三种甘薯发酵酒抗氧化特性研究

吴发萍，邹光友，张文学

三种甘薯发酵酒抗氧化特性研究

吴发萍1，邹光友2，张文学3，4

（1.滨州医学院 葡萄酒学院，山东 烟台 260000；2.四川光友薯业有限公司，四川 绵阳 621000；3.四川大学轻纺与食品学院，四川 成都 610065；4.四川大学锦江学院白酒学院，四川 眉山 620860）

通过测定渝紫263、紫薯王以及豫薯王三种甘薯发酵酒中理化指标和酚类物质含量，以及对铁离子还原能力、DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力，研究了3种甘薯发酵酒的抗氧化特性。结果显示，三种甘薯发酵酒总酚含量分别为247.5 mg/L、200.5 mg/L、63.5 mg/L，渝紫263发酵酒和紫薯王发酵酒的各项酚类物质含量及铁离子还原能力、DPPH自由基清除能力均明显高于豫薯王发酵酒，且三种甘薯发酵酒的羟基自由基清除均明显高于对照组VC。表明三种甘薯发酵酒均具有较强的抗氧化特性。

甘薯；发酵酒；酚类物质；抗氧化能力

甘薯营养价值较高，富含淀粉、可溶性糖、蛋白质、维生素、氨基酸，广泛应用于食品加工，其中紫薯属于甘薯的一个特殊品种类型，除了具有普通甘薯的成分和功能外，还富含花青素和硒元素，近年来甘薯在食品、医药、工业等领域的应用开发逐渐成为甘薯产业发展的热点［1-6］。日本较早利用不同品种的甘薯开发发酵酒，目前甘薯酒在日本已经投入生产，产品十分畅销［7-9］。目前，国内对甘薯蒸馏酒的开发利用较多，对甘薯发酵酒的开发及其抗氧化特性研究较少［10-11］。

前期利用保存的黄曲霉（Aspergillus flavus）QJ与酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）LⅠ8优良菌种资源和中日酿酒技术优势，对日本液态酿造紫薯清酒工艺与中国传统黄酒固态酿制工艺进行技术交叉融合，构建了新型的甘薯发酵酒酿造工艺，并研究了不同品种甘薯发酵酒的酿酒特性差异［12］。本试验在此研究基础上，选取具有高淀粉含量的紫薯王、渝紫263和豫薯王三种甘薯品种为研究对象，其中豫薯王为红薯品种，以丁羟基茴香醚（butyl hydroxy anisol，BHA）和维生素C（vitamin C，VC）为对照，以总酚、花青素、总黄酮、总黄烷醇含量以及铁离子还原力、清除DPPH自由基能力、清除羟基自由基能力为评价标准，评价3种甘薯发酵酒的酚类物质含量和抗氧化能力，旨在为揭示不同品种间甘薯发酵酒抗氧化特性差异的研究提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

紫薯王（淀粉含量26.96%）、渝紫263（淀粉含量27.31%）和豫薯王（淀粉含量23.91%）：四川光友薯业有限公司。

黄曲霉（Aspergillusflavus）QJ、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）LⅠ8：四川大学食品生态工程与生物技术研究室。

1，2-二苯基-2-三硝基苯肼（1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、没食子酸、儿茶素、芦丁（均为色谱纯）：梯希爱（上海）化成工业发展有限公司；盐酸、氢氧化钠、无水乙醇、无水醋酸钠、氯化钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、铁氰化钾、三氯乙酸、氯化铁、碳酸钠、水杨酸等（均为分析纯）：成都长城化工有限公司。

1.2仪器与设备

HW.SY1-D3S智能恒温型水浴锅：北京东方精瑞科技发展有限公司；HWS-250恒温恒湿培养箱：宁波江南仪器厂；SHY-2A水浴恒温振荡器：江苏金坛市金城国胜实验仪器厂；HZ-90B手持糖度折光仪：广州华智仪器仪表有限公司；PHS-3C型酸度计：上海康仪仪器有限公司；DHG-92435-Ⅲ电热恒温鼓风干燥箱：上海新苗医疗器械制作有限公司；0-100度三支组酒精计：河北省武强县第一仪器厂；TU-1901型双光束紫外分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司。

