黄芪、枸杞、沙果果醋的研制及其抗氧化活性研究

杜国军 李占锋 洪婉婷 张以超 蔡有杰

摘要：以黄芪、枸杞为原料，经混合、煎煮、抽滤、离心制取黄芪枸杞汁；将黄芪枸杞汁和沙果汁按比例混合，利用酵母菌和醋酸菌对其进行发酵，制备果醋。采用单因素试验与正交试验得到了最适工艺条件。研究结果表明，黄芪枸杞汁的最适制备工艺为黄芪与枸杞的比例1∶2、料液比1∶20、煎煮时间60 min；黄芪枸杞汁与沙果汁的最适比例为1∶5；最适酒精发酵条件为酵母菌接种量8%、发酵温度28 ℃、初始糖度14%、发酵时间6 d；最适醋酸发酵条件为醋酸菌接种量10%、发酵温度32 ℃、初始酒精度8%、摇床转速200 r/min；果胶酶添加量为200 mg/L时，果醋的透光率达到90.16%，在此条件下制得的产品颜色淡黄、酸甜适中、气味芳香，具有较强的抗氧化活性。

关键词：黄芪；枸杞；沙果；果醋；抗氧化活性

中图分类号：TS275.4

文献标志码：A

文章编号：1000-9973（2024）06-0131-04

Study on Development and Antioxidant Activity of Astragalus membranaceus，

Lycium barbarum and Malus asiatica Fruit Vinegar

DU Guo-jun， LI Zhan-feng， HONG Wan-ting， ZHANG Yi-chao， CAI You-jie

（College of Food and Bioengineering， Qiqihar University， Qiqihar 161006， China）

Abstract： With Astragalus membranaceus and Lycium barbarum as the raw materials， Astragalus membranaceus and Lycium barbarum juice is prepared through mixing， boiling， filtering and centrifugation. Astragalus membranaceus and Lycium barbarum juice and Malus asiatica juice are mixed in proportion， and it is fermented by yeast and acetic acid bacteria to prepare fruit vinegar. The optimal technological conditions are determined by single factor test and orthogonal test. The results show that the optimal preparation process of Astragalus membranaceus and Lycium barbarum juice is the ratio of Astragalus membranaceus to Lycium barbarum of 1∶2， solid-liquid ratio of 1∶20， boiling time of 60 min; the optimal ratio of Astragalus membranaceus and Lycium barbarum juice to Malus asiatica juice is 1∶5; the optimal conditions for alcohol fermentation are inoculation amount of yeast of 8%， fermentation temperature of 28 ℃， initial sugar content of 14%， fermentation time is 6 d; the optimal conditions for acetic acid fermentation are inoculation amount of acetic acid bacteria of 10%， fermentation temperature of 32 ℃， initial alcohol content of 8%， shaker rotating speed of 200 r/min; when the addition amount of pectinase is 200 mg/L， the light transmittance of fruit vinegar reaches 90.16%. The product prepared under these conditions has light yellow color， moderate sourness and sweetness， aromatic flavor， and strong antioxidant activity.

Key words： Astragalus membranaceus; Lycium barbarum; Malus asiatica; fruit vinegar; antioxidant activity

收稿日期：2024-02-20

基金项目：黑龙江省玉米主食工业化工程技术研究中心开放课题项目（SPKF202023）；黑龙江省教育厅基本科研业务费面上项目（145309612）

作者简介：杜国军（1972—），男，辽宁铁岭人，教授，硕士，研究方向：农产品加工及贮藏工程。

黄芪是豆科植物蒙古黄芪或膜荚黄芪的根，含氨基酸、生物碱、多糖、黄酮等活性成分，具有滋补肝肾、消除脓肿、解毒利尿、敛疮生肌、补气固表、明目的功效，其扶正祛邪的特性尤其利于肿瘤的防治，目前已经将其抗肿瘤效果作为重点药理研究^[1-2]。枸杞是茄科枸杞属植物，又名枸杞子，富含维生素、枸杞黄酮、枸杞多糖、氨基酸、微量元素等多种营养和保健成分，具有益气固表、降血糖、保护肝肾、提高免疫力、抑制自由基、抑制肿瘤、防辐射、缓解疲劳、预防骨质疏松等作用^[3-7]。沙果属蔷薇科仁果亚科苹果属植物，又名文林果、花红果等，含有丰富的维生素、有机酸和矿物质，具有明目泄火、驱虫、生津止渴、涩精止痢的功效，是集药理、保健、食品功能于一体的绿色水果^[8]。

