红豆越橘果酒酿造条件优化及功能性成分含量评估

杨　华，刘亚娜，郭德军(黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆163319)



红豆越橘果酒酿造条件优化及功能性成分含量评估

杨华，刘亚娜，郭德军
(黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆163319)

摘要：以红豆越橘浆果为原料，利用酿酒酵母D15对其进行酒精发酵，通过正交实验及Box-Benhnken中心组合实验优化确定其最佳的发酵条件为：红豆越橘果汁中蔗糖的添加量为140 g/L，果汁的最适pH值为3.2，硫酸铵添加的质量分数为0.050 %，亚硫酸的添加量为0.80 mL/L，添加活菌密度达到109cfu/mL以上酵母菌的体积分数为1.8 %，发酵时间为5 d，发酵温度为22℃。在最优条件下发酵得到的红豆越橘果酒，整体的感官评定得分为85分，功能性营养成分含量较高，多酚含量达到2160.4 mg/L，黄酮含量达到725.4 mg/L。

关键词：红豆越橘；果酒；最佳酿造条件；优化；功能性成分；评估

优先数字出版时间：2015-09-09；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20150909.1433.001.html。

红豆越橘是一种野生小浆果，俗名北国红豆、牙格达，主要产自我国大兴安岭地区。红豆越橘属于药食同源类植物，其果实和叶片可入药，果实亦可以鲜食。红豆越橘果实含有丰富的生物活性物质，如多酚、黄酮、花色苷、超氧化物歧化酶以及丰富的维生素C、维生素E[1-6]。红豆越橘浆果具有多种保健功能，能够抗菌、抗炎、抗氧化、抗衰老、防辐射，并且对癌症、心血管疾病、视力问题、糖尿病具有一定的治疗效果[7-10]。红豆越橘果酒不但具有良好的保健作用，而且具有较高的经济价值，近年来，国内外对红豆越橘的开发利用进行积极探索，将其加工成果汁、果干等产品，但是至今未见利用红豆越橘酿酒的报道。本实验通过反复摸索，得出了利用红豆越橘酿酒的最佳工艺，用红豆越橘酿造的红豆越橘果酒口感醇厚，果味香浓，色泽鲜艳，具有良好的保健功能，大大提高了红豆越橘的利用率和经济价值。

1材料与方法

1.1材料、试剂与仪器

原料：红豆越橘浆果（大兴安岭超越野生浆果加工有限公司提供），原料的含糖量为53.15 g/L，含酸量为10.82 g/L（以苹果酸计），pH2.2；酿酒酵母D15（黑龙江八一农垦大学食品学院微生物实验室保藏），蔗糖（购自大庆市九区批发市场），硫酸铵、亚硫酸（上海生工生物工程有限公司）。

仪器设备：DRP-9082型电热恒温培养箱（上海森信实验仪器有限公司），振荡器（上海高兴仪器设备有限公司），722可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司），发酵罐（南通凯赛生化工程设备有限公司）。

1.2红豆越橘果酒的生产工艺及操作要点

选取新鲜、洁净、果粒完整的红豆越橘果实清洗后，破碎过滤，得到红豆越橘果汁。向红豆越橘果汁中添加蔗糖，调整红豆越橘果汁pH值。向红豆越橘果汁中添加硫酸铵，使其含有足够的氮源，以保证发酵的正常进行。并加入亚硫酸，以达到杀菌的目的。向调整成分的红豆越橘果汁中加入活化后活菌密度达到109cfu/mL以上的酿酒酵母，于恒温条件下进行发酵。

1.3实验设计

1.3.1发酵前果汁成分调整实验设计

以产酒精量为指标，以蔗糖添加量、pH值、硫酸铵添加量、亚硫酸添加量为因素，每个因素设3个水平进行正交实验，确定发酵前成分调整的最佳方案，因素水平见表1。

表1发酵前成分调整的因素水平表

1.3.2发酵条件实验设计

以感官评定得分及酒精度数为指标，以酵母菌接种量、发酵时间、发酵温度为因素，每个因素设3个水平进行Box-Benhnken中心组合实验，确定发酵前成分调整的最佳方案，因素水平见表2。

