葡萄皮渣醋制作工藝優(yōu)化及抗氧化活性研究

張彩鳳

（衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 河北 衡水 053000）

葡萄皮渣作為葡萄酒的副產(chǎn)物，含有大量的多酚單寧等營養(yǎng)物質(zhì)，具有抗癌、美容美白、減緩疲勞、抗氧化等功效。將皮渣作為原料釀造果醋，一是其作為果實(shí)的下腳料能賦予果醋獨(dú)特的果色果香；二是其本身含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)，可提供良好的保健功效。

1 材料與方法

1.1 單因素試驗(yàn)

1.1.1 發(fā)酵時(shí)間的影響。取葡萄皮渣置于錐形瓶中，加入3 ～4 倍的蒸餾水，接入活化后的醋酸菌。在32 ℃條件下進(jìn)行發(fā)酵，根據(jù)GB/T 12456-2008 中的方法檢測發(fā)酵時(shí)間分別為4 d、5 d、6 d、7 d、8 d 時(shí)皮渣醋的總酸含量。

1.1.2 接種量的影響。同上，錐形瓶發(fā)酵，醋酸菌接種量分別為2%、4%、6%、8%、10%。在32 ℃條件下，根據(jù)發(fā)酵時(shí)間單因素結(jié)果確定發(fā)酵時(shí)間，檢測各醋中的總酸含量。

1.1.3 發(fā)酵溫度的影響。同上，錐形瓶發(fā)酵，分別在發(fā)酵溫度為28 ℃、30 ℃、32 ℃、34 ℃、36 ℃條件下，根據(jù)以上單因素試驗(yàn)結(jié)果確定接種量和發(fā)酵時(shí)間，檢測總酸的含量。

1.2 優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)試驗(yàn)。以時(shí)間(X1)、接種量(X2)和溫度(X3)為影響因素，以醋樣的總酸含量為指標(biāo)，運(yùn)用響應(yīng)面法設(shè)計(jì)試驗(yàn)，對果醋的制作工藝進(jìn)行優(yōu)化。水平編碼見表1。

表1 工藝優(yōu)化試驗(yàn)水平編碼

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 發(fā)酵時(shí)間對于總酸含量的影響。從圖1 可以看出，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，葡萄皮渣醋的總酸呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，并且在發(fā)酵的第7 d 時(shí)總酸達(dá)到最大值4.20 g/100 ml。該現(xiàn)象與梁朔等[1]采用滬釀1.01 發(fā)酵醋時(shí)總酸度的變化趨勢相近。

圖1 不同發(fā)酵時(shí)間下總酸的變化

2.1.2 接種量對于總酸含量的影響。從圖2 可以看出，隨著接種量的增加，葡萄皮渣醋的總酸呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。接種量不足8%時(shí)，二者呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，隨著接種量的增加總酸含量逐漸增加，接種量為8%時(shí)總酸達(dá)到最大值，為4.0 g/100 ml。該結(jié)果與王彥安等[2]對醋酸發(fā)酵過程中得到的接種量對總酸含量影響的結(jié)論相近。

圖2 不同接種量下總酸的變化

2.1.3 發(fā)酵溫度對于總酸含量的影響。從圖3 可以看出，發(fā)酵溫度的增加使得葡萄皮渣醋的總酸呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢。在32 ℃時(shí)，總酸達(dá)到最大值，為5.0 g/100ml。分析原因，發(fā)酵的溫度影響了菌種活性，抑制了醋酸菌的活性，不利于醋酸積累[3～4]。此現(xiàn)象與楊清香等[5]的試驗(yàn)結(jié)果一致，即發(fā)酵溫度的增加使得總酸呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。

圖3 不同發(fā)酵溫度下總酸的變化

2.2 葡萄皮渣醋的工藝優(yōu)化結(jié)果。根據(jù)軟件Design-Expert 8.0.6 對單因素試驗(yàn)結(jié)果的分析可知：X1為7 d，X2 為8%，X3 為32 ℃時(shí)進(jìn)行發(fā)酵，得到的總酸數(shù)值最大。在最佳的制作工藝條件下，測得總酸的最大值是4.63 g/100 ml。分析各因素交互作用響應(yīng)面圖(圖4 ～6)，得到發(fā)酵時(shí)間和接種量二者的交互作用影響總酸的程度超過了二者單因素對于總酸的影響。且發(fā)酵溫度對于總酸的影響要強(qiáng)于發(fā)酵時(shí)間和接種量對于總酸的影響。

圖4 發(fā)酵時(shí)間和接種量的交互作用

圖5 發(fā)酵時(shí)間和發(fā)酵溫度的交互作用

圖6 接種量和發(fā)酵溫度的交互作用

2.3 抗氧化活性研究結(jié)果。由圖7 和圖8 可知，體積濃度的大小影響著自由基清除能力的強(qiáng)弱。體積濃度在一定范圍內(nèi)，DPPH 自由基和羥自由基的清除能力與其呈同增關(guān)系。此結(jié)論表明了葡萄皮渣醋具有良好的DPPH 自由基清除能力和羥自由基清除能力，而且要比葡萄醋和蘋果醋的自由基清除能力略強(qiáng)。Sakanaka 等[6]的研究結(jié)論也說明醋樣中富含多酚類物質(zhì)的果醋，其自由基清除能力要強(qiáng)于蘋果醋。

圖7 DPPH 自由基清除率變化圖

圖8 羥自由基清除率變化圖

3 結(jié)論與討論

根據(jù)三個(gè)單因素試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，采用Design-Expert 8.0.6 軟件進(jìn)行3 因素3 水平的響應(yīng)面分析，得到結(jié)論：在發(fā)酵時(shí)間為7 d，接種量為8%，發(fā)酵溫度為32 ℃時(shí)，總酸的含量在三種因素的交互影響下可達(dá)到最大值，此條件可作為葡萄皮渣醋醋酸發(fā)酵工藝過程的最佳工藝條件。在一定體積濃度范圍內(nèi)，DPPH自由基清除能力和羥自由基清除能力均隨著體積濃度的增加而增強(qiáng)。葡萄皮渣醋具有更強(qiáng)的抗氧化能力，較強(qiáng)的抗氧化活性則能夠提供更好的保健功效。