李 真,刘 桃,张柳月,杨晓宽
(河北科技师范学院食品科技学院,河北秦皇岛 066000)
板栗原产中国,是我国食用最早的著名坚果之一,年产量居世界首位。我国板栗品质优良、营养丰富,为世界群栗之冠。板栗口感细密、香甜适口,深受消费者喜爱。
羊肉是我国一种常见食材,也是冬季进补佳品。羊肉肉质细嫩、味道鲜美,富含丰富的蛋白质、矿物质、微量元素等,具有较好的保健价值。中医认为羊肉具有温中健脾、补肝明目等功效。
黄酒起源于中国,是世界上最古老的酒类之一,也是中国酿造历史最悠久的酒种之一。黄酒是利用谷物粮食等原料在微生物发酵作用下形成的天然酿造酒。黄酒营养丰富还含有多种活性成分,包括多糖、蛋白质、微量元素、矿物质、多酚及生物活性肽等,研究表明黄酒中含有的氨基酸及矿物质含量高于其他酿造酒。黄酒中的蛋白质主要以游离的氨基酸(包括人体必需氨基酸) 和多肽的形式存在;黄酒中多糖含量高于其他酿造酒,多糖的生物活性功能使黄酒具有抗氧化活性、降血压、降血脂等功效;黄酒中维生素的含量也较高,部分黄酒中的维C含量高达105.9 mg/L;黄酒富含多酚物质主要来自于原料和微生物的代谢,在维持机体免疫平衡方面具有重要作用[1]。黄酒中的微量元素也能起到很好的保健作用,其中含有丰富的锌,锌是构成人体蛋白质的成分,还含有大量的镁,有利于心血管健康,可预防心脏病,还能预防一些结石的出现。因此,黄酒具有较高的保健作用,是一种养生保健的理想饮品。
我国远古先民们将粮食和野果等储存起来,在潮湿的环境下经过天然的微生物发酵便产生了最初的粮食酒,先人不断摸索总结出酿酒方法才有了黄酒的雏形。传统的黄酒是以谷物和水等作为原料,添加曲药和(或) 酶制剂、酵母等糖化发酵剂酿造而成。黄酒属于低度酒,一般酒精含量为14%~20%[2]。我国不同地域的黄酒酿造工艺经过千年的实践之后形成了不同的特色,如绍兴黄酒、花雕酒等。不同特色的黄酒具有不同的酿造工艺,其发酵方式也各有不同,如摊饭式发酵的绍兴黄酒、喂饭式发酵的多粮型黄酒、抑制式发酵的半甜型黄酒,其他发酵方法有固体发酵、固液结合发酵、摊喂结合式发酵等[3]。研究表明,不同的发酵方式、原辅料的选择、发酵剂的种类等都会影响黄酒的风味口感和功能性成分。其中,原料处理最常见的方式有浸米、蒸煮、淋水[4]。
目前,发酵型保健黄酒的研制主要是将药食两用物料作为原料与黄酒酿造工艺进行有机结合,以丰富酒的风味口感,提高保健功效[1]。新型保健黄酒原辅料在选择和开发上更为多样化,因而为黄酒增添了新的营养物质和活性成分,也赋予了黄酒更为丰富的口感和风味,给不同需求的人群提供更多可能性。加入不同辅料的黄酒也相继被开发,如小米黄酒[5]、糯米莲藕黄酒[6]、山楂黍米黄酒[7]等。这些特种黄酒具有原辅料所独有的特色外,发酵方式的不同、辅料添加的方式、发酵剂的种类等因素都会使最终的产品呈现不同的特点。采用2 种曲混合发酵的方法酿造的福建红曲黄酒是以糯米和大米为主要原料,将红曲和药白曲混合作为糖化发酵剂酿造而成的,产品的色泽较传统黄酒深,呈红褐色,味道香浓醇厚、令人回味[8]。周建弟等人[9]是将黄芪、麦冬、五味子、生晒参、甘草中药提取物加入低度传统半干绍兴黄酒的酒基中,所得酒中含有较多的皂苷、多糖等功能性成分,动物试验的结果表明,这种功能性黄酒对于模型组小鼠的免疫功能具有一定的提升。王元军等人[6]开发的糯米莲藕黄酒是采用糯米为基础添加藕粒为辅料,用麦曲与黄酒活性干酵母作为糖化发酵剂,酿造而成的黄酒具有更为丰富的气味和口感,在脾胃保健方面较传统黄酒更具优势。在各种原辅料最佳配比方案上,王丽霞等人[10]以糯米和玫瑰茄浸提液为原料,酿制玫瑰茄糯米黄酒并通过单因素试验和正交试验优化玫瑰茄黄酒糖化和发酵的工艺条件并得到最佳配比。徐晶晶等人[11]通过正交试验优化了首乌地黄酒的制备工艺,通过研究成品酒证明其各项指标符合药典规定,符合量产的要求。
