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固定化杨梅果醋发酵工艺及其抗氧化活性研究

谢思芸  
【摘要】:杨梅果醋的酿造工艺目前多采用游离细胞二步液态深层发酵法,但由于发酵时间长,且在醋酸发酵阶段持续氧化作用,会导致杨梅果醋原果风味和色泽丧失、多酚成分被氧化,品质降低显著。本研究以东魁杨梅为原料,结合固定化发酵技术,探讨醋酸杆菌吸附固定化载体的筛选、杨梅果醋固定化发酵工艺的优化;采用理化指标和仪器分析等手段,研究杨梅果醋的基本化学成分、多酚类成分及特征芳香成分;结合杨梅果醋抗氧化活性及其护肝初步试验,探讨杨梅果醋的营养保健效用。主要研究结果如下: 1、通过对恶臭醋酸杆菌等4种菌种和灵芝粒等8种天然载体进行醋酸菌固定化发酵实验,以转酸率、细胞吸附密度及发酵时间为指标,得出最佳发酵菌种及相应的天然载体为:醋酸杆菌(Acetobacter sp.)XZJ002和灵芝粒载体,细胞吸附密度达106个/mmg;恶臭醋酸杆菌(AS1.41)和甘蔗渣,细胞吸附密度达107个/mg,两组实验菌种均在发酵12天以内,转酸率超过95%。 2、通过采用醋酸杆菌(Acetobacter sp.)XZJ002和灵芝粒载体,将2L小瓶发酵实验扩大到1OL发酵罐进行实验,进一步探讨优化醋酸杆菌固定化发酵果醋的工艺技术:原始菌数达到107cfu/ml为宜,载体吸附细胞密度需达到106个/mg载体,果酒酒精度不高于3.8%(v/v)。 3、对杨梅果醋不同发酵阶段相应理化指标检测,结果表明杨梅果汁向果酒、果醋转化进程中总酚会随着发酵进程逐步减少,有机酸比例则有较大差异。杨梅果汁、果酒和果醋的总酚依次为94.5μg/mL、84.5μg/mL和84.0μg/mL,说明在二步发酵过程中有一定程度的损失。杨梅果汁和果酒的主要有机酸均为柠檬酸,分别占自身有机酸总量的52.5%和53.9%,果醋的主要有机酸为乙酸和柠檬酸,分别占46.9%和27.2%。 4、运用二氯甲烷有机溶剂萃取及GC-MS检测方法,测定得到相应芳香物质:杨梅果汁33种,杨梅果酒36种,杨梅果醋42种。发现杨梅果汁的主要芳香物质特征成分为特征成分为石竹烯、十六碳酸、4,4,8-三甲基三环[6.3.1.0(1,5)]十二烷-2,9-醇、2-十六醇、邻苯二甲酸丁二酯、十八碳酸、12-羟基硬脂酸、β-苯乙醇、柠檬酸二乙酯、柠檬酸一乙酯、α-石竹烯等;而经过酵母菌发酵所得的杨梅果酒则主要增加了B-苯乙醇、对羟基苯乙醇、琥珀酸乙酯、反式9-十八碳烯酸乙酯、乙酸辛酯、甲基丁酸戊酯、丁酸内酯、2-羟基丁二酸二乙酯等成分,但杨梅原香萜烯类物质如石竹烯、α-石竹烯、异石竹烯、石竹烯氧化物在果酒中损失较大;杨梅果醋芳香成分以醇类为主,其次为酯类和酸类,如β-苯乙醇、4,4,8-三甲基三环[6.3.1.0(1,5)]十二烷-2,9-醇、2-十六醇、柠檬酸二乙酯、柠檬酸单乙酯和十六碳酸等共有的特征成分,与果酒相比,新增苯乙醇乙酸酯、未知烷等特征芳香成分,减少了琥珀酸乙酯、乙酸辛酯和未知酯等果酒中的芳香物质。通过比较10L发酵罐杨梅果醋各批次样品之间特征芳香成分,除了苯乙醇乙酸酯、叔十六烷基硫醇等芳香成分在批次之间呈现显著变化,其他主要芳香成分基本一致。 5、对杨梅果汁、果酒和果醋的抗氧化活性进行了初步研究。采用羟自由基清除、DPPH自由基清除和还原力测定等3种方法对杨梅的果醋、果汁和果酒,以及苹果醋和高粱醋进行初步比较研究。结果表明:杨梅汁、杨梅果酒和杨梅果醋抗氧化能力依次降低,尤其在低浓度受试水平尤为显著;但当试验体积分数达到30%时,杨梅果醋的羟自由基清除率达到88.3%,DPPH自由基清除率达到63%;杨梅果醋抗氧化活性低于高粱醋,但显著优于苹果醋。原醋浓度达到一定水平的杨梅果醋饮料可拥有良好的抗氧化活性,具有开发应用价值。 6、对杨梅果汁和果醋护肝作用进行了初步研究。采用酒精度55%(v/v)二锅头酒建立小鼠急性酒精性肝损伤模型,并利用杨梅果醋、杨梅果汁和冰乙酸对酒精代谢进行干预,以血清中AST和ALT,肝脏中ADH、MDA和SOD作为测定指标,结果显示:模型组的各项指标均与对照组有显著性差异,小鼠酒精性急性肝损伤造模成功,杨梅果醋与杨梅果汁均有一定的护肝作用,且杨梅果醋组的效果更好,杨梅果醋护肝效果与其自身乙酸含量并无相关性,冰乙酸组则护肝效果不明显,且有可能对肝脏造成进一步损害。


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