不同果酒的氨基酸營養(yǎng)價值對比評價

沈 冰，易 志，鐘 璇*，馬婷婷，李春梅，韓佳臨

（1.廣西職業(yè)技術(shù)學院 農(nóng)業(yè)工程學院，廣西 南寧 530226；2.浙江大學 中原研究院 大健康研究與檢測中心，河南 鄭州 450000）

果酒口感獨特、酒精度低（酒精度一般為7%vol～18%vol），以各種新鮮水果為原料釀造而成，根據(jù)釀造工藝不同可分為發(fā)酵果酒、起泡果酒、配制果酒和蒸餾果酒[1-3]。果酒富含各類氨基酸，氨基酸除了作為重要的營養(yǎng)物質(zhì)外，還能呈現(xiàn)酸、甜、苦、鮮味，用于調(diào)味、增香[4-5]。在食品加工過程中，氨基酸可被利用和轉(zhuǎn)化是評價食品質(zhì)量及營養(yǎng)價值的重要指標[6-7]。

我國是水果生產(chǎn)大國[8]，但在各類水果深加工方面（如果酒）還存在明顯不足，與發(fā)達國家還有相當差距[9-10]。隨著我國消費升級，給各類果酒帶來了發(fā)展新機遇[11]。林波等[12]研究了甘蔗混合汁發(fā)酵為甘蔗果酒、醋后必需氨基酸的配比更趨合理。秦紅艷等[13]評價了軟棗獼猴桃發(fā)酵成果酒后的氨基酸比值系數(shù)分（score ofratiocoefficientofamino acids，SRC）升高，加工后必需氨基酸的配比更加合理，更有利于人體吸收利用。買買提依明等[14]對新疆藥桑果酒營養(yǎng)成分研究結(jié)果表明，藥桑果酒各類氨基酸的含量符合世界糧農(nóng)組織和衛(wèi)生組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations，F(xiàn)AO）/世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）提供的參考蛋白模式值。陳振林等[15]研究了柿子發(fā)酵成柿子果酒后的營養(yǎng)價值變化發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵后柿子果酒中總氨基酸含量無明顯變化，但對酒體的風味和營養(yǎng)價值有很大影響。目前，鮮見多種水果發(fā)酵成果酒后氨基酸營養(yǎng)組成變化對比的相關(guān)研究報道。

本研究以4種常見水果（百香果、水蜜桃、楊梅和甜橙）為研究對象，對果汁和果酒氨基酸組成進行檢測，采用數(shù)學模糊識別分析法考察4種果酒與FAO/WHO模式和全雞蛋蛋白模式的貼近度，并以FAO/WHO必需氨基酸模式為標準，采用氨基酸比值系數(shù)法考察果酒氨基酸組成的均衡性。以期為各類水果釀造成果酒提供基于營養(yǎng)價值的理論依據(jù)，為拓展水果深加工方式提供思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫色百香果、水蜜桃、楊梅、甜橙：廣西農(nóng)墾明陽農(nóng)場；RW型果酒專用酵母：安琪酵母股份有限公司；牛肉浸膏：廣東環(huán)凱微生物科技有限公司；葡萄糖：常德比克曼生物科技有限公司；NaHCO3：億龍源食品有限公司；無水檸檬酸：山東英軒實業(yè)股份有限公司；無水醋酸鈉、檸檬酸、乙酸、氯化鈉、鹽酸、苯酚、檸檬酸鈉、氫氧化鈉、茚三酮：國藥集團化學試劑有限公司；18種氨基酸混標（純度＞98%）：美國Sigma公司。所用試劑均為分析純或生化試劑。

發(fā)酵培養(yǎng)基：向300 mL蒸餾水中加入酵母膏1%、牛肉浸膏2%、葡萄糖2%，置于高壓滅菌鍋中，121 ℃高壓滅菌20 min。

1.2 儀器與設(shè)備

MS205D型電子分析天平：瑞士梅特勒公司；S-443D型全自動氨基酸分析儀：德國賽卡姆公司；CRM2520型微濾膜：山東博納生物科技集團有限公司；1.0T型全自動螺旋式壓榨機：河南福煦機械設(shè)備有限公司；50L RSFG型小型立式恒溫發(fā)酵罐：浙江睿森機械科技有限公司；手持測糖儀（0～32%）：上海力辰邦西儀器科技有限公司；LHS-24B型手提式蒸汽壓力滅菌鍋、SW-DJ-2F型超凈工作臺：蘇凈集團蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；THZ-100型恒溫培養(yǎng)振蕩器：上海葉拓科技有限公司；pHS-3DW型pH計：紹興市蘇珀儀器有限公司；TD4型立式離心機：湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 果酒加工工藝流程及操作要點

