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超声波对红酒理化指标影响及其机理初探

申远  
【摘要】:新酿葡萄酒需要一定时间的陈化才能达到最佳饮用品质,但葡萄酒的自然陈酿具有耗时长、占用空间大、过程成本高等诸多不足。鉴于此,通过高新技术来对葡萄酒进行改性从而达到加速陈化的效果具有非常重要的理论意义和现实作用。本文主要对超声波处理对红葡萄酒常规理化指标、主要抗氧化活性物质含量和清除自由基能力、电导率变化、有机酸含量和流变特性的影响进行了研究,并利用模拟体系,采用电子顺磁波谱技术和自由基捕获技术,对超声波是如何实现红葡萄酒改性的自由基反应机理进行了研究和分析。这些研究为红葡萄酒超声波催陈技术的早日工业化、产业化应用提供了理论依据并揭示超声波催熟酒类的自由基反应机理。通过以上研究,获得以下结果:1.超声波处理功率、频率、处理时间和处理温度可以对红葡萄酒的总酚含量和电导率产生显著性影响,对pH值和可滴定酸含量无显著影响。与未处理样品相比,经超声波处理酒样的CIE Lab色彩空间值变化显著,L*、a*、b*三值均向着消费者所偏好方向变化,某些处理下样品的色彩改变度达到了能用肉眼分辨区别的程度。通过对PCA分析,发现经超声波处理和未经超声波处理酒样分组明显,超声波频率变化主要会导致红酒酚类物质含量发生改变而超声波处理时间变化则会主要会导致酒样电导率值发生变化。2.超声处理红葡萄酒后,酒样总酚、总黄酮含量和清除自由基活性显著变化(下降),其总酚含量与其抗氧化活性呈高度正相关,线性回归方程为y=0.0270 x+ 38.806(R2=0.9007,F=172.372,p0.01);总黄酮含量与其抗氧化活性亦呈一定线性关系,线性方程为y=0.0592 x+37.357(R2=0.4970,F=18.773,p0.05).根据试验结果:超声处理导致红葡萄酒抗氧化活性下降,主要是由于超声处理导致总酚含量和总黄酮含量的降低所造成的。3.对超声处理过程中酒样电导率进行实时采集:超声波处理能对红酒电导率值产生显著影响。超声波频率越高,处理后酒样电导率值越高,频率较低时处理过程中电导率曲线波动(噪声)较大;超声波功率越高,处理之后酒样电导率值越高;随着超声波处理时间的延长,酒样电导率呈现先上升后基本稳定的趋势;处理温度越高,酒样起始电导率越高,而在处理毕,冷却到同一温度时,处理温度越高的样品电导率值反而越低。4.利用电子顺磁波谱技术和自由基捕获技术研究:在自然氧化状态的红酒中存在1-羟乙基自由基,而且在超声波处理后,红酒中1-羟乙基自由基含量有所增加,证明超声波可诱导红酒产生1-羟乙基自由基。1-羟乙基自由基的产生过程与机理如下:超声波诱导水分子裂解产生羟基自由基,羟基自由基与乙醇快速反应而最终生成了1-羟乙基自由基。结合利用模拟体系研究发现:超声波频率、功率增加、超声波时间的适当延长均能使模型酒中自由基强度增加,随着超声波处理温度的升高,自由基强度呈现上升趋势,但在60℃时会呈现下降的趋势。5.有机酸分析:超声波处理可以显著影响红酒中乙二酸、酒石酸、乳酸、乙酸、柠檬酸和琥珀酸含量;超声波频率、功率、处理时间、处理温度改变均能显著影响以上几种有机酸在酒样中含量水平,发现超声波处理可以诱导有机酸之间的互相转化。6.超声波对红葡萄酒流变特性影响研究发现:超声波处理可以显著改变酒样中粒子粒度分布情况,随着超声波频率的增大,酒样粒度分布区间变广,产生了粒度不同的粒子;在超声波功率变化时,未见酒样粒度分布区间受功率影响发生明显变化,但是功率可影响各个区间粒子所占比例;超声处理温度增加,酒样粒度分布区间反而减小;随着超声处理时间延长,酒样粒度分布区间变小,向小粒度方向变化,小粒度粒子含量有所增加;另外,研究发现红葡萄酒属于胀塑性流体,超声波处理可以改变酒样流变特性常数,但不能改变其流变体类型;超声处理后酒样流变特性改变可以用幂定律函数模型和Casson函数方程模型拟合和表示,且拟合度良好。


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