通过了解大量新型保健型黄酒产品的发酵工艺及功能性成分后发现,原辅料中的生物活性因子在黄酒加工过程中有不同程度的损失。因此,提高有效成分在黄酒中的含量及稳定性值得进一步探讨。此外,对于新型保健型黄酒来说,其有效成分功能因子的构效和量效的关系也需进一步探索[12]。
板栗含有很多对机体有保健作用的生物活性物质,如多酚、多糖、脂肪酸等,使板栗具有止血活血、抗衰老、预防骨质疏松和动脉硬化、治疗口腔溃疡等功效,因此板栗是一种营养价值极高且具有保健功效的食品[13]。大量研究证明,板栗还具有很好的加工特性。纳豆板栗食品的研究结果表明,发酵板栗可以作为一种新的膳食补充剂帮助人们获得更健康、高质量的生活[14]。研究表明,板栗中还含有的复杂大分子物质在乳酸菌等微生物的作用下可以降解为单糖、有机酸、氨基酸和脂肪酸[15]。这些研究结果为板栗制品的研究提供了更多可能性。
目前,市场上的板栗制品主要有板栗罐头[16]、速冻板栗仁[17]、板栗饮料[18]、板栗酒[19]、栗子调味酱[20]、板栗鸡[21]、板栗红枣果醋[22]等产品。关于板栗发酵及板栗酒的研究也是板栗深加工的一个研究方向。余蕾等人[23]以板栗为主要原料,使用酵母作为糖化发酵剂,对发酵过程中的影响因素(如糖化液糖化度等)进行了试验优化,并确定了板栗酒的最佳发酵工艺。夏禹[24]以新鲜板栗和糯米为主要原料,以安琪甜酒曲为发酵剂制得的板栗酒清甜爽口,兼具糯米和板栗的香味。邹静等人[25]将蒸熟的板栗作为主料加入总量1/10 蒸熟的糯米混合,采用紫红曲和米曲为糖化发酵剂,用半固态发酵技术生产的红曲板栗糯米酿造酒,口感佳且营养价值高。葛祎楠等人[26]研制板栗大米清酒的最佳工艺,发现添加约总量1/5 的板栗可以使成品酒口感协调、香气较浓郁且具有较强的抗氧化性。通过研究产品酒发现,其中含有17 种氨基酸且含量都高于普通清酒,总酚含量更是达到221.1 μg/mL,说明其抗氧化能力也较普通清酒强。将板栗作为酿酒的材料之一的加工工艺中,普遍使用的加工方法是先将板栗去壳破碎,然后与主料(大米、糯米、黍米、粳米等) 分开或混合蒸制,冷却、拌米曲、加酿造水、糖化发酵、过滤、杀菌得到成品。
食用羊肉是我国人民自古以来的饮食习惯,羊肉营养丰富食用价值高,是保健养生的佳品。中医认为羊肉性热,能御风寒补身体。远辉等人[27]测定了新疆羊肉中氨基酸种类和含量、蛋白质含量及矿物质元素含量。结果表明,新疆2 个品种羊肉中富含的蛋白质和矿物质元素较为突出,相较于日常膳食肉类具有更高的食用价值和营养价值。大量研究证明,羊肉中富含有益人体健康的丰富营养物质,羊肉还具很好的保健功能,具有补肝肾、强筋骨的作用[28],因此适宜长期适量食用。目前,羊肉产品更多的偏向于传统的制作工艺,如蒸煮制品、酱卤制品、风干制品、罐头等[29]。人们餐桌上的肉类产品增多了,吃法上也不单单追求美味健康,更希望多样化和创新。肉制品的加工工艺和辅料的添加均会对杂环胺的生成产生影响,烧烤、煎制和炸炸3 种最常用的加工工艺均会有产生的可能性[30]。相关研究表明,杂环胺具有较强的致癌和促癌性,在高温加工下更容易产生[31],肉制品发酵工艺为健康饮食提供了新的思路。