表2 Box-Benhnken实验因素水平及编码值

1.4红豆越橘果酒感官评定标准

红豆越橘果酒的感官评定标准参照表3[11-12]。

1.5果酒理化指标的测定方法

总酸含量测定：采用GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用试验方法》电位滴定法；酒精度数测定：采用GB/ T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用试验方法》蒸馏比重法；总糖含量测定：采用GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用试验方法》斐林试剂滴定法。

1.6总酚含量测定方法[13]

1.6.1样品的处理及标准曲线的绘制

称取24.5 mg没食子酸于100 mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度。分别取0、0.01mL、0.02mL、0.03mL、0.04mL、0.05 mL的上述样品于5支比色管中，分别加入2.5 mL福林酚试剂以及2 mL的质量分数为7.5 %的Na2CO3溶液，用水定容至10 mL，将样品放入45℃的水浴锅中反应15 min，取出样品充分摇匀，10 s后在765 nm处测出其吸光度值A。并根据没食子酸的浓度和吸光度值A，绘制出标准曲线，得到的标准曲线见图1，拟合的回归方程为y=0.8594x+0.0235，相关系数R2=0.9962。

表3红豆越橘果酒感官评定标准

图1多酚标准曲线

1.6.2红豆越橘果酒中总酚含量的测定

红豆越橘果酒中总酚含量的测定方法参照1.6.1节，不同之处：准确量取0.01 mL的红豆越橘果酒样品置于10 mL比色管中。在765 nm处测定其吸光度值，利用回归方程测定出红豆越橘果酒中总酚的含量，每组数值平行测定3次。

1.7总黄酮含量的测定方法[14]

1.7.1样品的处理及标准曲线的绘制

取浓度为0.25 mg/mL维生素P样品溶液0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.5 mL各2份，分别置于25 mL容量瓶中，加水2.5 mL，1份用体积分数为60 %vol的乙醇定容至刻度，作参比；另1份加质量分数为4 %的亚硝酸钠溶液1 mL，混合均匀，静置6 min后，加入质量分数为10 %的硝酸铝溶液1 mL，混合均匀，静置6 min后，加入质量分数为4 %的氢氧化钠溶液10 mL，用60 %vol的乙醇定容，混合均匀，静置12 min，测定溶液络合前后的差示吸光度值△A。并根据述维生素P浓度和吸光度差值△A，绘制出标准曲线。得到的标准曲线见图2，拟合的回归方程为y=0.1237x-0.0052，相关系数R2=0.9976。

图2黄酮标准曲线

1.7.2红豆越橘果酒中总黄酮含量的测定

红豆越橘果酒中总黄酮含量的测定方法参照1.6.1节，不同之处：准确量取2.50 mL红豆越橘果酒样品2份，分别置于25 mL容量瓶中。测定酒样溶液络合前后的差示吸光度值△A，利用回归方程测定出红豆越橘果酒中总黄酮的含量，每组数值平行测定3次。

2结果与分析

2.1发酵前果汁成分调整的确定

根据水平因素表中9组实验，按不同的硫酸铵添加量、pH值、蔗糖添加量、亚硫酸添加量进行正交实验，结果见表4。

表4 L9(34)发酵前成分调整实验方案及结果分析

极差分析结果表明，影响红豆越橘果酒酒精度的因素大小顺序为C＞A＞B＞D，最佳组合为A3B2C3D3，按照最佳反应条件进行验证实验，结果得到酒精度为10.5 %vol的红豆越橘果酒，较表4中酒精度最高的3号实验略高。所以最终确定红豆越橘果汁发酵前最佳的方案为：蔗糖的添加量为140 g/L，果汁的最适pH值为3.2，硫酸铵添加量为0.050 %，亚硫酸添加量为0.80 mL/L。

