番木瓜果酒发酵及其抗氧化能力分析

刘兆玺，徐康，李艳玲，张俊丽，郭萌萌*

（1.泰山医学院生命科学学院，山东泰安271016；2.山东农业大学食品科学与工程学院，山东泰安271018）

番木瓜果酒发酵及其抗氧化能力分析

刘兆玺1，徐康2，李艳玲1，张俊丽1，郭萌萌2*

（1.泰山医学院生命科学学院，山东泰安271016；2.山东农业大学食品科学与工程学院，山东泰安271018）

以番木瓜为原料，经破碎、酶解、成分调整后接种葡萄酒活性干酵母，于（22±1）℃发酵制备番木瓜果酒。研究发酵过程中总糖、还原糖、滴定酸含量与抗氧化能力的变化，明确番木瓜果酒的理化指标与感官品质。结果表明，番木瓜果酒发酵过程中总糖、还原糖含量逐渐降低，滴定酸含量增加，总酚含量、DPPH自由基清除率和亚铁还原能力（FRAP值）降低，pH值变化无规律性。番木瓜果酒酒精度10.7%vol，残糖量4.4 g/L，滴定酸4.5 g/L，总酚含量3.0 g/L，DPPH自由基清除率63.0%，FRAP值2.33mmol/L，属半干型果酒，抗氧化能力较强，理化与感官品质均符合相关果酒标准要求。

番木瓜；发酵；抗氧化能力；果酒品质

番木瓜（Carica papaya L.）俗称木瓜、万寿瓜、乳瓜等，属多年生肉质草本植物，在热带、亚热带地区广泛栽培[1]。我国的番木瓜主要产于华南地区，色美肉甜，含多种氨基酸和维生素，营养价值丰富，具有“岭南佳果”之美誉。已有研究证实番木瓜富含蛋白酶、黄酮类、生物碱等活性成分，具有美容养颜、润肺健脾、抗肿瘤、促进新陈代谢等功能[2]。但番木瓜果实具有呼吸跃变性，高温时节收获后易变黄、变软和腐烂，番木瓜的鲜食供应与精深加工受地域和运输条件限制严重[3]。因此，探求高产值加工途径成为促进我国番木瓜种植业发展、提高果农收益的关键。

前期研究者已对番木瓜果酒的酿造工艺[1]、产品质量特性、尤其是挥发性物质的识别等问题进行广泛的研究报道[4-6]。尽管也有关于番木瓜贮藏条件及其抗氧化特性的研究报道[7-8]，但目前国内外关于番木瓜果酒抗氧化特性的研究鲜有报道。本实验以番木瓜为原料，酿制番木瓜果酒，研究发酵过程中总糖、还原糖、滴定酸含量与抗氧化能力的变化，并明确番木瓜果酒的理化特征与感官品质，以期为番木瓜果酒质量的提高提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

番木瓜：品种红妃，产自海南，市售，酿造品质见表1。

表1 番木瓜酿造品质Table 1 Brewing quality of Carica papaya

葡萄酒活性干酵母：山东农业大学食品生物技术实验室提供；果胶酶（500 U/mg）、白砂糖、柠檬酸、焦亚硫酸钾（均为食品级）：市售；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl，DPPH）、2,4,6-三（2-吡啶基）三嗪（2,4,6-tris（2-pyridyl）-s-triazine，TPTZ）（纯度≥99%）：美国Sigma-Aldrich公司；没食子酸（gallic acid，GA）（纯度≥98%）、维生素C（vitam in C，VC）（纯度≥99%）：上海源叶生物科技有限公司；其他试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

DX-22果蔬破碎机、20L手动压榨机、FZ10葡萄酒过滤机：山东农业大学食品生物技术实验室提供；LRH-250生化培养箱：上海一恒科学仪器有限公司；UV-2600分光光度计：尤尼柯（上海）仪器有限公司；ME104分析天平、FE20酸度计：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；HH-601恒温水浴锅：江苏省金坛市环宇科学仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 番木瓜果酒加工工艺流程

1.3.2 番木瓜果酒操作要点

在山楂酒和番木瓜果酒制备方法上加以改进[9-10]，具体步骤为：成熟、健康的番木瓜清洗除去污渍，去籽破碎后添加相同质量的纯净水打浆，添加适量的SO2和果胶酶静置过夜。使用白砂糖调整发酵液中总糖含量至21.0%～22.0%，添加3.0 g/L的柠檬酸和0.4 g/L葡萄酒活性干酵母，（22±1）℃控温发酵。发酵过程每2 d取样测定发酵液中总糖、还原糖、滴定酸含量及pH值、总酚含量和DPPH自由基清除率、亚铁还原能力（ferric reducing antioxidant power，FRAP），直至发酵结束并分离酒渣。番木瓜原酒于15～20℃自然澄清1～2个月，分离酒脚后澄清剂处理，澄清酒液经0.45μm滤膜过滤后灌装，得番木瓜果酒成品。

