木奶果(Baccaurea ramiflora Lour.)又称三丫果、木赖果、黄果树等,是多年生常绿乔木;性寒凉,味辛、苦,有止咳平喘、解毒止痒之效,可治疗咳喘、皮炎瘙痒等病症[1]。而作为药食两用及园林观赏的一种极具特色的原生态优稀热带果树,其根茎叶果皮及果肉均能入药,人体必需的纤维及多种微量元素等营养成分[2-3]。可从果肉中获取,根和果皮含挥发油、内酯较多,且具有抗肿瘤的作用[4-6]。因此可应用于食品、化妆品及医药等领域,发展前景可观。又因木奶果易于变色发霉,不耐贮藏运输,为了提升木奶果的价值,减少鲜果浪费,拟采用发酵制备木奶果果酒,既可探寻合适的果酒酿造工艺、消除保鲜期短的困难,还可利于扩大市场、提高具备多功能性的果酒商品的社会经济效益。
由于市面上有3种不同来源的木奶果,为了后续产品的开发,将测定3个品种的营养成分,分析它们的差异,并选择适合的品种用于后续产品的开发,也为更多木奶果终产品的开发提供理论依据。
木奶果鲜果,3种品种分别为西双版纳人工种植、西双版纳野生、泰国白皮:云南景洪药植所;SY(instant dry yeast)葡萄酒/果酒专用酵母、安琪白酒曲:安琪酵母股份有限公司;白砂糖:食品级。
无水乙醇、重铬酸钾、邻苯二甲酸氢钾、氢氧化钠、铁氰化钾、三氯乙酸、三氯化铁、苯酚:天津市风船化学试剂科技责任公司;DPPH和芦丁(98%以上):阿拉丁试剂公司;葡萄糖、福林酚、2,6-二氯靛酚钠:天津市光复科技发展有限公司;浓硫酸:云南杨林工业区油滇药业有限公司;抗坏血酸:广东市金华大化学试剂有限公司。试剂均为分析纯。
L5S型紫外可见分光光度计:尤尼柯(上海)仪器有限公司;SC-3641型低速离心机:赛洛捷克公司;YXQ-LS-50II型立式压力蒸汽灭菌锅:上海博迅实业有限公司;WYT型手持糖度计:北京万成北增精密仪器有限公司。
1.3.1 木奶果的营养成分含量测定
(1)木奶果水提物(醇提物):分别称取3个品种的10 g果肉、5 g果皮和5 g果核(切碎)放入烧瓶中加100 mL水(乙醇),放入80 ℃(70 ℃)水浴锅中回流提取1.5 h(1 h)后离心过滤定容至100 mL备用。
(2)水分含量测定采用直接干燥法[7]。
(3)参考苯酚-硫酸比色法[8]测木奶果的多糖含量(以水提物的干基计)。
(4)按照硝酸铝-亚硝酸钠比色法[9]测定木奶果中的黄酮含量(以醇提物的干基计)。
(5)采用Folin-Ciocalteu比色法[10]检测木奶果中的多酚含量(以醇提物的干基计)。
(6)维生素C(VC)含量检测依据2,6-二氯靛酚钠溶液滴定法[11]。VC含量采用公式(1)进行计算:
式中:V-滴定2,6-二氯靛酚钠溶液减去消耗空白溶液的体积,mL;T-消耗2,6-二氯靛酚钠溶液的每毫升即是抗坏血酸的毫克数mg/mL;A-样品提取液的总体积与测定样品液的总体积比值;W-称定样品的质量,g。
1.3.2 木奶果果酒的制备
1.3.2.1 木奶果果酒工艺 木奶果清洗→去皮→揉捏出汁→料水配比→杀菌处理(70 ℃,20 min)→成分调整→活化酵母→接种→发酵(27 ℃)→过滤分离→陈酿(15 ℃,14 d)→调配→杀菌→成品果酒
1.3.2.2 菌种和发酵材料的筛选 泰国种和西双版纳人工种植品种按1∶1(w/w)混合,以纯果肉或果肉和果核一起发酵;对木奶果进行不同菌种的接种和不同发酵物组合,且在同等条件下发酵,之后通过发酵物的感官分析确定需要的菌种及发酵材料。
1.3.3 木奶果果酒工艺实验设计
1.3.3.1 单因素实验 为了得到木奶果果酒工艺的优化条件,在其他条件下保持一致时(27 ℃发酵6 d、按照0.1%(w/w)的酵母接种量、料液比1∶1(w/v)、初始糖度为20%),分别考察不同的发酵条件:接种量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)、初始糖度(16%、18%、20%、22%、24%)、料水比[1∶0.4、1∶0.6、1∶0.8、1∶1、1∶1.2(w/v)]对果酒制备工艺的影响。以果酒的酒精度、抗氧化指标(DPPH自由基清除率、铁离子还原能力)、感官评分为指标,采用综合评分方法对各指标进行权重系数确定,果酒的酒精度、感官评分权重系数分别为0.4;DPPH自由基清除能力及铁离子还原能力的权重系数分别为0.1。运用隶属度综合评分法得到各指标的综合评分,隶属度按公式(2)计算:
式中,Ci为测定的指标值;Cmin为测定的指标最小值;Cmax为测定的指标最大值。
