葡萄果醋酿造工艺及其抗氧化性研究课件Word格式文档下载.docx

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Bioengineering,FoodScience&

Engineering112WangKeke

SupervisorXiangJinle

ABSTRACT

Vinegarisafruitorfruitprocessingwasteasthemainrawmaterial,akindoffruitvinegarwiththeuseofmodernbiotechnologybrewedthenutritionandhealthfunction,nutrition,health,dietandotherfunctionsasoneofthenewDrinks.

Inthisexperiment,grapeandwasteasthemainrawmaterialthroughcleaning,pulping,filtering,alcoholfermentation,aceticacidfermentationliquidliquid,clarification,filtrationandotherprocessesismadeofgrapevinegar.AntioxidantactivitiesofthreeaspectsthroughthedeterminationoffreeradicalscavengingabilityofDPPH,ABTSandtotalpolyphenolcontentofpearvinegar.

（1）theproductionofgrapevinegarbyliquidfermentation.Studyontheproductionprocessofartstest,analysisoftheeffectsoftemperature,aceticacidadditiononaceticacidfermentation.Theresultsshowthat:

theoptimalcombinationfermentationasthetemperatureis31℃,aceticacid,addingamountof1O,thealcoholcontentis1O.

（2）thetotalphenolcontentingrapevinegarFolin-Ciocalteucolorimetricmethod.Thetotalphenoliccontentofgrapevinegarfor28.5mg/L.

（3）theabilityofscavengingDPPHfreeradical,ABTS+,evaluationontheantioxidantcapacityofgrapevinegar.TheconcentrationofVcequivalentoftwokindsoffreeradicalscavengingcapacityofDPPHandABTS'

s（VCEAC）were:

23mg/100mL,54.6mg/mL.

KEYWORDS：

Grapevinegar；

Fermentation；

Antioxidantactivity

目录

前言1

第1章文献综述2

1.1葡萄2

1.1.1葡萄生物学特性2

1.1.2葡萄的保健成分2

1.2果醋3

1.2.1果醋的发展3

1.2.2果醋主要营养与功能成分4

1.2.3果醋功能性5

1.2.4果醋的加工工艺7

1.3本研究的目的和意义9

第2章葡萄醋的酿造工艺10

2.1材料和方法10

2.1.1试验原料10

2.1.2.仪器与试剂10

2.1.3.果醋发酵工艺10

2.2结果与分析11

2.2.1醋酸发酵过程中酸度变化11

2.2.2葡萄醋感官分析12

2.3小结12

第3章葡萄果醋的多酚含量及抗氧化性研究15

3.1材料和设备15

3.1.1试验原料15

3.1.2仪器与试剂15

3.2试验方法15

3.2.1清除DPPH自由基能力的测定15

3.2.2清除ABTS+自由基能力的测定16

3.2.3多酚含量的测定18

3.3结果与分析18

3.3.1清除自由基DPPH能力18

3.3.2清除ABTS+自由基19

3.3.3测定多酚含量20

3.4小结20

第4章结论与讨论21

4.1结论21

4.2讨论21

4.3展望21

参考文献23

致谢25

前言

随着社会的进步，人们生活水平的提高，人们对于饮食的要求不仅仅局限于吃的饱最重要的是吃的营养吃的健康，于此同时人们对于饮水的需要也不仅仅局限于解渴而且寻找更加适合大众口味的具有保健功能的饮料，在这种趋势下，果醋应运而生。

90年代初国内曾掀起过一段时间的醋酸饮料热。

果醋饮料“横空”出现之初，被称为继碳酸饮料、水饮料、茶饮料、果汁饮料和功能饮料之后的“第六代黄金饮品”[1]。

因其丰富的营养，清新的口感，明快的色泽，以最短的时间让人们为之倾心。

上世纪80年代，日本就掀起了保健醋的热潮。

90年代，美国人推出了苹果醋，年产量5.6亿升；

加拿大年产量0.09亿升；

英国产量0.1亿升。

近几年，果醋在欧美等国家掀起一股热潮，产品种类繁多。

虽然我国是酿醋最早的国家，但对果醋的开发起步较晚，落后于欧美国家。

国内在90年代一时兴起过，由于当时价格昂贵，人们生活水平较低，消费观念落后，很快就淡出了市场[2]。

日本的保健醋生产和消费颇具有代表性。

在日本的自然食品商店和百货公司的货架上陈列着各种名醋,不是作为调味品之用,而是以健康食品的姿态出现,日本仅保健醋就有100种之多。

近年来,日本食醋工业不断推陈出新,各厂家都在竞相开发绿色食品醋、大自然醋、健身醋等。

如:

