葡萄皮渣醋制作工藝優化及抗氧化活性研究

張彩鳳

（衡水學院生命科學學院 河北 衡水 053000）

葡萄皮渣作為葡萄酒的副產物，含有大量的多酚單寧等營養物質，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，一是其作為果實的下腳料能賦予果醋獨特的果色果香；二是其本身含有大量的營養物質，可提供良好的保健功效。

1 材料與方法

1.1 單因素試驗

1.1.1 發酵時間的影響。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 ℃條件下進行發酵，根據GB/T 12456-2008 中的方法檢測發酵時間分別為4 d、5 d、6 d、7 d、8 d 時皮渣醋的總酸含量。

1.1.2 接種量的影響。同上，錐形瓶發酵，醋酸菌接種量分別為2%、4%、6%、8%、10%。在32 ℃條件下，根據發酵時間單因素結果確定發酵時間，檢測各醋中的總酸含量。

1.1.3 發酵溫度的影響。同上，錐形瓶發酵，分別在發酵溫度為28 ℃、30 ℃、32 ℃、34 ℃、36 ℃條件下，根據以上單因素試驗結果確定接種量和發酵時間，檢測總酸的含量。

1.2 優化工藝設計試驗。以時間(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，運用響應面法設計試驗，對果醋的制作工藝進行優化。水平編碼見表1。

表1 工藝優化試驗水平編碼

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

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

圖1 不同發酵時間下總酸的變化

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先增加后降低的趨勢。接種量不足8%時，二者呈現正相關關系，隨著接種量的增加總酸含量逐漸增加，接種量為8%時總酸達到最大值，為4.0 g/100 ml。該結果與王彥安等[2]對醋酸發酵過程中得到的接種量對總酸含量影響的結論相近。

圖2 不同接種量下總酸的變化

2.1.3 發酵溫度對于總酸含量的影響。從圖3 可以看出，發酵溫度的增加使得葡萄皮渣醋的總酸呈現出先增加后減少的趨勢。在32 ℃時，總酸達到最大值，為5.0 g/100ml。分析原因，發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]。此現象與楊清香等[5]的試驗結果一致，即發酵溫度的增加使得總酸呈現先增加后減少的趨勢。

圖3 不同發酵溫度下總酸的變化

2.2 葡萄皮渣醋的工藝優化結果。根據軟件Design-Expert 8.0.6 對單因素試驗結果的分析可知：X1為7 d，X2 為8%，X3 為32 ℃時進行發酵，得到的總酸數值最大。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面圖(圖4 ～6)，得到發酵時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。且發酵溫度對于總酸的影響要強于發酵時間和接種量對于總酸的影響。

圖4 發酵時間和接種量的交互作用

圖5 發酵時間和發酵溫度的交互作用

圖6 接種量和發酵溫度的交互作用

2.3 抗氧化活性研究結果。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弱。體積濃度在一定范圍內，DPPH 自由基和羥自由基的清除能力與其呈同增關系。此結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。Sakanaka 等[6]的研究結論也說明醋樣中富含多酚類物質的果醋，其自由基清除能力要強于蘋果醋。

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 結論與討論

根據三個單因素試驗的數據，采用Design-Expert 8.0.6 軟件進行3 因素3 水平的響應面分析，得到結論：在發酵時間為7 d，接種量為8%，發酵溫度為32 ℃時，總酸的含量在三種因素的交互影響下可達到最大值，此條件可作為葡萄皮渣醋醋酸發酵工藝過程的最佳工藝條件。在一定體積濃度范圍內，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。葡萄皮渣醋具有更強的抗氧化能力，較強的抗氧化活性則能夠提供更好的保健功效。