酿酒酵母可以代谢蔗糖生产酒精，添加适量的蔗糖以保证有适量的酒精产生。一般酵母菌在pH值2.6以下停止发酵，而本实验所用的红豆越橘果汁的pH值为2.2，酸度过酸，必须对其pH值进行调整，使其正常发酵。红豆越橘果汁中的氮元素含量非常低，经检测为50.35 mg/L，而赤霞珠葡萄果汁的氮元素含量为150 mg/L以上[15]，贵人香葡萄果汁的氮元素含量为236.8～285.6 mg/L[16]，为了保证红豆越橘果酒可以正常发酵，必须使酵母有足够的可利用的氮源，此工艺中我们通过添加硫酸铵来保证足够的氮源。向红豆越橘果汁中添加亚硫酸，不但有杀灭其他杂菌及抑制甲醇等有害物质生成的作用，而且还有澄清、抗氧化等作用[17]。所以，上述4种物质在红豆越橘果酒的酿造过程中是至关重要的。

2.2发酵条件的确定

2.2.1回归方程建立与方差分析

响应面分析方案及试验结果见表5，试验结果通过Design 8.0.6.1数据分析软件进行回归分析，得到关于感官得分的二次回归方程为：

（决定系数R2=0.9459）；

得到关于酒精度数的二次回归方程为：

（决定系数R2=0.9351）。

二次多项模型的方差分析见表5及表6，关于感官得分模型的F值为13.59，说明该模型有意义。p＞F的概率小于0.05，模型极显著，其中X1、X2、X3、X1X2、X1X3、X2X3均为显著性模型项。关于感官得分的模型的F值为11.21，说明该模型有意义。p＞F的概率小于0.05，模型极显著，其中X1、X3、X1X2、X1X3、X2X3、X32均为显著性模型项。

关于感官得分和酒精度模型失拟项的F值分别为0.36、1.88，均为P＞0.05，表明2个模型的失拟项相对于纯误差来说都不显著。说明模型的拟合性较好，可以用于模型分析。2个模型的校正决定系数为R2=0.8763和R2=0.8517，拟合度均比较好，且信噪比均大于4，分别达到了12.405和10.850，说明模型可以用于实际应用中。

2.2.2最优值的确定

表5响应面试验设计与结果

根据多元二次回归方程，以感官得分和酒精度为响应值，对各因素水平进行优化，得到红豆越橘果酒的最佳发酵条件为：酵母菌接种量为1.84 %、发酵时间为5 d、发酵温度为22℃。在此条件下，感官评定得分及酒精度最大预测值分别为86.0027分、9.8 %vol。

表6关于感官得分回归模型方差分析

表7关于酒精度回归模型方差分析

2.2.3验证实验

为检验实验的可靠性，采用上述得到的红豆越橘果酒的最佳发酵条件进行红豆越橘果酒发酵实验，同时考虑到实际操作的便利，将最佳条件修正为：酵母菌接种量1.80 %、发酵时间为5 d、发酵温度为22℃。该条件下酿造的红豆越橘果酒，实际的感官评定得分及酒精度数分别为85分、9.65 %vol±0.21 %vol。两者与预测值相差均小于5 %。可见，回归方程的预测值与实验值之间具有较好的拟合度。

2.3果酒理化指标及功能性营养成分

根据正交实验所确定的果酒发酵前最优成分调整方案，及Box-Benhnken中心组合实验优化确定的最佳发酵条件酿造红豆越橘果酒。酒精发酵结束后，测得红豆越橘果酒的各项理化指标及功能性营养成分含量见表8。在最优酿造条件下得到的果酒，达到国家标准对果酒的要求，相对感官良好，感官评定得分为85分，且此时的红豆越橘果酒中多酚和黄酮含量都较高，多酚含量达到2160.4 mg/L，黄酮含量达到725.4 mg/L。红豆越橘果酒中的多酚和黄酮含量远远高于葡萄酒等其他种类的果酒[13-14]。