白蛋白醋、酸梅醋、麦芽醋、生药醋、酒醋等30余种。

在葡萄的生产过程中，往往由于气候不佳、虫鸟灾害，人为采摘不当等原因造成很多伤果、裂果、小果、落果等残次果，这些残次果中很大一部分都可以继续利用。

本研究以田间采集的葡萄残次果为原料，通过自然发酵得到葡萄酒醪，然后采用液态深层发酵法酿制葡萄醋。

以葡萄酒醪和葡萄醋为研究对象，对其安全性、抗氧化活性进行研究和评价。

本研究旨在变废为宝，提高农产品的综合利用率，减少资源的浪费，为葡萄的残次果开发葡萄醋及其醋饮料产品提供理论参考。

从而实现变废为宝。

第1章文献综述

1.1葡萄

1.1.1葡萄生物学特性

葡萄，又称草龙珠，山葫芦，古称蒲陶，是人们喜爱的水果之一。

据分析，每百克含水分87.9克，蛋白质0.4克，脂肪0.6克，碳水化合物8.2克，粗纤维2.6克，钙4.0毫克，磷7.0毫克，铁0.8毫克，并含有胡萝卜素、维生素Ｂ1、维生素Ｂ2、维生素Ｃ、维生素Ｐ、维生素ｐｐ等，此外，还含有人体所需的十多种氨基酸及多量果酸。

因此，常食葡萄，对神经衰弱和过度疲劳均有补益作用。

而葡萄酒又为一种低度饮料，含有十几种氨基酸和丰富的维生素Ｂ12和维生素Ｐ，更具有味甘、性温、色美、善“醉”、易醒、滋补、养人等特点，经常少量饮用，有舒筋活血、开胃健脾、助消化、提神等功效。

1.1.2葡萄的保健成分

葡萄不仅味美可口，而且营养价值很高，成熟的浆果中含糖量高达10%-30%，以葡萄糖为主，可被人体直接吸收。

还含有矿物质钙、钾、磷、铁以及多种维生素，以及多种人体必需氨基酸。

从中医的角度来说，葡萄性平，味甘酸，无毒，中医认为，葡萄中的糖易被人体吸收。

葡萄中的糖主要是葡萄糖，能很快被人体吸收，特别是当人体出现低血糖时，若及时饮用葡萄汁，可很快使症状缓解。

法国科学家研究发现。

葡萄能比阿斯匹林更好地阻止血栓形成，并且能降低人体血清胆固醇水平，降低血小板的凝聚力，对预防心脑血管病有一定作用。

葡萄中含的类黄酮是一种强力抗氧化剂，可抗衰老，并可清除体内自由基[3]。

在葡萄中含有一种抗癌向量元素，可以防止健康细胞癌变，并能防止癌细胞扩散。

而且葡萄汁可以帮助器官移植手术患者减少排异反应，促进早日康复。

中医认为，葡萄性平味甘，能滋肝肾、生津液、强筋骨，有补益气血、通利小便的作用，可用于脾虚气弱、气短乏力、水肿、小便不利等病症的辅助治疗。

1.1.3葡萄的功效和作用

（1）开发智力，丰富的有机酸能有效维持体内的酸碱平衡，调节体内代谢。

果醋呈酸性，经人体吸收代谢后便成碱性食品。

醋中的挥发物质及氨基酸等具有刺激大脑神经中枢的作用，开发智力[4]。

（2）解除疲劳，葡萄中所含有的大量的葡萄糖和果糖，进入体内后会转化成能量，可迅速增强体力，有效地消除肉体的疲劳。

因此疲劳时吃一些葡萄可以快速改善。

（3）抗毒杀菌，葡萄中含有天然的聚合苯酚，能与病毒或细菌中的蛋白质化合，使之失去传染疾病的能力，常食葡萄对于脊髓灰白质病毒及其它一些病毒有良好杀灭作用，而使人体产生抗体。

