棗深加工產品主要包括棗酒、棗脯、棗發酵制品、棗飲料等[4]。但其中一部分消費者懼怕紅棗產品中的高含糖量會產生不良影響而望而卻步，尤其是高血糖患者和擔心肥胖的女性。因此，開發無糖或低糖的紅棗產品十分必要。當前一些研究采用提汁法降低紅棗粉的含糖量，但該法脫除糖分的同時多酚、黃酮、環磷酸腺苷、VC等功能性成分也被提取到棗汁中，降低紅棗粉的保健功能[5-6]。試驗采用發酵法脫除或部分脫去紅棗中的糖分，重點跟蹤檢測紅棗果漿發酵過程中可溶性固形物、還原糖、總糖、類黃酮、總酚含量的變化規律，以期為低糖紅棗粉的開發提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料及試驗儀器

紅棗、灰棗，含水量＜70%，挑選無腐爛、病蟲害的果實；釀酒酵母，中國工業微生物菌種保藏中心提供；蘆丁，標準品，中國食品藥品檢定研究院提供；沒食子酸，標準品，中國藥品生物制品檢定所提供；其他試劑均為分析純。

DK-8D型電熱恒溫水槽，上海精宏實驗設備有限公司產品；RE-52AA型旋轉蒸發器，上海亞榮生化儀器廠產品；TGL-16G-A型離心機，上海安亭科學儀器廠產品；LGJ-12型冷凍干燥機，北京松源華興科技發展有限公司產品；Jena specord 50型紫外可見分光光度計，德國耶拿公司產品；BS214D型電子分析天平，北京賽多利斯儀器系統有限公司產品；PAL-1型折射計，ATAGO（愛宕）中國分公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 紅棗粉制備工藝流程

紅棗→揀選→清洗→蒸煮→打漿→發酵→脫糖、降解→過篩→旋蒸→冷凍干燥→超微粉碎→低糖紅棗粉。

將紅棗分級挑選后清洗，加水蒸煮，粉碎勻漿，制得可溶性固形物為25%的紅棗漿，冷卻至室溫?；罨劸平湍覆U大培養，選擇5%接種量進行接種，分別置于15，20，25，30℃條件下進行發酵。發酵結束棗漿過60目篩子，于40℃條件下旋蒸，除去發酵液中的酒精。然后進行冷凍干燥，為保證冷凍干燥效果，容器中棗漿厚度不超過0.5 cm。干燥后的棗粉呈疏松塊狀，粉碎后即為低糖紅棗粉。

棗漿發酵過程各溫度處理組每天分別取樣1次，每個樣品做3個平行，測定樣品中類黃酮、總酚，可溶性固形物、還原糖和總糖含量。將不同溫度發酵得到的發酵醪旋蒸除去酒精后進行凍干，測定棗粉中的類黃酮、總酚、可溶性固形物、還原糖和總糖含量。

1.2.2 類黃酮、總酚含量測定

（1） 提取液的制備。取2.0 g紅棗漿樣品于離心管中，加入80%甲醇4 mL，于30℃條件下超聲提取10 min，然后于9 000 r/min轉速下離心10 min，收集上清液，沉淀加入80%甲醇4 mL重復提取1次，合并2次提取液定容至10 mL，得樣品提取液。

（2） 類黃酮含量的測定。參考李濤等人[7]的方法，對類黃酮含量進行測定。將提取液稀釋至適當倍數，取1.0 mL稀釋樣品，加入5%NaNO2溶液0.3 mL，搖勻放置6 min，再加入10%Al（NO）3溶液0.3 mL，搖勻放置6 min，之后加入1 mol/L NaOH溶液3.4 mL，搖勻放置15 min，于波長510 nm處測定吸光度。以蘆丁為標準品，按照樣品測定條件測定吸光度，以質量濃度為縱坐標，吸光度為橫坐標繪制標準曲線，根據標準曲線計算類黃酮含量。

（3） 總酚含量的測定。參考嚴守雷等人[8]的方法，對總酚含量進行測定。將提取液稀釋至適當倍數，取0.5 mL稀釋樣品，加入2.5 mL稀釋50倍的FD試劑，搖勻，在50℃水浴中反應5 min，冷卻后加入質量濃度75 g/L NaCO3溶液2.0 mL，充分搖勻，避光放置30 min，于波長760 nm處測定吸光度。以沒食子酸為標準品，按照樣品測定條件測定吸光度，以質量濃度為縱坐標，吸光度為橫坐標繪制標準曲線，根據標準曲線計算總酚含量。

（4）可溶性固形物。采用數顯糖度計測定。

（5） 還原糖、總糖含量測定。還原糖含量（以葡萄糖計）測定方法參照GB/T 5009.7—2008；總糖含量（以葡萄糖計）測定方法參照GB/T10782—2006。