果醋是以水果或水果下脚料为原料，利用现代生物发酵技术酿制的一种具有独特口感和风味的保健型饮品，富含多种营养成分，具有促进人体代谢、降低胆固醇、提高免疫力、减肥、降血压、修复肝脏等作用^[9-10]。黄芪搭配枸杞，互补作用明显，具有更好的保健功效。沙果味道酸甜，气味芳香，能够掩盖黄芪的苦涩味，故本试验以黄芪、枸杞和沙果为原料酿制复合型果醋，旨在为黄芪、枸杞和沙果的综合利用提供新途径和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

黄芪、枸杞、沙果：市售；福林酚、三氯化铝：北京飞默生物科技有限公司；碳酸钠：天津市致远化学试剂有限公司；氢氧化钠、柠檬酸：天津市凯通化学试剂有限公司；甲醇：天津市东丽区天大化学试剂厂；抗坏血酸：天津市科密欧化学试剂有限公司；碳酸氢钠：天津石英钟厂霸州市化工分厂；酵母菌：安琪酵母股份有限公司；醋酸菌：济宁玉园生物科技有限公司；果胶酶：元亿莱（上海）生物工程有限公司。

1.2 仪器

砂锅 潮州市潮安区康雅顺电器有限公司；紫外可见分光光度计 上海元析仪器有限公司；电热鼓风干燥箱、生化培养箱 上海一恒科学仪器有限公司；破壁机 中山市韩菱电器有限公司；酸度计、电子天平 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；高压蒸汽灭菌锅 上海申安医疗器械厂；低速台式离心机 上海安亭科学仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 黄芪枸杞汁的制备

将黄芪和枸杞分别洗净，按比例与水混合置于砂锅中煎煮，料液经纱布过滤和真空抽滤，以8 000 r/min离心15 min，上清液即为黄芪枸杞汁。

1.3.3 沙果汁的制备

选用新鲜沙果，去核洗净，置于破壁机中，按料液比1∶2（g/mL）加入清水，榨成匀浆，加入0.2%果胶酶酶解，放置4～6 h后，用4层纱布过滤，以8 000 r/min离心15 min，上清液即为沙果汁。

1.3.4 黄芪枸杞汁和沙果汁的混合

将黄芪枸杞汁与沙果汁按不同的体积比混合，通过感官评价确定最适混合比例。

1.3.5 酒精发酵

将黄芪枸杞汁与沙果汁按最适比例混合均匀，制得混合汁，以酒精度为指标，选择酵母添加量、初始糖度、发酵温度和发酵时间4个因素做单因素试验和正交试验，获取混合汁的最适酒精发酵条件。

1.3.6 醋酸发酵

混合汁经酒精发酵后，以产酸量为指标，选择醋酸菌添加量、发酵温度、初始酒精度和摇床转速4个因素做单因素试验和正交试验，获取最适的醋酸发酵条件。

1.3.7 果醋澄清

采用果胶酶作为黄芪、枸杞、沙果果醋的澄清剂，以透光率为指标确定最适添加量。

1.3.8 测定方法

酒精度的测定：酒精计法^[11]；总酸含量（以醋酸计）的测定：采用标准NaOH滴定^[12]；总酚含量的测定：福林酚法^[13]；总黄酮含量的测定：分光光度法^[14]；ABTS自由基清除率的测定：参照夏雨弘等^[15]的方法并略作修改；DPPH自由基清除率的测定：参照张慢等^[16]的方法。