1.3实验方法

1.3.1甘薯发酵酒工艺流程

米曲制备：参考文献［13］。

前培养：将少量米曲与无菌水按1.0∶1.2（g∶mL）的比例加入到发酵瓶中，接种2%的酿酒酒母LⅠ8，混合均匀，置于28℃恒温培养室中培养2～3 d。

糖化发酵：测定不同甘薯的淀粉和水分含量，并通过物料衡算计算发酵罐中甘薯与水的添加量。甘薯经蒸煮至薯芯熟透后放入无菌室冷却至30℃左右，向发酵罐中以分批、逐次扩大投料的方式加入甘薯、曲和水。分批投料时间间隔为1 d，发酵温度为20～25℃，发酵用水pH值为5.0。

发酵结束：发酵过程中，每天测其产气量，直至产气量变化不大，发酵醪残淀含量≤2%时发酵结束。低温澄清至酒醅完全下沉，发酵罐中出现分层现象时，进行分离过滤、杀菌等工序处理。所制得原酒放入4℃冷库内中低温贮藏。

1.3.2甘薯发酵酒常规理化分析

按照国标GB/T 13662—2008《黄酒》［14］中的要求对甘薯发酵酒的酒精度、总糖、总酸、氨基酸态氮、非糖固形物的含量和pH进行测定。

1.3.3甘薯发酵酒酚类物质含量的测定

（1）总酚含量的测定

采用Folin-Ciocalteu试剂法进行测定［15］，以没食子酸为标准物绘制标准曲线，得出没食子酸标准曲线回归方程为：y=0.001x+0.010 5，相关系数R2=0.995 8，取10倍稀释酒样1 mL按同样的方法测其吸光度值，并根据回归方程计算甘薯发酵酒中总酚含量。

（2）花青素含量的测定

按照参考文献［16］利用pH示差法测定甘薯发酵酒中花青素含量。

（3）总黄酮含量的测定

采用PEINADO J等［17］的方法，以芦丁为标准物绘制标准曲线，得出芦丁标准曲线回归方程为：y=0.0018x+0.0037，相关系数R2=0.998 3，取10倍稀释酒样1 mL按同样的方法测其吸光度值，并根据回归方程计算甘薯发酵酒中总黄酮含量。

（4）总黄烷醇含量的测定

参照MENG J F等［18］方法，以儿茶素为标准物绘制标准曲线，得出儿茶素标准曲线回归方程：y=0.0077x+0.0138，R2=0.999 5，取10倍稀释酒样1 mL按同样的方法测其吸光度值，并根据回归方程计算甘薯发酵酒中总黄烷醇含量。

1.3.4甘薯发酵酒抗氧化能力分析［19-21］

（1）铁离子还原能力的测定

取5支干净的试管，分别加入10倍稀释酒样50 μL、100 μL、150 μL、200 μL、250 μL和蒸馏水950 μL、900 μL、850 μL、800 μL、750 μL，再向各试管中加入pH 6.6的磷酸缓冲液2.5 mL、1%铁氰化钾溶液2.5 mL，混匀，置于50℃水浴锅中恒温反应20 min，加入10%三氯乙酸溶液1 mL终止反应，3 000 r/min离心10 min，取离心液2.5 mL与0.1%的FeCl3溶液1 mL混匀，在波长700 nm处测其吸光度值。吸光度值越高，酒样的铁离子还原能力越强。用质量浓度为100 μg/mL的BHA做阳性对照。

（2）DPPH自由基清除能力测定

配制0.1mmol/LDPPH自由基醇溶液。取5支干净的试管，编号1、2、3、4、5，并依次加入10倍稀释酒样50μL、100μL、150 μL、200 μL、250 μL和蒸馏水950 μL、900 μL、850 μL、800 μL、750 μL。混匀，分别加入蒸馏水1 mL和DPPH自由基溶液2 mL。室温静置30 min后，于波长517 nm处测定混合液的吸光度值。记为Ai。同时，用无水乙醇代替上述的DPPH自由基溶液测定酒样颜色的干扰值，即吸光度值，记为Aj。另取一干净试管，添加2 mL蒸馏水、2 mL DPPH自由基溶液，混匀，平衡30 min后，测定波长517 nm处的吸光度值，并计为Ac。用质量浓度为100 μg/mL的BHA做阳性对照，按以下公式计算酒样的DPPH自由基清除率：