1.3.3 分析方法

（1）原料与果酒品质

总糖、还原糖、总酸、pH、酒精度、干浸出物：参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[11]；感官特征评价：从果酒的外观、香气、滋味和典型性等方面进行，品酒员对番木瓜果酒的色泽、果香、酒香、香气浓度、香气质量、醇厚、酒体质量、后味、协调、典型性等10个项目进行打分，每项10分，满分100分[12]。α-氨基酸态氮：采用茚三酮比色法测定[13]。

（2）抗氧化指标

总酚：采用福林-肖卡法，以没食子酸（gallicacid，GA）计[9]。

DPPH自由基清除能力[14]：取待测样品0.6m L，加入0.1mmol/L的DPPH乙醇溶液3.9m L，混匀后37℃避光水浴1 h，于波长517 nm处测定吸光度值A1，用蒸馏水代替样品溶液所测定吸光度值A0，用无水乙醇代替DPPH乙醇溶液测定吸光度值A2，以0.1g/L的VC、0.05g/L的GA作阳性对照。

DPPH自由基清除率计算公式如下：

FRAP值[14]：取样品0.1 m L、FRAP溶液（pH=3.6的0.3mol/L的醋酸盐缓冲液25m L、10mmol/L的TPTZ溶液2.5m L、20mmol/L的FeCl3溶液2.5m L混合，现用现配）4m L混匀，37℃反应10min，于波长593 nm处测定吸光度值A。分别以0、0.2mmol/L、0.4mmol/L、0.6mmol/L、0.8mmol/L、1.0mmol/L、1.2mmol/L、1.4mmol/L的FeSO4标准溶液制备标准曲线，以吸光度值（y）为纵坐标，FeSO4标准溶液浓度（x）为横坐标，所得FeSO4标准溶液回归方程为：y=0.407x-0.0084，相关系数R2=0.9987。以1.0mmol/L的FeSO4为标准，样品FRAP值以达到同样A值时所需FeSO4的毫摩尔数表示。以0.1 g/L的维生素C（vitam in C，VC）、0.05 g/L的GA作阳性对照。

1.3.4 数据处理

所有数据为3次重复测定的平均值，采用DPS7.05软件对试验结果进行相关性和差异性分析。不同字母表示差异性显著（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 总糖和还原糖含量变化

酒精发酵是酿酒酵母通过自身代谢活动将可发酵性糖转化为酒精，产生CO2并释放出能量的过程。由图1可知，番木瓜果酒发酵过程中总糖和还原糖含量逐渐降低。发酵10 d后获得番木瓜果酒成品，总糖含量由发酵原液中的212.1g/L降低至4.4g/L，番木瓜果酒的理论酒精度为11.5%vol；还原糖含量则由发酵原液中的205.8 g/L降低至3.8 g/L。发酵2～6 d时酿酒酵母处于对数生长期，数量迅速增加，加快了对发酵液中可发酵性糖的转化速率，导致发酵液中糖含量表现出最大变化量。

图1 发酵过程中总糖和还原糖含量的变化Fig.1 Changes of totalsugar and reducing sugar contents during ferm entation

2.2 滴定酸含量和pH值的变化

酸是保持果酒新鲜感的基础物质，可以修饰酒体的风味与口感。由图2可知，番木瓜发酵液中滴定酸含量呈现先升高继而趋于稳定的变化趋势，发酵6 d后发酵液中滴定酸含量再无显著性变化（P＞0.05）。滴定酸含量影响发酵液的pH值，继而影响到酵母细胞的繁殖能力，细胞活性，营养物质的吸收和产物的代谢与分泌等。但是酿造过程中的众多生化反应均与pH值的变化有关，番木瓜发酵液的pH值随时间变化规律并不明显，从发酵开始至发酵结束，pH值在3.43～3.59之间。

图2 发酵过程中滴定酸含量和pH值变化Fig.2 Changes of titrable acid contentand pH value during ferm entation

2.3 抗氧化特性变化

2.3.1 总酚

总酚类化合物主要包括绿原酸、表儿茶素和芦丁等，广泛存在于果蔬原料及其制品中，是发挥抗氧化特性的主要成分。由图3可知，与初始番木瓜发酵液相比较，番木瓜果酒中总酚含量显著降低。但发酵2～8 d时，番木瓜发酵液中总酚含量并未表现出显著性差异（P＞0.05）。由图1可知，番木瓜鲜果中总酚含量为5.70 g/L，与此前研究报道结果一致（5.81 g/L）[15]，而发酵结束后番木瓜果酒中的总酚含量为3.0 g/L。