1.3.3.2 正交实验 从单因素实验的结果综合分析,最终以综合得分的感官评价和酒精度(%vol)为考核指标,进行L9(34)的3因素3水平正交实验(见表1),优化果酒发酵的参数。
表1 木奶果果酒发酵的正交实验因素与水平
Table 1 Factors and levels of B.ramiflora wine fermentation orthogonal test
因素水平初始糖度A/%料水比B(w/v) 接种量C/%1 20 0.6 0.1 2 22 0.8 0.2 3 24 1 0.3
1.3.4 指标测定
(1)采用重铬酸钾比色法检测[12]木奶果的果酒酒精度。
(2)参照张容鹄等[10]和邓浩等[13]方法分别检测木奶果果酒的DPPH·自由基清除能力及总还原力的体外抗氧化活性。
(3)由10名食品感官评定专业的教师和学生作为感官评价的小组,主要依据NY/T 1508—2017《绿色食品果酒》[14]和GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用实验方法》[15]来设定木奶果果酒的感官评分的标准,从果酒的色泽、香味、口感、组织状态4个方面进行感官评定,具体标准见表2。
表2 木奶果果酒感官评定标准
Table 2 Sensory evaluation standard of B.ramiflora wine
项目评分标准 评分/分色泽(20分)淡黄,光泽度高 15~20淡黄,光泽度较高 10~15略带淡黄,光泽度略差 5~10组织状态(20分)乳黄色,光泽度差 0~5组织均匀,不分层,澄清,无沉淀 15~20组织比较均匀,不分层,较澄清,少量沉淀10~15组织不均匀,分层较明显,有明显沉淀 5~10香味(30分)组织不均匀,分层明显,大量沉淀 0~5果香浓郁,绵软,醇香饱满 25~30果香浓郁,柔和,醇香较饱满 20~25果香平淡,醇香无异味 15~20口感(30分)果香平淡,不协调,醇香有异味 0~15口感清爽润滑,纯正柔和,稍有涩味 25~30口感比较清爽,润滑,稍有涩味 20~25口感一般,稍有润滑,有涩味 15~20口感粗糙,不润滑,涩味重 0~15
实验均重复3次,实验结果表示为平均值。采用Prism7.0软件对单因素实验结果的数据进行偏差分析和图表绘制。利用正交实验设计助手(Ⅱ)对正交实验的数据进行one-way ANOVA方差分析。
分别分析3种木奶果果肉、果核和果皮的营养成分。从图1可以看出3种品种的木奶果各个部分之间的水分含量无明显差异,其中果皮水分含量相对较高,均高于85%。
图1 三种品种的木奶果各个部分的水分含量
Fig.l Water content of each part on three varieties B. ramiflora
由图2可看出,果肉的多糖含量较高,其中人工种植的木奶果多糖量最丰富,高达743 mg/g,且果肉的口感较甜,与野生、泰国种的果皮多糖含量相差较大。据相关文献报道[16],云南的西双版纳野生品种木奶果的总多糖达到11.87%,本实验的3个品种木奶果果肉多糖均超出400 mg/g,且多糖的含量越多越有利于发酵,风味也越好。
图2 三种品种的木奶果各个部分的多糖含量
Fig.2 Polysaccharide content of each part on three varieties B. ramifora
人工种植的木奶果中果皮、果核的黄酮和多酚含量最高,据报道海南品种多酚含量为31.2 mg/g[10],结果类似,三种品种的木奶果中果皮的黄酮含量均高,由此可值得进一步开发果皮的商业价值。
木奶果中维生素C的含量较高(见图5),其中泰国种的果肉Vc含量最高为5.63 mg/100 g,可以与杨梅媲美。实验也发现果核中含有较多Vc,后期可有待开发。
图3 三种品种的木奶果各个部分的黄酮含量
Fig.3 Flavonoids content of each part on three varieties B. ramiflora
图4 三种品种的木奶果各个部分的多酚含量
Fig.4 Polyphenol content of each part on three varieties B. ramiflora
图5 三种品种的木奶果各个部分的Vc含量
Fig.5 Vitamin C content of each part on three varieties B. ramiflora
2.2.1 添加不同比例的初始糖度对木奶果果酒品质的影响
从图6可以看出,初始糖度的比例逐渐增加,酒精度和感官评价均呈现上升的状态,当初始糖度超过22%的比例时,酒精度出现略微下降,其可能的原因是随着糖分的增加抑制了酵母菌的生长发育、繁殖,进而导致转化成酒精的量减少了。因此,综上分析选择22%的初始糖度时,木奶果的果酒酒精度和感官品质最适宜。