表8果酒理化指标测定结果

多酚和黄酮类物质是显著影响红豆越橘果酒的保健功能及特色风味，多酚类物质具有良好的抗氧化性质，其涩味和收敛特征造就了红豆越橘果酒丰富而厚重的品质，适宜的多酚类物质不仅提高了红豆越橘果酒的保健功能，更提高了红豆越橘果酒的口感。多酚和黄酮在整个红豆越橘浆果的成分构成中所占比例非常小，但其对红豆越橘果酒的特色和风味有着显著的贡献[18-21]。

3　结论

酿造红豆越橘果酒的过程中，发酵前成分调整的最优方案为：蔗糖的添加量为140 g/L，果汁的最适pH值是3.2，硫酸铵添加的质量分数为0.050 %，亚硫酸的添加量为0.80 mL/L。最优的发酵条件为：酵母菌接种量1.80 %，发酵时间为5 d，发酵温度为22℃。在此条件下发酵得到的红豆越橘果酒酒精度达到9.65 %vol±0.21 %vol，多酚含量达到2160.4 mg/L，黄酮含量达到725.4 mg/L，感官评定得分为85分。而此时果酒中的总酸含量高达10.0 g/L，严重影响果酒的品质和口感，所以，在此发酵工艺的基础上，寻求一种适合红豆越橘果酒降酸的方法，是值得深入研究的课题。

参考文献：

[1] Ek S, Kartimo H, Mattila S, et al. Characterization of phenoliccompounds from lingoberry (Vaccinium vitis-idaea L.)[J]. J AgricFood Chem, 2006, 54(26)：9834-9842.

[2] Wang X Y, Sun H, Fan Y, et al.Analysis and bioactive evaluation of the compounds absorbed into blood after oral administration of the extracts of Vaccinium vitisidaea L. inrat[J].Biol Pharm Bull, 2005, 28(6)：1106-1108.

[3] Eid H M, Martineau L C, Saleem A, et al. Stimulation of AMP-activated protein kinase and enhancement of basal glucose uptake in muscle cells by quercetin and quercetin glycosides, active principles of the antidiabetic medicinal plant Vaccinium vitis-idaea [J]. Molecular Nutrition & Food Research, 2010,54 (7)：991-1003.

[4] Szakiel A, Paczkowski C, Koivuniemi H, et al. Comparison of the triterpenoid content of berries and leaves of lingonberry Vaccinium vitis-idaea from finland and poland[J].J Agric Food Chem, 2012,60(19)：4994-5002.

[5]杨华,刘亚娜,郭德军.红豆越橘功能性成分的研究进展[J].安徽农业科学,2014,42(35)：12637-12639.

[6]杨华,刘亚娜,郭德军.红豆越橘果汁及发酵果酒香气成分的GC-MS分析[J].中国酿造,2014,33(12)：133-138.

[7] Hokkanen J, Mattila S, Jaakola L, et al. Identification of phenolic compounds from lingonberry (Vaccinium vitis-idaea L.), bilberry(Vaccinium myrtillus L.) and hybrid bilberry (Vaccinium xintermedium Ruthe L.) leaves[J]. J Agric Food Chem, 2009,57(20)：9437-9447.

[8] Kylli P, Nohynek L, Puupponen-Pimia R, et al. Lingonberry (Vaccinium vitis-idaea) and European cranberry (Vaccinium microcarpon) proanthocyanidins: isolation, identification, and bioactivitiess[J]. J Agric Food Chem, 2011,59(7)：3373-3384. [9] Beaulieu L P, Harris C S, Saleem A, et al. Inhibitory effect of the cree traditional medicine wiishichimanaanh (Vaccinium vitis-idaea) on advanced glycation endproduct formation: identification of active principles[J]. Phytotherapy Research, 2010,24(5)：741-747.