图3 发酵过程中总酚含量变化Fig.3 Change of totalphenols contents during ferm entation

2.3.2 DPPH自由基清除率

DPPH能形成稳定的醇溶性自由基，自由基清除剂存在时可与DPPH自由基单电子配对，使其在波长517 nm处的吸收逐渐消失，与乙醇溶液形成的深紫色变浅，其褪色程度与其接受的电子数成线性关系，从而评价样品的抗氧化能力[16]。DPPH自由基清除能力可用清除率表示，清除率越大说明物质的抗氧化能力越强。由图4可知，番木瓜发酵液的DPPH自由基清除率随发酵时间延长逐渐降低，与总酚含量变化趋势一致。发酵4～8 d时发酵液的DPPH自由基清除率无显著性差异。发酵10 d时发酵液的DPPH自由基清除率为63.0%，与初始番木瓜发酵液相比降低20.3%，但仍高于其他番木瓜发酵制品报道结果（55.69%）[15]，与阳性对照相比，番木瓜发酵液的DPPH自由基清除率均低于0.1 g/L的VC和0.05 g/L的GA。番木瓜果酒的DPPH自由基清除率分别为VC和GA的72.4%和70.8%。

图4 发酵过程中DPPH自由基清除率的变化Fig.4 Change o f DPPH free radicalscavenging rate during fermentation

2.3.3 亚铁还原能力（FRAP值）

图5 发酵过程中FRAP值的变化Fig.5 Change of FRAP va lue during ferm entation

酸性条件下Fe3+-TPTZ被氧化还原为深蓝色的Fe2+-TPTZ，在波长593 nm处有最大吸光度值，该吸光度值的大小与物质的抗氧化能力呈线性关系，FRAP值主要反应被测物质将Fe3+还原成Fe2+的能力[17]。由图5可知，番木瓜发酵液的FRAP值随发酵时间延长逐渐降低，初始番木瓜发酵液的FRAP值最高为4.59 mmol/L，发酵结束时番木瓜果酒的FRAP值降低至2.33mmol/L。与DPPH自由基清除能力比较结果不同的是，尽管发酵结束时番木瓜果酒的FRAP值降低49.2%，但仍远高于阳性对照0.1 g/L VC和0.05 g/L GA的FRAP值，说明番木瓜及其发酵酒具备较强的亚铁还原能力。

2.4 理化品质与感官特征

表2 番木瓜果酒理化特征与感官品质Tab le 2 Physicochem ical characteristics and sensory quality of C.papaya wine

由表2可知，番木瓜果酒中残糖含量为4.4 g/L，属半干型果酒（4.1～12.0 g/L）；酒精度为10.7%vol，番木瓜果酒发酵过程中，酿酒酵母生长代谢消耗导致0.8%的酒精损耗；总酸、干浸出物和挥发酸含量均符合葡萄酒、果酒品质标准要求[11，18]。番木瓜果酒呈金黄色、色泽艳丽，果香特征明显，酒体醇厚，口感细腻，回味悠长，典型性较好。

3 结论

本研究以番木瓜为原料制备半干型番木瓜果酒。番木瓜果酒澄清透明，番木瓜果实香气典型，果香与酒香协调，酒体浑厚细腻，尾味持久，酒精度10.7%vol，残糖4.4 g/L，滴定酸4.5 g/L，其他理化指标符合果酒品质标准要求。番木瓜果酒中总酚含量3.0 g/L，DPPH自由基清除率63.0%，FRAP值2.33mmol/L，表明其抗氧化能力较好。本试验产品的成功研发有利于拓宽番木瓜加工途径，丰富番木瓜产品种类，提高番木瓜的经济价值。

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Analysisof fermentation and antioxidantactivity of Caricapapaya wine

LIU Zhaoxi1,XU Kang2,LIYanling1,ZHANG Junli1,GUOMengmeng2*
(1.SchoolofLife Science,Taishan MedicalUniversity,Taian 271016,China; 2.College ofFood Science and Engineering,Shandong AgriculturalUniversity,Taian 271018,China)

Using the Caricapapaya as raw material,after crushing,enzymatic solution and composition adjustment,the C.papaya w inewas fermented w ithw ine active dry yeastat(22±1)℃.The changesof totalsugar,reducing sugar,titrable acid contentsand antioxidantactivity were researched during fermentation.The results showed that the contents of total sugar and reducing sugar gradually decreased,the titrable acid content increased,the total phenols content,DPPH free radical scavenging rate and ferric reducing antioxidant power(FRAP)decreased,and the changes of pH value showed rulelessduring C.papaya w ine fermentation.The contentsof alcohol,residualsugar,titrable acid and totalphenols,DPPH free radical scavenging rate and FRAP value in C.papaya w inewere 10.7%vol,4.4 g/L,4.5 g/L,3.0 g/L,63.0%and 2.33 mmol/L,respectively.The w inewas semi-dry,had strongerantioxidantactivity,and the physico-chem icaland sensory qualitymet thew ine standard requirements.

Caricapapaya;fermentation;antioxidantactivity;w inequality

TS262.7

0254-5071（2017）08-0045-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.08.010

2017-04-22

刘兆玺（1981-），男，讲师，硕士，研究方向为发酵食品检测技术。

*通讯作者：郭萌萌（1985-），男，讲师，博士，研究方向为食品发酵与酿造。