图6 初始糖度对木奶果果酒的品质影响
Fig.6 Effects of original sugar content on quality of B. ramiflora wine
2.2.2 不同酵母菌接种量对木奶果果酒品质的影响
随着酵母菌接种量逐渐增大,果酒感官评价和酒精度也不断下降,在接种量为0.4%时酒精度较高,见图7,但同时感官评价下降,主要原因是随着酵母菌接种量增加,发酵物分解速度越快,消耗的糖分也越多,不利于积累酒精量。所以导致感官品质的口感较差,偏苦涩味。因此,选择酵母接种量为0.1%时最为合适。
图7 接种量对木奶果果酒品质的影响
Fig.7 Effects of inoculating amounts on quality of B. ramiflora wine
2.2.3 不同料水比对木奶果果酒品质的影响
图8可看出,料液比逐渐增加,果酒的酒精度和感官评价也是先上升到一定条件时则呈下降;当料水比到达1∶1时,酒精度开始下降,可能是由于发酵过程中的营养物质减少,抑制酵母菌的生长和繁殖。
图8 料水比对木奶果果酒品质的影响
Fig.8 Effects of ratio of material to water on quality of B. ramiflora wine
2.2.4 木奶果果酒工艺正交实验
根据上述单因素实验结果分析,选取了初始糖度、酵母接种量、料水比三个因素,并分别对酒精度、感官评价、DPPH自由基清除能力、铁离子还原能力作为评价指标展开了正交实验。依据表3和表4各因素对木奶果果酒的综合指标(评分)分析,影响果酒感官评分的主次顺序为初始糖度>酵母菌接种量>料水比。发现与其他初始糖度、酵母接种量相比,24%的初始糖度和0.2%的酵母接种在酒精度上具有差异显著性(P<0.05);24%的初始糖度与其他比例的初始糖度(w/v)相比,其感官评价具有差异显著性(P<0.05);0.3%的酵母接种量与其他接种量(w/w)对铁离子总还原力具有差异显著性(P<0.05),在三项因素变量中对于DPPH·自由基清除能力具有不显著性(P>0.05);依据正交实验的各指标综合评分分析,酵母接种量0.2%对果酒品质影响具有差异极显著性(P<0.01)。所以三因素之间的变量对果酒品质方面会产生相对的影响,故从正交实验结果中分析得到木奶果果酒发酵工艺的最佳参数为A3B3C2,即24%的初始糖度,0.2%的酵母接种量,1∶1的料水比,27 ℃的发酵温度和6 d的发酵时间。并进行了三次重复的实验验证,得到的木奶果果酒酒精度平均为12.32%vol,感官评分平均为86.5分,总还原力为14.31 mg/mL,DPPH·自由基清除率为13.84 mg/mL。因此,优化最佳工艺条件具备可行性。
表3 木奶果果酒的正交实验结果
Table 3 Results of orthogonal test of B.ramiflora wine
实验号 初始糖度A 料水比B 酵母量C 酒精度%vol感官评分/分DPPH·自由基清除能力VC当量/(mg/Ml)铁离子还原能力VC当量/(mg/mL)各指标综合评分/分1 1 1 1 10.500 77.000 12.270 10.924 0.187酒精度2 1 2 2 10.600 75.000 13.331 12.489 0.239 3 1 3 3 8.951 77.000 13.861 11.711 0.219 4 2 1 2 12.412 77.000 12.894 12.396 0.546 5 2 2 3 9.730 77.500 13.674 12.452 0.209 6 2 3 1 10.727 79.500 13.971 10.577 0.393 7 3 1 3 11.443 79.000 13.503 14.627 0.556 8 3 2 1 11.533 85.500 13.253 11.477 0.685 9 3 3 2 12.014 87.500 13.362 12.780 0.859 k1 10.351 11.452 10.920 k2 10.956 10.621 11.675 k3 11.663 10.897 10.375感官评分/分R 3.939 2.492 3.903 k1 76.333 77.667 80.667 k2 78.000 79.333 79.833 k3 84.000 81.333 77.833 DPPH·自由基R 23.000 11.000 8.500 k1 13.154 12.889 13.165 k2 13.513 13.419 13.196 k3 13.373 13.731 13.679铁离子还原力R 0.655 2.528 1.451 k1 11.708 12.649 10.992 k2 11.808 12.139 12.555 k3 12.961 11.689 12.930各指标综合评分R 3.760 2.879 5.813 k1 0.215 0.430 0.422 k2 0.382 0.378 0.548 k3 0.700 0.490 0.328 R 1.455 0.337 0.661