2 結果與分析

2.1 發酵過程中棗漿類黃酮含量的變化

定時取樣測定發酵棗漿中的類黃酮含量，觀察不同溫度條件下發酵過程中類黃酮含量的變化情況。

溫度對棗漿發酵過程中類黃酮含量的影響見表1。

圖1 溫度對棗漿發酵過程中類黃酮含量的影響

由圖1可以看出，紅棗漿中的類黃酮含量隨著發酵時間的延長先增加后降低，于第7天再次出現峰值后又有所下降，而后又逐漸升高。這可能是由于棗漿在發酵過程中消耗了大量的糖分，其他酵母不能利用的成分得到了濃縮。不同溫度對發酵初期棗漿中的類黃酮含量的影響差異不顯著，在整個發酵過程中類黃酮含量的變化沒有規律，可能是在發酵過程中，黃酮類和黃烷醇類之間發生轉化反應，有一部分的黃酮類物質轉化成了黃烷醇，使得類黃酮含量降低[9]。其中，20，25，30℃發酵的棗漿類黃酮含量變化趨勢相近，而15℃發酵的棗漿類黃酮含量從第3天起整體高于其他3組。

2.2 發酵過程中棗漿總酚含量的變化

定時取樣測定發酵棗漿中的總酚含量，觀察不同溫度條件下發酵過程中總酚含量的變化情況。

溫度對棗漿發酵過程中總酚含量的影響見圖2。

由圖2可以看出，棗漿在發酵過程中，總酚含量先升高后略有下降，之后趨于穩定，可能是單寧類等物質聚合、酚類物質氧化作用的結果[10]。此外，也有可能因微生物消耗大量的糖分而使總酚得到了濃縮。在第6天時，總酚含量最高，之后緩慢下降并趨于穩定。而不同的發酵溫度對棗漿發酵過程中總酚含量無顯著影響。

圖2 溫度對棗漿發酵過程中總酚含量的影響

2.3 發酵過程中棗漿可溶性固形物的變化

定時取樣測定發酵棗漿中的可溶性固形物含量，觀察不同發酵溫度下棗漿中可溶性固形物含量變化情況。

溫度對棗漿發酵過程中可溶性固形物的影響見圖3。

圖3 溫度對棗漿發酵過程中可溶性固形物的影響

由圖3可以看出，棗漿在發酵過程中，可溶性固形物含量在第1天至第4天快速下降，從第4天開始，下降速率減緩并趨于穩定。溫度越高，棗漿中可溶性固形物含量下降越快。棗漿可溶性固形物中以可溶性糖類為主，前期微生物在新的環境條件下快速繁殖[11]，大量消耗糖類等物質，導致可溶性固形物含量快速下降，從第5天開始，大部分糖類物質被酵母消耗待盡，故可溶性固形物含量逐漸平穩。在一定范圍內，溫度越高，微生物活力越強，所以溫度越高棗漿中可溶性固形物含量下降速度越快。

2.4 發酵過程中棗漿還原糖、總糖的變化

定時取樣測定發酵棗漿中的還原糖及總糖含量，觀察不同溫度下發酵過程中還原糖及總糖含量的變化情況。

溫度對棗漿發酵過程中還原糖含量的影響見圖4，溫度對棗漿發酵過程中總糖含量的影響見圖5。

由圖4和圖5可以看出，原紅棗漿中含糖量較高，經過發酵，紅棗漿中的還原糖和總糖含量急劇下降，主要是糖類為酵母的生長提供碳源而被消耗利用，還原糖在3 d后就基本不再有明顯變化，總糖在第4天后下降趨勢逐漸平穩，表明微生物代謝活動減弱，糖類被利用的速度減緩，或者是體系中可以被微生物及微生物產生的酶分解的糖類耗盡，也有可能是體系環境變化構成反饋抑制作用，從而抑制了這些生化過程的進行[12]。溫度越高，還原糖和總糖下降速度越快。不同溫度對初期發酵影響明顯，而第4天以后溫度對發酵進程中還原糖影響不大。

圖4 溫度對棗漿發酵過程中還原糖含量的影響

圖5 溫度對棗漿發酵過程中總糖含量的影響

2.5 低糖紅棗粉相關指標測定

將不同溫度發酵處理得到的發酵醪旋蒸除去酒精后進行凍干，測定棗粉中的類黃酮、總酚、還原糖和總糖含量。

不同發酵溫度下制備的低糖紅棗粉中營養成分含量見表1。

表1 不同發酵溫度下制備的低糖紅棗粉中營養成分含量

由表1可以看出，25℃條件下的紅棗粉在保持較好的類黃酮和總酚含量的同時，還原糖和總糖的含量相對較低。

3 結論

紅棗漿發酵過程中可溶性固形物、還原糖和總糖含量急劇下降，25℃條件下發酵后三者分別降低了57.67%，91.70%，92.03%，類黃酮和總酚含量前期呈現無規律變化，后期含量增加并趨于穩定。不同溫度對發酵過程中可溶性固形物、還原糖及總糖的變化影響較大，但對總酚、類黃酮的變化影響不顯著。25℃條件下發酵得到的低糖紅棗粉的品質較好，類黃酮、總酚、還原糖和總糖含量依次分別為742.15 mg/g，907.87 mg/g，9.74 g/100 g，10.52 g/100 g。試驗為發酵法制備低糖紅棗粉提供了一定的理論依據，但在棗漿發酵過程中，類黃酮和總酚等活性成分的變化和調控機制尚需進一步研究。

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