李晓燕等人[32]的研究发现,应用微生物发酵可以改善产品感官和风味,提升氨基酸和挥发性脂肪酸含量,并且可以有效抑制腐败和致病微生物的生长繁殖的效果,提升产品风味口感和安全性。高小翃[33]以猪后腿精瘦肉为原料,以植物乳杆菌和酿酒酵母为微生物发酵剂接种发酵,之后发现复合发酵液中的乳酸菌和酵母菌可有效促进肉中蛋白质的水解。拥有悠久历史的羊羔酒是将动物脂肪原料酿入酒糟后发酵的一种酒,其最早流行于西方,后传入东方,与中国传统酿酒方式融合而成[34],是独特的肉酿型黄酒,也是中国传统名酒。羊羔酒的制作是以北方黍米或糯米为原料,以大曲或陈小麦曲作为糖化发酵剂,加入新鲜肥嫩的一年生小山羊肉熬制的浆汁和梨、木香等新鲜水果及名贵中药酿制而成的[35]。羊羔酒从原料到成品共经历选材、原料预处理、煮制、落缸、发酵、加料、陈酿、杀菌、澄清、出售等步骤[36]。
黄酒的蛋白质含量是各种酿造酒中最高的,其中包括人体必需8 种氨基酸。氨基酸和肽类主要来自于酿造原料和酿造中的微生物[37]。黄酒中大部分的含氮物质为氨基酸,主要来源于原料、发酵剂和糖化剂的水解及发酵过程中各菌种的自溶,其余小部分的含氮物质为一些寡肽和多肽,具有良好的生物活性[38],如抗氧化、降低胆固醇、降血压等[39]。
目前,检测氨基酸的方法是使用氨基酸自动分析仪,刘浩等人[40]使用氨基酸分析仪测定3 种分别添加了小米、燕麦、藜麦的杂粮保健型黄酒的氨基酸组成,并得出所测3 种黄酒的总氨基酸含量均高于北方传统黄酒。陈金斌等人[41]用考马斯亮蓝G250 在波长595 nm 处的最大光吸收测定原料糯米中可溶性蛋白质含量,并采用异硫氰酸苯酯(PITC) - 柱前衍生高效液相色谱法对黄酒的氨基酸进行定量定性分析。田翔等人[42]建立一种快速准确的柱前衍生- 超高效液相色谱法,可以用于同时测定黄酒中多种游离氨基酸含量,通过测试该方法在11 min 内将17 种游离氨基酸完全分离,证明此方法可快速准确地测定黄酒中游离氨基酸含量。
香气及挥发性成分是评价黄酒的重要指标,也是构成我国黄酒独特香气特征的物质基础。香气及挥发性成分主要由发酵的代谢产物构成,其变化导致黄酒的风味随着贮存时间的增加逐渐丰满醇厚形成陈酿香。应跃跃[43]据GC-MS 分析,分别取黄酒酿造的6 个不同阶段的酒样进行成分分析,提取出12 种含量大于0.001 mg/L 的挥发性,分别为5 - 甲基呋喃醛、甲酸、羟基丙酮、苯乙醛、5 - 甲基糠醛、异戊醇、乙酸、2,3 - 丁二醇、丁二酸二乙酯、乙酸乙酯、丙三醇、乳酸乙酯,总含量占所有挥发性成分的82.69%,是构成黄酒香气的主要成分。王程成[44]通过科学感官分析明晰了陈酿黄酒主要具有焦糖香、药香、烟气香的香气特征并鉴定了香气组分,最终通过香气重构和缺失试验证明了对陈酿香气起到重要作用的物质是香兰素、异戊醛、葫芦巴内酯、苯甲醛。王琳[45]使用顶空固相微萃取与气相色谱- 质谱联用法测定了不同品牌生产的不同陈酿年份的黄酒的挥发性香气成分,结合主成分分析、聚类分析和逐步判别分析等化学计量学方法比较分析出不同品牌、不同年份黄酒的特征香气成分。
黄酒酒曲发酵释放多种酚类物质,黄酒中的酚类物质具有很强的生物活性,可以清除自由基、抗氧化,还具有防治心血管病、抑制细菌生长、抗病毒等功效[46]。目前,专门用于黄酒中多酚类物质检测的方法较多,主要有荧光法、紫外分光光度法、毛细电泳- 电化学方法、高效液相色谱法(HPLC 法)、Folin-Ciocalteu 法等,其中,比较普遍的方法是Folin-Ciocalteu 法和HPLC 法[47]。
