葡萄汁发酵过程中萜烯类糖苷水解呈香的多酚基质效应

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萜烯类糖苷是葡萄酒游离态萜烯类物质的主要来源,酚类物质是葡萄酒主要的非挥发性风味成分,因此,研究葡萄酒酿造过程中萜烯类糖苷水解呈香的多酚基质效应有很强的理论和实践指导意义。本研究以模拟葡萄汁为发酵体系,添加葡萄萜烯类糖苷,以儿茶素、没食子酸、槲皮素、对香豆酸和单宁酸为多酚变量,并以新红葡萄酒中含量为标准100%,设置25%、50%、100%、200%和300%等5个添加量,研究萜烯类糖苷水解苷元在葡萄汁发酵过程中的动态变化和最终发酵酒样的香气特征,探讨萜烯类糖苷水解的多酚基质效应,研究结果如下:(1)制备并分析了葡萄萜烯类糖苷。媚丽葡萄萜烯类糖苷分别经媚丽Ⅰ(0.1 mol/L柠檬酸-0.2 mol/L Na2HPO4缓冲液,0%乙醇,p H 3.2)、媚丽Ⅱ(0.1 mol/L柠檬酸-0.2 mol/L Na2HPO4缓冲液,12%(v/v)乙醇,p H 3.2)、媚丽Ⅲ(0.1 mol/L柠檬酸-0.2 mol/L Na2HPO4缓冲液,12%(v/v)乙醇,p H 7.0)提取,大孔树脂XAD-2分离纯化后,进行G-G总量、GC-MS和LC-MS测定。结果表明,三种浸提方式获得的萜烯类糖苷在G-G总量上并无差异;但GC-MS测定得到媚丽Ⅲ的游离态萜烯类物质总量最高,为414.66μg/kg,其中里哪醇含量最高,占总检出量约45%-48%。LC-MS分析得到分子式为C21H36O10和C21H36O11的萜烯类糖苷检出类别最多,其中后者检出量最高。媚丽III的这两类萜烯类糖苷种类更丰富,因此被选为大量制备萜烯类糖苷的浸提液。(2)研究了多酚对发酵过程中游离态萜烯类物质生成的影响。GC-MS检出的萜烯类物质有里哪醇、脱氢里哪醇、乙酸香茅酯、L-α-萜品醇、乙酸香叶酯、香茅醇、橙花叔醇、乙酸2,3-二氢金合欢酯和金合欢醇等9种,其中儿茶素、没食子酸、槲皮素、对香豆酸和单宁酸处理组分别检出8、7、7、7和5种。除儿茶素外,多酚对游离态萜烯类物质均有较大影响,其中750 mg/L(300%)的没食子酸能显著促进游离态萜烯类物质生成,750 mg/L(100%)单宁酸最有利于生成里哪醇、脱氢里哪醇、L-α-萜品醇和橙花叔醇,而250 mg/L对香豆酸(100%)时的脱氢里哪醇、L-α-萜品醇和金合欢醇含量最低。没食子酸显著降低了橙花叔醇含量;槲皮素显著抑制脱氢里哪醇和乙酸2,3-二氢金合欢酯生成,且对后者的抑制效果随其浓度增加而增强,同时对金合欢醇生成的促进作用随浓度增加而增大;对香豆酸显著削弱了脱氢里哪醇、橙花叔醇和乙酸2,3-二氢金合欢酯生成,而里哪醇检出量也随其浓度增加而逐渐下降;单宁酸显著抑制了脱氢里哪醇和橙花叔醇生成,但对金合欢醇的促进生成作用随浓度增加而增强。(3)分析了多酚对发酵酒样香气特征的影响。感官量化品评法的结果表明,发酵酒样的香气均以果香和花香为主。儿茶素、没食子酸和槲皮素均能显著抑制热带水果和温带甜果香气,且抑制效果随其浓度增加而下降;而高浓度儿茶素(750 mg/L,300%)和没食子酸(750 mg/L,300%)对酒样果香更有利,但槲皮素在100%浓度(100 mg/L)时的温带酸果和花香更强。此外,对香豆酸和单宁酸也在100%浓度(750 mg/L)时的酒样香气更好。这其中,对香豆酸显著削弱热带水果和花香香气;同时对柑橘类香气的抑制随其浓度增加而增强。而单宁酸能减弱热带水果和柑橘类香气,对前者的降低效果随浓度增加而增强,但对后者则相反。(4)以量子化学方法探讨了葡萄萜烯类糖苷水解呈香的多酚基质效应。选取没食子酸体系、里哪醇及其阿拉伯糖苷为研究对象,以能量变化为表征,研究发现没食子酸与里哪醇糖苷自发形成的结合物更稳定(ΔG=-3.83 kcal/mol),分子间作用力有氢键和色散力。因此,没食子酸在低浓度时会优先结合里哪醇糖苷,在高浓度时才会逐渐结合里哪醇,这直接影响了里哪醇的发酵生成及酒样的香气特征。研究推测,没食子酸体系中其他萜烯类糖苷及其他多酚体系中萜烯类糖苷的水解呈香基质与之相似。
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