2 结果与讨论

2.1 黄芪枸杞汁制备工艺条件的确定

以总酚含量为抗氧化活性指标，黄芪和枸杞的比例、料液比、煎煮时间为试验影响因素进行L₉（3³）正交试验，正交试验因素水平见表1，正交试验结果见表2。

由表2可知，影响黄芪枸杞汁总酚含量的因素顺序为料液比＞黄芪和枸杞的比例＞煎煮时间，最佳组合为A₂B₂C₃，即料液比1∶20、黄芪和枸杞的比例1∶2、煎煮时间60 min，此时黄芪枸杞汁的总酚含量最高，为33.68 mg/g。

2.2 黄芪枸杞汁与沙果汁比例的确定

将黄芪枸杞汁与沙果汁分别按体积比1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7进行混合，以色泽和风味为指标进行感官评价，确定黄芪枸杞汁与沙果汁的最适比例，试验结果见表3。

由表3可知，将黄芪枸杞汁与沙果汁按照1∶5进行混合后，得到的汁液色泽纯正，酸甜可口，感官评分最高，为92分。

2.3 酒精发酵条件的确定

以酒精度为指标，酵母菌接种量、发酵温度、初始糖度、发酵时间为试验影响因素进行L₉（3⁴）正交试验，正交试验因素水平见表4，正交试验结果见表5。

由表5可知，各因素对酒精发酵的影响顺序为初始糖度＞发酵温度＞酵母菌接种量＞发酵时间，酒精发酵的最适工艺条件为D₁E₂F₂G₂，即初始糖度14%、发酵温度28 ℃、酵母菌接种量8%、发酵时间6 d，此时酒精度最高，为6.36%。

2.4 醋酸发酵条件的确定

以产酸量为指标，醋酸菌接种量、发酵温度、初始酒精度、摇床转速为试验影响因素进行L₉（3⁴）正交试验，正交试验因素水平见表6，正交试验结果见表7。

由表7可知，各因素对醋酸发酵的影响顺序为醋酸菌接种量＞摇床转速＞初始酒精度＞发酵温度，醋酸发酵的最适工艺条件为H₁I₂J₂K₂，即醋酸菌接种量10%、摇床转速200 r/min、初始酒精度8%、发酵温度32 ℃，此时产酸量最高，为4.78 g/dL。

2.5 果醋澄清条件的确定

在黄芪、枸杞、沙果果醋中添加一定量的果胶酶，1.5 h后过滤，测其透光率，结果见图1。

由图1可知，当果胶酶添加量为50～200 mg/L时，果醋的透光率逐渐上升；当果胶酶添加量为200 mg/L时，透光率最高，达到90.16%；当果胶酶添加量大于200 mg/L时，透光率趋于稳定。因此，选择果胶酶的最适添加量为200 mg/L。

2.6 产品评价

2.6.1 感官指标

颜色淡黄，清澈透明，口感酸甜，气味芳香。

2.6.2 理化指标

可溶性固形物（20 ℃折光计法）含量为8.6%，总酸（以醋酸计）含量为4.78 g/dL。

2.6.3 微生物指标

细菌总数≤10 000 CFU/mL，未检出致病菌，符合国家质量标准。

2.6.4 抗氧化活性指标

果醋的总酚含量为33.45 mg/g，总黄酮含量为0.145 7 mg/g，DPPH自由基清除率为68.7%，ABTS自由基清除率为88.57%，抗氧化活性较强。

3 结论

以黄芪、枸杞、沙果为原料，利用酵母菌和醋酸菌对其进行发酵，制备复合型果醋。黄芪枸杞汁的最适制备工艺为黄芪和枸杞的比例1∶2、料液比1∶20、煎煮时间60 min；黄芪枸杞汁与沙果汁的最适体积比为1∶5；最适酒精发酵和醋酸发酵条件分别为酵母接种量8%、发酵温度28 ℃、初始糖度14%、发酵时间6 d和醋酸菌接种量10%、发酵温度32 ℃、初始酒精度8%、摇床转速200 r/min；当加入200 mg/L果胶酶时复合果醋最澄清；果醋的抗氧化活性指标为总酚含量33.45 mg/g、总黄酮含量0.145 7 mg/g、DPPH自由基清除率68.7%、ABTS自由基清除率88.57%，最后制得的复合果醋颜色淡黄、澄清透明、无苦涩味、果香浓郁，具有较强的抗氧化活性。

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