新鮮水果→挑選、清洗、去皮、去核后壓榨→過濾→果汁→調(diào)pH→糖度調(diào)整→酵母活化→恒溫發(fā)酵→倒罐、陳釀→離心、過濾→果酒成品

操作要點：

水果預處理：挑選一定數(shù)量成熟、新鮮和無腐爛的4種鮮果，去除皮、籽和核后取可食部分切碎。在室溫和常壓條件下，使用全自動螺旋式壓榨機壓榨出汁，先經(jīng)過粗濾去除大部分果渣，然后在室溫和0.01 MPa壓力下，經(jīng)孔徑10 μm的微濾膜過濾，收集4種水果的澄清果汁，按照1.0∶0.5的比例分別加入無菌蒸餾水，加入檸檬酸和NaHCO3調(diào)節(jié)果汁pH值至4.0±0.1。

糖度調(diào)整：加入白砂糖調(diào)節(jié)糖度，并采用手持式測糖儀測定糖度，調(diào)節(jié)初始糖度至（25±1）°Bx。

酵母活化：向調(diào)好糖、酸的果汁體系中接入活化后的酵母母液0.15%（將RW型果酒專用酵母4.00 g接入至發(fā)酵培養(yǎng)基中，于28 ℃條件下恒溫振蕩培養(yǎng)60 h，即完成酵母活化，得到酵母母液）。

發(fā)酵和陳釀：將果汁倒入恒溫發(fā)酵罐中，控制發(fā)酵溫度21 ℃，密閉發(fā)酵8 d，主發(fā)酵期間每24 h打開排氣閥門排氣1次。期間檢測酒體糖度，當糖度趨于穩(wěn)定不再降低時，主發(fā)酵完成。倒罐，將酒樣置于4 ℃冰箱，繼續(xù)靜置發(fā)酵10 d，進行陳釀。

離心、過濾：4 500 r/min離心20 min，收集上層酒液于儲酒罐中。取離心后的果酒，在室溫、壓力0.01 MPa條件下，采用孔徑10 μm的微濾膜進行過濾，收集過濾后的澄清酒液為果酒成品。

1.3.2 氨基酸含量的測定

氨基酸含量的測定參照國標GB/T 5009.124—2016《食品安全國家標準食品中氨基酸的測定》中的方法[16]。

1.3.3 模糊識別分析法[17]

在采用模糊識別方法來評價氨基酸組成的數(shù)學模型中，設(shè)U為待評價樣品，即U={u1，u2，u3，u4，u5，u6，u7，u8}，u1為百香果汁，u2為百香果果酒、u3為水蜜桃汁，u4為水蜜桃果酒、u5為楊梅汁，u6為楊梅果酒，u7為甜橙汁，u8為甜橙果酒。對于每一個對象u1對應的一個模式P（ui）=（uik），i=1，2，…，7，8，k=1，2，…，7，模式中7個分量k分別表示對象ui中的7種必需氨基酸。ak為標準模式的第k種必需氨基酸含量（%），1≤k≤7，即P（a）=（ak），k=1，2，…，7，P1=（3.5，6，4，5，7，4，5.5），P2=（5.7，9.3，4.7，6.6，8.6，5.4，7），其中P1代表FAO/WHO模式、P2代表全雞蛋蛋白模式，a1-a7分別蛋氨酸+半胱氨酸、苯丙氨酸＋酪氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸。

貼近度可以反映評價樣本的蛋白質(zhì)與標準蛋白的接近程度，即兩者氨基酸組成的相似程度，貼近度越接近1，表明兩個樣本的接近程度越高。根據(jù)蘭氏距離法[18]計算樣本和標準模式氨基酸的貼近度U（a，u），計算如公式（1）如下：

式中：c為適當選擇的常數(shù)，常數(shù)c取0.09以使計算結(jié)果處于區(qū)間[0，1]，能增加分辨度，有利于結(jié)果比較。

1.3.4 氨基酸比值系數(shù)法[19]

根據(jù)氨基酸平衡理論，利用FAO/WHO建議的必需氨基酸模式，計算樣品的必需氨基酸比值（essential amino acid ratio，RAA）、氨基酸比值系數(shù)（ratio coefficient of amino acid，RC）、氨基酸比值系數(shù)分，計算公式如下：

RC＞1表示該種必需氨基酸相對過剩，RC＜1表示該種必需氨基酸相對不足，RC最小者為第一限制性氨基酸。若食物中的必需氨基酸的組成比例與標準模式中必需氨基酸一致，則RC的變異系數(shù)（coefficient of variation，CV）=0，SRC=100；RC的CV越大，SRC變小，營養(yǎng)價值越小[20-22]。

