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树莓活性成分及其果酒加工工艺研究进展

2017-02-02于润美张海悦翟硕姜燕

酿酒科技 2017年2期
关键词:花酸果酒树莓

于润美,张海悦,翟硕,姜燕

(长春工业大学化学与生命科学学院,吉林长春130012)

树莓活性成分及其果酒加工工艺研究进展

于润美,张海悦,翟硕,姜燕

(长春工业大学化学与生命科学学院,吉林长春130012)

树莓通过发酵工艺酿造成果酒能够很好地保存树莓营养价值并赋予果酒酒香。综述了树莓中主要活性成分(鞣花酸、黄酮类物质、树莓酮等)的功能学评价研究现状,并分析了树莓果酒加工工艺及其市场现况,为树莓深加工及树莓果酒的研究开发提供参考。

树莓果酒;活性成分;加工工艺

树莓又称“覆盆子”,蔷薇科悬钩子属浆果植物,其性微温,味甘酸,肾经、归肝,具有补肝益肾、明目功效[1]。树莓中除了含有丰富的糖、有机酸、维生素C等营养成分,还有一些活性成分具抗氧化和降血脂等功效[2]。树莓果酒是以树莓果实为原料发酵而成的低酒精度饮料,符合我国酒类消费所提倡的以低酒精度代替高酒精度、果酒代替粮食酒的趋势。树莓果酒中丰富的营养物质及光鲜亮丽的色泽均来自于树莓本身,且树莓果酒口感醇厚,将树莓的果香和酒香融为一体。因此,本文针对树莓活性成分的研究现状及其果酒加工工艺进行概述,为树莓作为果酒饮料及保健食品的开发提供理论参考。

1 树莓的活性成分及功能学评价研究进展

1.1 鞣花酸

鞣花酸又名“并没食子酸”,多以鞣花单宁或游离状态及葡萄糖苷形式存在于各种坚果、软果等植物组织中,且树莓中鞣花酸含量远远超过蓝莓。魏小聪等[3]采用高效液相法检测出树莓的鲜叶、干叶、果实中鞣花酸含量分别为57mg/kg、76mg/kg、849mg/kg,其果实中鞣花酸含量最高。美国、欧洲、南韩大学及防癌协会有研究指出鞣花酸为超强抗氧化剂,可以清除体内致癌毒素,提高免疫力[4-6]。鞣花酸不仅可以在48 h之内有效地抑制癌细胞生长、扩散,而且能在72 h之内杀死癌细胞,并且可以与姜黄素协同诱导ROS产生,从而使宫颈癌Hela细胞上的p53蛋白积累导致癌细胞凋亡[4]。Shi L等[5]研究发现鞣花酸还能够增强磷脂酰肌醇-3-激酶功效从而抑制GDC-0941在乳腺癌细胞上的表达。另外,树莓中的鞣花酸能抑制低密度脂蛋白介导的LOX-1的表达,对人类内皮细胞起到抗炎作用,同时可以保护细胞膜,防止细胞变性,是人体内的卫士[6]。鞣花酸还可以抑制大鼠因高糖、高脂饮食所引起的代谢综合症[7]。Bartosz Fotschki等[8]对树莓渣中鞣花单宁和黄烷-3-醇调节大鼠盲肠发酵和血脂进行研究,连续8周对40只受试小鼠按鞣花单宁与黄烷-3-醇比例分别为E1(7.7∶1)和E2(3.1∶1)进行喂养,结果表明,2种剂量组均使细菌葡萄糖醛酸酶的活动能力降低,增加盲肠中丁酸产量和降低血浆中甘油三酯,良好地调节盲肠微生物群活动和大鼠血脂。

1.2 黄酮类物质

树莓果实和叶片中含有黄酮类物质,不仅具有一定的活血化瘀、降血糖、提高免疫功能的作用,而且对细胞损伤具有一定的修复作用。孙金旭等[9]采用超声波提取树莓干果中的总黄酮类物质,经500W超声波40℃下处理50min,树莓总黄酮提取量为0.3120mg/m L。总黄酮类物质能明显延长小鼠凝血时间,缩短ADP诱导的血小板聚集肺栓塞所引起呼吸喘促持续的时间;可降低高胆固醇血症动物血清总胆固醇和甘油三酯含量,并使血清高密度脂蛋白胆固醇含量升高;降低四氧嘧啶糖尿病的小鼠血糖水平;以及促进单核巨噬细胞的吞噬功能。庄晶晶等[10]对黑树莓黄酮自由基清除活性与防护肝细胞氧化损伤进行研究,发现黑树莓黄酮的总抗氧化能力等价于14.89μg trolox,并且黑树莓黄酮清除DPPH自由基、ABTS自由基IC50值分别为0.57mg/m L和0.49mg/m L,过氧化氢能引起肝细胞LO2发生氧化损伤(细胞存活率为60.6%),80μg/m L的黑树莓黄酮能显著抑制H2O2所引发的细胞氧化损伤(细胞存活率为85.04%)。