表4 正交实验各指标综合评分
Table 4 Comprehensive score value of different index of orthogonal test分
序号 酒精度隶属度分感官评分隶属度分自由基清除能力隶属度分还原力能力隶属度分综合分1 0.114 9 0.064 0 0.000 0 0.008 6 0.187 4 2 0.129 7 0.000 0 0.062 4 0.047 2 0.239 3 3 0.032 9 0.064 0 0.093 6 0.028 0 0.218 5 4 0.400 0 0.06 40 0.036 7 0.044 9 0.545 6 5 0.000 0 0.080 0 0.082 6 0.046 3 0.208 9 6 0.148 7 0.144 0 0.100 0 0.000 0 0.392 7 7 0.255 4 0.128 0 0.072 5 0.100 0 0.555 9 8 0.268 9 0.336 0 0.057 8 0.022 2 0.684 9 9 0.340 6 0.400 0 0.064 2 0.054 4 0.859 2
本实验对木奶果的营养成分进行测定,结果表明不同部分的营养成分含量各异。三种品种的木奶果果皮中黄酮、多酚的含量均分别高于13 mg/g、30 mg/g,比果肉、果核的含量显著突出。鉴于泰国种和西双版纳人工种植品种中的果肉多糖、西双版纳人工种植的果皮多酚和黄酮、及泰国种的果肉VC含量较多,又因为人工种植的木奶果较甜、颜色鲜艳;泰国种的香味浓郁但稍偏酸,将其两者以1∶1比例混合发酵对于果酒的品质要求会显得更恰到好处,果酒的风味及色泽更诱人,符合大众可接受的程度范围,并且无需再调酸甜度;所以选取泰国种和西双版纳人工种植品种进行发酵并制备果酒。营养成分中的多糖含量有差异,可能是用水提,会导致一些水溶性的多糖分解及实验操作过程中或多或少都有些许的损失;还有就是简单的粗多糖提取,并未进行多糖的纯化,也会有与之差异变化。且木奶果树叶中的多酚成分具有良好的抗氧化活性,可为开发木奶果的相关产品及资源化利用提供可信的依据。
木奶果果酒的工艺参数优化为初始糖度24%(w/v)、酵母接种量0.2%(w/w),料水比1∶1、发酵温度27 ℃、发酵时间6 d。在此条件下得到的木奶果果酒的酒精度为12.32%vol,感官评分86.5分,总还原力14.31 mg/mL,DPPH·清除率为13.84 mg/mL;优选泰国种和西双版纳人工种植品种所制备的果酒呈淡红色,澄清透明,果香、酒香浓郁,口感醇香清爽、协调充足、后味绵长,营养丰富且品质好。其果酒的酒精度、感官评价与之营养成分的多糖有密切关系,糖度会影响口感且有利于发酵,酒精度恰到好处,不会因酒精度度过高而影响整体的果酒品质,为了大规模生产木奶果果酒及其相关产业化的深入开发加工提供了可行的方法参考。
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Nutritional Components of Baccaurea ramiflora and the Processing Technology Research of B. ramiflora Wine
Supported by: Major Science and Technology Project of Yunnan Province (No. 202002AA1000055); Major Science and Technology Special Project of Yunnan Province(Biomedicine) (No. 2020002AA100007); BK-top Young Talents of Yunnan Ten Thousand Talents Program-ZhangXi (No. 30270108818)