（3）羟基自由基清除能力测定

配制0.02 mol/L的FeSO4、0.15%双氧水和8 mmol/L的水杨酸溶液，其中水杨酸溶液用无水乙醇配制。分别取950 μL、900 μL、850 μL、800 μL、750 μL蒸馏水于5支干净的试管中，各试管再分别加入3 mL蒸馏水、100 μL FeSO4溶液和45 μL双氧水溶液，混匀，使其生成羟基自由基，向各试管中依次加入50 μL、100 μL、150 μL、200 μL、250 μL的10倍稀释酒样，混匀后再各加入水杨酸溶液1 mL，置于37℃水浴中恒温30 min，测定终反应液在波长510 nm处的吸光度值，记为A样。另取一干净试管，依次加入4 mL蒸馏水、100 μL FeSO4溶液、45 μL双氧水溶液，振荡混匀后，加入1mL水杨酸溶液，37℃恒温30min，记录该混合液在波长510 nm处的吸光度值，记为A0。以蒸馏水代替FeSO4溶液、双氧水溶液和水杨酸溶液测定紫薯酒本身颜色的干扰值，即吸光度值，记为A1。用质量浓度为100 μg/mL的VC做阳性对照，酒样羟基自由基清除率的计算公式如下：

2　结果与分析

2.1 3种甘薯发酵酒的理化性质

表1　三种甘薯发酵酒的理化指标Table 1 Physiochemical indexes in three kinds of fermented sweet potato wine

由表1可知，通过衡算物料淀粉含量确定甘薯与水添加比例所酿造的3种甘薯发酵酒的酒精度相差不大，豫薯王发酵酒含有的氨基酸态氮最高，但非糖固形物含量最低。渝紫263发酵酒和紫薯王发酵酒酒体呈紫红色，豫薯王发酵酒酒体呈淡黄色。3种甘薯发酵酒的各项理化指标均达到GB/T 13662—2008《黄酒》中优级干型非稻米黄酒的理化要求。

2.2 3种甘薯发酵酒的酚类物质含量的测定

图1　三种甘薯发酵酒的酚类物质含量比较Fig.1 Comparison of polyphenol contents in three kinds of fermented sweet potato wine

由图1可知，紫薯王、渝紫263和豫薯王3种甘薯发酵酒的总酚含量分别是200.5 mg/L、247.5 mg/L和63.5mg/L；花青素含量分别是291.24 mg/L、290.09 mg/L、0；总黄酮含量分别是31.83 mg/L、34.61 mg/L和1.27 mg/L；总黄烷醇含量分别是50.61mg/L、47.14mg/L和20.30mg/L。紫薯王和渝紫263两个紫薯品种发酵酒的各项酚类含量均显著高于红薯品种豫薯王发酵酒。经测定，豫薯王发酵酒不含花青素，但含有极少量的黄酮类物质。两个紫薯品种发酵酒的花青素含量无显著差异，渝紫263发酵酒的总酚和黄酮类物质略高于紫薯王发酵酒，而黄烷醇类物质的含量略低于紫薯王发酵酒。可见，不同品种的甘薯发酵酒的酚类物质含量和种类是不同的。

2.3 3种甘薯发酵酒的抗氧化能力比较

2.3.1铁离子还原能力的比较

图2　三种甘薯发酵酒的铁离子还原能力比较Fig.2 Comparison of ferric ion reducing antioxidant power of three kinds of fermented sweet potato wine

由图2可知，渝紫263发酵酒和紫薯王发酵酒表现出了较强的铁离子还原能力，发酵酒用量越大，铁离子还原能力越强。当用量为50 μL和100 μL时，渝紫263发酵酒的铁离子还原能力稍高于BHA；当用量＞150 μL时，渝紫263发酵酒的铁离子还原能力明显高于BHA；当用量＜200 μL时，紫薯王发酵酒的铁离子还原能力都低于BHA；当用量为250μL时，紫薯王发酵酒的铁离子还原能力稍高于BHA。豫薯王发酵酒对铁离子还原能力随着用量的增加变化不大，且明显低于其他2种甘薯发酵酒和BHA的铁离子还原能力。对铁离子还原能力大小顺序为渝紫263＞BHA＞紫薯王＞豫薯王。

2.3.2 DPPH自由基清除率的比较

图3　三种甘薯发酵酒的DPPH自由基清除率比较Fig.3 Comparison of DPPH free radical scavenging rate of three kinds of fermented sweet potato wine