2 結(jié)果與分析

2.1 4種果汁及發(fā)酵后果酒的氨基酸含量分析

4種果汁和對應果酒樣品的游離氨基酸含量檢測結(jié)果見表1。由表1可知，果汁和果酒樣品均檢測到16種游離氨基酸，其中包含7種人體必需氨基酸（essential amino acid，EAA），包括蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸，9種非必需氨基酸（nonessential amino acid，NEAA）。4種果汁中氨基酸含量排在前3位的均為脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸，這也與已有文獻結(jié)果較為相近[23-24]。果汁發(fā)酵為果酒后，氨基酸種類沒有發(fā)生變化，但是含量變化較明顯，總氨基酸（total essential amino acids，TAA）含量均下降。

4種果汁發(fā)酵成果酒后總氨基酸含量下降幅度最大的是蜜桃汁，下降幅度接近82%（TAA從246.34 mg/100 mL降到44.92 mg/100 mL）。而百香果汁發(fā)酵前后總氨基酸下降幅度最小，下降幅度約66%（TAA從310.36 mg/100 mL降到105.58 mg/100 mL）。果汁發(fā)酵過程中，酵母會利用大量氨基酸來合成結(jié)構(gòu)性和功能型蛋白質(zhì)，用于合成酵母菌和合成酶類物質(zhì)，因此果酒中的氨基酸總量往往會呈現(xiàn)大幅下降[25]。

4種果汁的EAA/TAA為20.12%～25.11%，EAA/NEAA為25.18%～33.53%。4種果酒的EAA/TAA為23.82%～30.34%，EAA/NEAA為31.26%～43.55%。根據(jù)FAO/WHO提出的理想蛋白質(zhì)模式，質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)其EAA/NEAA在60%以上，EAA/TAA在40%左右[26-27]，可見4種果汁和果酒均未達到理想蛋白質(zhì)模型，但是對比發(fā)酵前的果汁，發(fā)酵后果酒EAA/NEAA和EAA/TAA均較高，說明果汁發(fā)酵為果酒后的蛋白質(zhì)較接近理想蛋白質(zhì)的要求。其中EAA/TAA和EAA/NEAA比值最高的果酒是百香果酒（EAA/TAA為30.34%，EAA/NEAA為43.55%）。說明在4種果酒中，百香果汁發(fā)酵成果酒后蛋白質(zhì)相對其余3種果酒更加靠近理想蛋白質(zhì)模型。

2.2 氨基酸營養(yǎng)價值評價

2.2.1 模糊識別法評價結(jié)果

按照模糊識別法的公式（1）計算獲得待評價果汁和果酒必需氨基酸水平相當于FAO/WHO模式（P1）和全雞蛋蛋白模式（P2）的貼近度U1和U2，結(jié)果見表2。

表2 4種果汁發(fā)酵前后必需氨基酸與兩種參考模式的貼近度Table 2 Closeness of essential amino acids to two reference modes before and after fermentation of 4 kinds of juice

由表2可知，以FAO/WHO模式為標準（P1），4種果汁的必需氨基酸貼近度為U1為0.86～0.89，而果酒的必需氨基酸貼近度U1為0.89～0.94。以全雞蛋蛋白模式為標準（P2），4種果汁的必需氨基酸貼近度為U2為0.78～0.81，而果酒的必需氨基酸貼近度U2為0.80～0.87。4種果汁的必需氨基酸相對兩種模式的貼近度均＜0.9，其中百香果汁必需氨基酸貼近度u1=0.89（P1）和0.81（P2），楊梅汁必需氨基酸貼近度u5=0.89（P1）和0.80（P2）在四種果汁中相對較高。

對比4種果汁發(fā)酵成果酒后必需氨基酸的貼近度發(fā)現(xiàn)，果酒必需氨基酸相對兩種標準模式的貼近度（P1和P2）均有不同程度的提升（百香果汁u1＜百香果果酒u2，水蜜桃汁u3＜水蜜桃酒u4，楊梅汁u5＜楊梅酒u6，甜橙汁u7＜甜橙酒u8）。說明經(jīng)酵母發(fā)酵利用后，果酒中必需氨基酸構(gòu)成比例更加貼近兩種氨基酸標準模式，其原因可能是在酵母作用下，轉(zhuǎn)化了部分原先果汁中的氨基酸，新生成比原先果汁中更有利于人體利用的必需氨基酸組合[13]。4種果酒中的氨基酸組成比果汁均要更加平衡，這也印上述結(jié)果。其中，百香果果酒的必需氨基酸貼近度最大u2=0.94（P1）或0.87（P2）。因此，百香果果酒的必需氨基酸組成與兩種標準模式氨基酸組成更接近，相對氨基酸營養(yǎng)價值會更高。與上述結(jié)果一致。