[10] Lehtonen H M,Lehtinen O, Suomela J P, et al. Flavonol glycosides of sea buckthorn (Hippophaë rhamnoides ssp. sinensis) and lingonberry (Vaccinium vitis-idaea) are bioavailable in humans and monoglucuronidated for excretion [J]. JAgric Food Chem, 2010,58(1)：620-627.

[11]马振兴,王昌禄.佚芥葡萄酒的开发与感官评价[J].生产实践, 2009,12(2)：32-35.

[12]宋淑燕.葡萄醪总酸调整对红葡萄酒品质的影响研究[J].宁夏农林科技,2009(1)：40-41.

[13]吴志明,陈亮,李双石.赤霞珠葡萄酒发酵过程中总酚和花色苷的含量变化[J].酿酒科技,2010(11)：18-20.

[14]邓长生,彭秧，王新宇,等.新疆雪莲养生葡萄酒中总黄酮及多糖含量的测定[J].中国酿造,2010,219(6)：153-156.

[15]缪成鹏,张晖,杨晓雁,等.可同化氮含量对赤霞珠葡萄酒发酵和香气成分的影响[J].中国酿造,2015,34(1)：131-136.

[16]林朴.贵人香葡萄中的氨基氮含量及其对酵母发酵的影响[J].中外葡萄与葡萄酒,2013(5）：17-21.

[17]方强,籍保平,李博,等.营养素对苹果酒中结合SO2影响的研究[J].食品科学,2005,14(2)：146-151.

[18]张晓松,孙艳梅,胡振生,等.都柿果酒在酿制过程中总酚和花色苷含量和抗氧化活性[J].东北农业大学学报,2010,14(3)：120-124.

[19]胡冀太,杜金华,何桂芬.果酒酵母对发酵山楂酒品质及抗氧化性的影响[J].酿酒,2012,39(5)：52-56.

[20]梁新红,赵功玲,赵瑞香.分光光度法测定仙人掌酒中总黄酮含量[J].中国酿造,2007(6)：67-69.

[21]余晓琴,阚建全.橄榄酒的研制及品质分析[[J].中国酿造, 2005(8)：58-60.

2015中国品牌发展论坛举行茅台品牌价值达2729.75亿元

本刊讯：据《糖酒快讯-白酒》报道，2015年12月12日，由中国品牌建设促进会、中央电视台、中国资产评估协会、中国国际贸促会等联合举办的“2015年中国品牌价值评价信息发布暨2015中国品牌发展论坛”在北京举行。质检总局副局长陈钢出席会议并讲话，他指出，中国必须更加重视品牌建设，努力打造一批国际竞争力强、附加值高的拳头品牌。

在本次品牌价值评价中，茅台酒以2729.75亿元的品牌价值在区域品牌价值评价类别中表现抢眼，这些成绩都印证了中国品牌企业在经济新常态下取得的丰硕成果。

据中国品牌建设促进会理事长刘平均介绍，中国品牌建设促进会按照国务院的要求，通过制定科学的评价指标，坚持公益性评价发布，在建立中国特色的品牌价值评价机制的实践探索中，实现了四个方面的创新。第一个创新就是品牌价值评价要素的科学化、完整性。第二个创新是产品品牌价值评价。第三个创新是区域品牌评价。第四个创新是以发明专利为切入点的中小微企业的品牌价值评价。

据悉，这是我国连续第四年举办发布活动。本次品牌评价范围全面涵盖农业、制造业、服务业，品牌评价的种类也是首次正式扩展到企业品牌、产品品牌、区域品牌和自主创新品牌。（珠珠荐，骆佳龙编辑）

来源：糖酒快讯-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

通讯作者：郭德军，教授，研究方向：食品微生物。

作者简介：杨华（1990-)，女，满族，硕士，研究方向：食品微生物。

收稿日期：2015-06-04

基金项目：黑龙江八一农垦大学研究生创新科研项目，编号：YJSCX2014-Y45。

DOI：10.13746/j.njkj.2015250

中图分类号：TS262.7；TS261.4；O657.63

文献标识码：A

文章编号：1001-9286（2016）01-0026-05