由图3可知，与阳性对照BHA相比，紫薯王发酵酒和渝紫263发酵酒具有明显的DPPH自由基清除能力，且DPPH自由基清除率随着发酵酒用量的增加变化不大。当发酵酒用量≤150 μL时，紫薯王发酵酒的DPPH自由基清除率略高于渝紫263发酵酒，当用量＞150 μL时，紫薯王发酵酒与渝紫263发酵酒的DPPH自由基清除率相差不大。当发酵酒用量为50 μL时，豫薯王发酵酒的DPPH自由基清除率仅为34.4%，紫薯王发酵酒、渝紫263发酵酒和阳性对照组100 μg/mL BHA溶液的清除率均＞78%。随着豫薯王发酵酒用量的增大，其DPPH自由基清除率迅速上升，当发酵酒用量为250 μL时，豫薯王发酵酒的DPPH自由基清除率稍高于阳性对照组100 μg/mL BHA溶液，达86.8%，但始终低于紫薯王发酵酒和渝紫263发酵酒。

2.3.3羟基自由基清除率的比较

图4　三种甘薯发酵酒的羟基自由基清除率比较Fig.4 Comparison of hydroxyl free radical scavenging rate in three kinds of fermented sweet potato wine

由图4可知，随着发酵酒用量的增加，3种甘薯发酵酒对羟基自由基的清除率也逐渐增大。渝紫263发酵酒和豫薯王发酵酒的羟基自由基清除率及上升趋势无显著差异，紫薯王发酵酒的羟基自由基清除率低于上述二者。在发酵酒用量为250 mL时，3种甘薯发酵酒的羟基自由基清除率达到50%以上，比同体积100 μg/mL的VC清除率大。结果说明3种甘薯发酵酒具有一定的羟基自由基清除能力。

3　结论

本研究比较分析了3种甘薯发酵酒中的总酚、花青素、总黄烷醇和总黄酮含量，以及对铁离子还原能力、DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力。结果表明，紫薯王发酵酒和渝紫263发酵酒的各项酚类物质含量均明显高于豫薯王发酵酒，总酚含量分别为200.5mg/L、247.5mg/L、63.5 mg/L，花青素含量分别是291.24 mg/L、290.09 mg/L、0，总黄酮含量分别是31.83 mg/L、34.61 mg/L、1.27 mg/L，总黄烷醇含量分别是50.61 mg/L、47.14 mg/L、20.30 mg/L。紫薯王发酵酒和渝紫263发酵酒所具有的铁离子还原力和DPPH自由基清除能力也明显强于豫薯王发酵酒。3种甘薯发酵酒羟基自由基清除能力都显著高于阳性对照VC的清除能力。结果表明，3种甘薯发酵酒均具有较强的抗氧化特性，且酚类物质含量和抗氧化特性存在一定的差异。不同甘薯发酵酒抗氧化性质存在差异，有必要进一步对甘薯发酵酒中抗氧化物质的组成与结构进行深入的探讨。

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Antioxidant activities of three kinds of fermented sweet potato wine

WU Faping1，ZOU Guangyou2，ZHANG Wenxue3，4
（1.College of Viticulture&Enology，Binzhou Medical University，Yantai 260000，China；2.Sichuan Guangyou Sweet Potato and Food Products Co.，Ltd.，Mianyang 643000，China；3.College of Light Industry&Textile&Food Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，China；4.School of Liquor-Making Engineering，Sichuan University Jinjiang College，Meishan 620860，China）

By the determination of the physicochemical indexes，phenolic compounds content ferric ion reducing antioxidant power，DPPH free radical scavenging activity and hydroxyl radical scavenging activity of the wines，the antioxidant activities of three kinds of fermented sweet potato（including Yuzi 263，Zishuwang and Yushuwang）wines were researched.Results indicated that the total phenols contents in the wines were 247.5 mg/L，200.5 mg/L and 63.5 mg/L，respectively.The phenolic compounds，ferric ion reducing antioxidant power，DPPH free radical scavenging activity of Yuzi 263 wine and Zishuwang fermented wine were significantly higher than that of Yushuwang fermented wine.And the hydroxyl radical scavenging activity of the wines was significantly higher than that of VC.Results indicated that all wines had a strong antioxidant activity.

sweet potato；fermented wine；phenolic compounds；antioxidant activity

TS262

0254-5071（2016）07-0113-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.07.024

2016-03-02

四川统筹城乡发展科技行动专项（2009NZ0077-006）

吴发萍（1989-），女，实验师，硕士，主要从事酿酒微生物研究工作。