2.2.2 氨基酸比值系數(shù)法評價結(jié)果

果酒發(fā)酵前后樣品必需氨基酸比值、氨基酸比值系數(shù)及必需氨基酸比值系數(shù)分見表3。

表3 果酒發(fā)酵前后樣品必需氨基酸比值、氨基酸比值系數(shù)及必需氨基酸比值系數(shù)分Table 3 Essential amino acid ratio, amino acid ratio coefficient and essential amino acid ratio coefficient of fruit wine before and after fermentation

由表3可知，4種果汁的必需氨基酸SRC為68.23～75.40分，其中甜橙汁的必需氨基酸SRC最高，為75.40，而果酒的必需氨基酸SRC為78.46～82.02，其中百香果果酒必需氨基酸SRC最高（為82.02）。4種果酒的必需氨基酸SRC均有明顯提升，但是提升幅度不同，百香果果酒必需氨基酸SRC提升20.2%，水蜜桃果酒必需氨基酸SRC提升8.3%，楊梅酒必需氨基酸SRC提升14.22%，甜橙酒必需氨基酸SRC提升了4.1%。說明果汁經(jīng)過酵母的繁殖利用后，可以轉(zhuǎn)化為必需氨基酸SRC更高的體系，營養(yǎng)價值得到提升。

根據(jù)FAO/WHO氨基酸評分模式[27]，百香果果酒、水蜜桃酒發(fā)酵前后限制氨基酸沒有發(fā)生變化（第一限制氨基酸分別為Met、Leu）。而楊梅酒、甜橙酒的第一限制氨基酸發(fā)生了變化，楊梅汁的第一限制氨基酸為Met，而楊梅酒的第一氨基酸為Ile。甜橙汁的第一限制氨基酸為Leu，甜橙酒第一限制氨基酸為Lys。說明酵母在發(fā)酵不同果汁時，利用了不同比例的氨基酸來進行自身繁殖，并且轉(zhuǎn)化成不同比例組成的氨基酸體系。這也為與不同果酒搭配食用的食物提供指引[28]。

2.2.3 呈味氨基酸分析

不同水果發(fā)酵成的果酒口感獨特，與其所含豐富的呈味游離氨基酸有關(guān)[29]。氨基酸的呈味特性與它側(cè)鏈R基團的疏水性有密切關(guān)系，當R基團疏水性較小時，呈甜味；當R基團疏水性較大時，呈苦味；當R基團為酸性時，以酸味為主；當R基團含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)時，呈芳香味[30]。

4種酒樣的呈味氨基酸總含量見圖1。從圖1可知，百香果果酒和甜橙果酒的呈味氨基酸總含量相當（分別為111.49 mg/100 mL、111.55 mg/100 mL），并且明顯高于楊梅果酒和蜜桃果酒（分別為47.88 mg/100 mL、48.02 mg/100 mL）。4種果酒的甜味氨基酸占比均最大，其次是苦味氨基酸和鮮味氨基酸，芳香味氨基酸占比最小。甜橙酒和百香果果酒的甜味氨基酸含量（分別為66.85 mg/100 mL、56.18 mg/100 mL）明顯高于其他2種果酒，較高含量甜味氨基酸能夠提升相關(guān)評價對象的感官評分。雖然果酒的甜味可以靠糖來調(diào)節(jié)，但相對高含量的甜味氨基酸也能給果酒的甜味帶來增益作用，減少對糖調(diào)節(jié)甜味口感的依賴，使果酒更加健康營養(yǎng)。飲用果酒時感受到的綜合甜味感能夠有效覆蓋酒精的刺激感，讓果酒口感更加被大眾所接受。因此，百香果果酒和甜橙酒在口感上會更傾向于被大眾所接受。

圖1 四種果酒的呈味氨基酸含量雷達圖Fig. 1 Radar plots of flavored amino acids contents in four types of fruit wines

3 結(jié)論

對4種水果果汁發(fā)酵成果酒前后的氨基酸組成進行檢測分析，采用數(shù)學模糊識別分析法和氨基酸比值系數(shù)法對氨基酸營養(yǎng)價值進行分析評價。結(jié)果表明，4種果汁發(fā)酵成果酒后必需氨基酸組成更接近兩種標準模式（FAO/WHO模式和相對全雞蛋蛋白模式），且發(fā)酵后果酒的必需氨基酸SRC均有不同程度提升，百香果果酒在4種果酒中必需氨基酸組成與標準模式更接近，且必需氨基酸SRC最高。因此，4種果酒的必需氨基酸配更加合理，氨基酸營養(yǎng)價值有所提升，更利于人體利用，4種果酒中甜味氨基酸占比最高，而百香果果酒和甜橙果酒甜味氨基酸含量明顯高于另外兩種果酒，對果酒呈現(xiàn)甜味口感有增益作用。