1.3 树莓酮

树莓中树莓酮的含量为0.0144~0.0336 g/L,具有很好的分解转化脂肪的功能,被称为“天然脂肪转化因子”,同时具有抗癌、抗菌、增加皮肤弹性的作用。孟宪军等[11]探讨树莓酮对高脂饮食喂养的单纯性肥胖大鼠的减肥作用以及其作用机制,对SD大鼠进行灌胃处理,经过试验发现大鼠体重、Lee’s指数和肾周脂肪质量,GLU、INS水平,血清TG、TC、LDL-C水平,血清LEP、TNFα水平均明显降低,表明了树莓酮可通过调解糖脂的代谢紊乱、改善瘦素抵抗和胰岛素抵抗等综合作用来降低肥胖大鼠的体重。同时研究了树莓酮对高血脂症大鼠血脂及血清炎症因子水平的调控作用[12],树莓酮能显著降低高血脂症大鼠TC、TG、LDL-C水平,升高HDL-C、ApoA-I水平,而ApoB水平显著降低;树莓酮能降低高血脂症大鼠的肝脏质量与体质量比值;并能显著降低血清hs-CRP、TNF-α和IL-6等炎症因子水平从而达到降血脂效果。文献还报道树莓酮可以通过调节抗脂质过氧化和抑制炎症反应等综合作用来治疗非酒精性脂肪性肝炎,其机制可能与增强PPARγ表达有关[12]。Kyoung Sik Park等[13]进一步研究树莓酮对脂肪细胞基因表达的影响,树莓酮通过抑制参与脂肪的生成途径包括过氧化物酶体增殖物活化基因受体G(PPARγ)和CCAAT增强子结合蛋白(C/EBPα),这导致了进一步的脂肪型脂肪酸结合蛋白表达下调(AP2),从而抑制脂肪细胞的基因表达。树莓酮在脂类代谢药物开发中具有一定作用。

1.4 其他活性成分

除了研究较多的鞣花酸、黄酮类、树莓酮,学者们还从树莓果中分离出许多活性成分。Felipe Jiménez-Aspee等[14]通过高效液相-质谱方法确定了树莓中36种酚类物质包括黄酮苷和单宁的含量,且类黄酮含量较高。树莓提取的酚类物质能够提高细胞谷胱甘肽含量,保护人胃腺细胞免受过氧化氢或丙酮醛的诱导破坏。Han Saem Jeong等[15]发现树莓提取物能够增加代谢综合症患者的循环内皮祖细胞以及改善患者的动脉硬化。陈坤华等[16]从树莓中提取的粗多糖可明显促进淋巴细胞增殖。在没有丝裂原存在时,其增殖指数在30左右;在有微量丝裂原辅助下,其增殖指数亦为30左右(相对于微量丝裂原组)。在淋巴细胞激活的早期伴有cAMP水平的升高。据文献报道树莓籽油也具有一定的功效,经Bartosz Fotschki等[17]研究发现其可以调节大鼠的肝功能、炎症以及脂质代谢。

2 树莓果酒加工工艺研究进展

2.1 酿造工艺

除了采用传统酿造方法外,人们还研究了热浸提法、二氧化碳浸渍法、生物酶法以及添加糯米糖化醪等方法[18-22]。热浸提法主要是缩短了发酵时间,酒香浓郁。二氧化碳浸渍法酿造的果酒酒精度为12.8%vol,酸度为9.86 g/L[18],明显低于传统发酵的果酒酸度;果酒色泽为酒红色,口感柔和圆润,酒香浓郁。生物酶法主要是先将树莓鲜果利用果胶酶、半纤维素酶和纤维素酶等进行生物酶解再进行酿造,孙尤海等[22]研究该工艺使出汁率提高了5%~8%,酿造周期由传统工艺3年以上缩短为3至6个月,提高了设备利用率。添加糯米糖化醪法是以树莓为主要原料生产果酒,在树莓果浆发酵过程中加入糯米糖化醪来弥补树莓果汁酸度过高、碳源不足的缺陷。

2.2 降酸及澄清工艺

由于树莓酸度很高影响酒的口感,所以在酿酒过程中需要进行降酸处理。主要采用碳酸钙法降酸、双盐法或离子交换树脂法对树莓酒进行降酸[23-25]。丁杰[24]通过采用CaCO3、KHCO3、K2C4H4O6、复盐法等不同降酸方式,分析比较不同降酸方式、降酸效果及对树莓酒质量的影响。结果发现利用CaCO3处理,能够达到树莓酒降酸目的,而且可以保留原有香气和口感,但是热稳定性差,需要结合离子交换树脂去除Ca2+;采用KHCO3降酸,能比较容易达到树莓酒降酸要求,但如果用量过大,会使酒体略微表现出苦涩味;利用K2C4H4O6降酸,用量大,成本较高,且易生成KHC4H4O6,清除较麻烦。采用钠盐和钾盐降酸对树莓果酒香气和口感影响较大,K2CO3和酒石酸钾及KHCO3和酒石酸钾联合降酸幅度较小。徐怀德等[25]利用D380弱碱性离子交换,树脂树脂交换量为1∶10(v/v),下酸降幅达76.9%,树莓果酒中总酸含量符合国家标准规定指标,产品的色泽、风味好。总体考虑这几种降酸方法中效果最好的是采用离子交换树脂法,既达到了降酸的目的且口感色泽很好。