张杰[48]利用HPLC 来测定荷叶多酚特型黄酒和传统黄酒中的多酚类物质的种类和含量,最后测得荷叶多酚特型黄酒中含有11 种多酚类物质,比传统黄酒多了芦丁和槲皮素2 种物质。叶杰等人[49]采用分光光度法测定黄酒中的总多酚,测得黄酒中总多酚含量为0.929 mg/mL,RSD 值为0.54%,验证了利用分光光度法测黄酒中多酚含量具有方便快捷且结果准确的优势。
研究发现,酒类中的多糖具有促进蛋白质稳定、抑制酒石沉淀、降低酒体涩味、促进香气释放等作用[50]。此外,黄酒多糖在模拟胃液中表现出较好的稳定性,发挥肠道益生元作用,用于多糖检测的方法主要有苯酚- 硫酸法、苯酚- 硫酸- 铜试剂法、蒽酮法、薄层色谱法等[51]。
沈赤[52]研究了黄酒多糖的生物活性后发现,黄酒具有很强的抗氧化能力,在一定浓度范围内,多糖的浓度和自由基清除率呈正比。黄伟健[53]通过紫外光谱、刚果红试验、GC-MS 和HPLC-ELSD 单糖组成分析、红外光谱及核磁共振谱图分析的方法综合得出客家黄酒多糖组分的构成。刘延丹等人[54]采用苯酚- 硫酸法测定蛤蚧酒中多糖含量,并发现苯酚-硫酸法可忽略其他成分对测定结果的干扰而作为测定蛤蚧酒中多糖含量的方法。
目前,黄酒已有很多活性(如抗氧化活性等)的报道,抗氧化活性物质不止一种。有研究表明,低密度脂蛋白的氧化是许多慢性疾病发生的原因,黄酒中含有的多酚具有抗氧化的作用,在体外能够有效地防止低密度脂蛋白的氧化,因而黄酒具有抗氧化性,可以预防许多慢性疾病(如癌症、心血管疾病、动脉硬化症和糖尿病等) 的发生[55]。也有研究证明,适当的饮用黄酒能够有效地降低冠心病的患病几率,可以侧面说明黄酒具有抗氧化性的功效。
隋佳霖[56]为了解山楂酒的抗氧化作用,评估了5 种山楂酒抗氧化能力,使用了4 种方法进行测试,1,1 -二苯基- 2- 苦肼基(DPPH)、2,2- 联氮- 二(3- 乙基- 苯并噻唑- 6- 磺酸) 二铵盐(ABTS)、抗超氧阴离子(O2-·) 消除能力及铁离子还原能力(FRAP)。
沈赤等人[57]的研究表明,黄酒多糖能提高免疫缺陷小鼠的免疫功能。冯瑞雪[58]的研究结果证明,黄酒多肽能间接刺激巨噬细胞发挥免疫作用,证明了黄酒多肽的免疫调节活性。周玮忻等人[59]将4 周龄雄性昆明小鼠随机分为空白对照组、酒精对照组、BA 对照组、黄酒组、黄酒+ 9 倍BA 组和黄酒+ 99 倍BA组(N=10),进行灌胃后采用全自动生化分析仪检测受试小鼠血清、小肠的二胺氧化酶活性,采用分光光度法测定小鼠肝脏、大脑单胺氧化酶,证明黄酒中生物胺的免疫功能。
大量研究表明,适量饮用黄酒有益身体健康。经常饮用适量的黄酒有降血压、降低患冠心病的风险[60]、抗动脉粥样硬化[61]、提高免疫力、抗衰老的功效。张元等人[62]的试验证明,黄酒中含有一种和人体神经传递物质相同的成分GABA,具有安神镇静、抵抗焦虑和疲劳、促进酒精代谢、增强长期记忆、改善生理机能等功能[63]。通过发酵制得的GABA 具有成本低、无药物副作用的特点。赵飞等人[64]证明了少剂量黄酒能改善皮肤细胞(EPCs) 的活力、迁移能力、凋亡和体外血管生成能力。当前,人们越来越注重养生保健,消费需求和养生观念的增强使酒精含量偏低且具有保健作用的功能性保健黄酒也越来越受到人们的追捧。
基于上述资料的查阅和整理,综述了采用单因素试验和响应面法优化板栗羊肉黄酒的最佳工艺,分析了通过氨基酸自动分析仪测氨基酸含量、固相微萃取结合气相- 质谱法分析香气成分、苯酚- 硫酸法分析多糖含量,福林酚法测定多酚含量,并优化相关工艺,可最大限度地保留原辅料中的营养物质和生物活性成分,提高黄酒的养生和保健功能,获得风味独特、富含丰富氨基酸的板栗羊肉黄酒,不仅有益于人身体健康,也体现其广阔的市场前景。