树莓果酒澄清的方法主要采用果胶酶、皂土、壳聚糖、明胶以及复合澄清剂法[26-27]。在单一澄清剂中,明胶对果胶的去除效果不佳,不能完全去除原酒中的果胶,有再度出现果胶类浑浊的现象,其他澄清剂对果胶都具有很好的去除作用[26];在酸度上,壳聚糖法和明胶法处理的酒液酸度无明显变化,皂土处理的酒液酸度略有下降,可能是因为皂土与有机酸化合成盐所致,但下降幅度不大;果胶酶处理树莓果酒,澄清果酒中不含果胶物质[27],澄清后的树莓果酒呈亮红色,具有树莓自然色泽、口味纯正、透明清澈;虽然壳聚糖和皂土混合使用效果普遍优于单一使用,但是果胶酶用于澄清树莓果酒具有应用前景。

2.3 树莓果酒香气分析

目前主要采用顶空固相微萃取-气质联用仪方法探究树莓果酒香气组成以及在发酵过程中香气成分的变化。取30m L树莓酒样品置于50m L顶空瓶中,再加入0.1 g/m L NaCl溶液,并以聚四氟乙烯隔垫密封,置于70℃条件下萃取40m in后,将萃取针插入GC进样口,解吸1.5m in,同时启动仪器,分析样品并采集数据[28]。经过GC-MS测定树莓果实、果酒主发酵和后发酵中共检测出醇类26种,酯类35种,酸类7种,烷烃烯烃类26种,胺类25种,醛酮苯酚类物质12种,其他类11种[28],果实中主要呈香物质为R-4-甲基-1(1-甲基乙基)-3-环己烯-1-醇、己醛和2-己烯醛,相对含量分别为8.00%、14.73%、9.08%[28],除此之外还有异戊醇、2-甲基-1-丁醇、4-羟基苯乙醇、4-羟基-2-戊酮和癸酸乙酯等[28-30];果酒主发酵和后发酵中香味变化明显的为乙醇、癸酸乙酯、苯甲酸乙酯、辛酸乙酯,其含量对比变化分别为8.78%、17.24%;22.05%、22.61%;11.37%、17.98%;18.67%、6.58%[29]。从后发酵到陈酿,树莓酒的香气成分趋于平衡、稳定、成熟。

3 结论

树莓中的活性成分具有抗氧化、抗菌、抗癌、抗炎、抑制肥胖和美肤生发等功效,树莓果酒作为一种营养丰富的保健饮料受到了人们的喜爱,逐步开发出树莓玫瑰酒、树莓红枣酒和树莓枸杞酒等复合果酒。将树莓和玫瑰、红枣、枸杞等结合在一起,以酒为载体将两者的营养成分充分融合和互补。采用最佳的酿造工艺和配方使树莓复合酒在口感、色泽以及芳香性等方面均有很大的提升,而且保证了原料中的营养成分最大程度的被人体吸收。

随着人们对树莓功能性食品的需求量不断增长,树莓果酱、奶昔、果茶、树莓香精等系列产品已经上市,树莓提取物SOD也用于医药、化妆品等,树莓产业市场前景广阔,但是我国对树莓活性成分和开发利用仍存在以下问题:(1)已有大量研究证明树莓活性成分对癌症、肥胖、糖尿病等疾病有抑制作用,但是对其作用机理研究很少;(2)对树莓籽和叶中的活性成分研究很少,在保健产品领域的应用更是少见;(3)树莓深加工环节薄弱,产品种类有待于增加。总之,树莓具有多种活性成分,在食品和医药业都有较好的开发前景。我国目前对树莓活性成分研究较深入,但是对深加工产业有待发展。今后,树莓活性成分的研究利用以及具有一定保健功能的深加工产品的开发将是树莓产业发展的重点。

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Research Progress in Active Ingredients of Raspberry and Processing Technology of Raspberry Wine

YU Runmei,ZHANG haiyue,ZHAIShuo and JIANG Yan
(College of Chemistry and Life Science,Changchun University of Technology,Changchun,Jilin 130012,China)

The fermentation of raspberry to produce fruit wine could not only preserve the nutritional value of raspberry but also endow wine with raspberry aroma.In this paper,the research progress in main active ingredients of raspberry(ellagic acid,flavonoids,raspberry ketone, etc.)was introduced,and the processing technology of raspberry wine and its market status were analyzed,which provided useful reference for the deep processing of raspberry and the development of raspberry wine.

raspberry wine;active ingredients;processing technology

TS262.7;TS261.4

A

1001-9286(2017)02-0109-04

10.13746/j.njkj.2016351

吉林省教育厅。

2016-11-24

于润美(1991-),女,硕士研究生,专业:食品工程。

姜燕(1981-),女,讲师,博士。

优先数字出版时间:2017-01-13;地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170113.1427.005.htm l。

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