（4）改善过敏症状，防癌抗癌，葡萄皮中的白藜芦醇不仅能抑制发炎物质的运作，有效缓解过敏症状，还可以防止正常细胞癌变，并能抑制已恶变细胞扩散，有较强的防癌抗癌功能。

（5）抗贫血，葡萄中还具有抗恶性贫血作用的维生素B12，常饮红葡萄酒，有益于治疗恶性贫血。

（6）调养肠胃、利胆，葡萄含多量果酸能帮助消化，清理肠胃垃圾，并对大肠杆菌、绿脓杆菌、枯草杆菌均有抗菌作用，葡萄中还含有维生素P，可降低胃酸毒性，治疗胃炎、肠炎及呕吐等。

（7）利尿消肿，安胎。

据李时珍记载，葡萄的根、藤、叶等有很好的利尿、消肿、安胎作用，可治疗妊娠恶阻、呕吐、浮肿等病症。

；

（8）补益和兴奋大脑神经，葡萄果实中，葡萄糖、有机酸、氨基酸、维生素的含量都很丰富，可补益和兴奋大脑神经，对治疗神经衰弱有一定效果；

（9）美容养颜，葡萄籽中含有独一无二的前花青素，这种物质具有超强的抗酸化和抗氧化的功用，能在自由基伤害细胞前将它除去，从而达到紧致肌肤、延缓衰老的作用。

常吃葡萄可使肤色红润，秀发乌黑亮丽。

葡萄无论食用、药用都可说是价值非常高，夏季是葡萄大量上市的季节，建议大家经常食用，尤其肾炎、高血压、水肿患者，儿童、孕妇、贫血患者，神经衰弱、体倦乏力、未老先衰者，肺虚咳嗽、盗汗者，风湿性关节炎、四肢筋骨疼痛者更应该多吃；

但糖尿病患、便秘者、脾胃虚寒者不宜多食，多食则可引起腹泻。

服用安体舒通、氨苯蝶啶和补钾时，不宜同食葡萄干和其他含钾量高的食物，否则易引起高血钾症，出现胃肠痉挛、腹胀、腹泻及心律失常等。

1.2果醋

1.2.1果醋的发展

进入21世纪以来，随着人们生活水平的提高，对食品的要求越来越高，因此，“果醋”的开发研究显得尤为重要。

我果水果资源丰富，制醋原料繁多，劳弥补国内果醋品种少的缺点[5]。

在未来二十年，将是新一代调味品发展的黄金时期。

在传统产品的基础上，运用先进的技术、工艺、原料，按照国际标准，生产口味好、质量优的果醋及果醋饮品[6]。

这样的产品不仅具有人们喜爱的水果味，而且具有丰富的功能成分，具有巨大的市场发展潜力。

随着我国经济的迅猛发展，人们越来越重视营养保健，因此，果醋的发展必然会带来人们意想不到的经济利益和社会效益。

果醋饮料行业具有巨大的市场潜力。

一旦果醋饮料国家标准出台，行业将走向规范化，必将产生飞跃式的发展。

融营养、调味、保健功能为一体的果醋，随着人均生活水平的提高，健康环保意识的增强，其市场需求量必然与日俱增。

人类生产食用果醋已有悠久的历史。

早在lO世纪葡萄醋在法国就已相当盛行，17世纪以后欧洲各国结合各自的物产和饮食习惯生产出不同品种和风味的果醋。

果醋产品的商业化从20世纪80年代末开始起步，20世纪90年代已风靡欧美、日本等发达国家。

据有关报道，英国的苹果醋年产量0．1亿L，占食醋年产量的17％。

由于果醋特有的色、香、酸味和营养保健作用，我国又有广阔的原料来源，在现代先进工艺技术的推动下，正从传统食醋行业中脱颖而出。

虽然目前我国果醋研制和批量生产的厂家还不多，但国际国内的果醋市场前景十分看好，果醋生产必将得到迅猛发展。

众所周知，癌症和心血管疾病是引起人类死亡的最主要病因，经过了一个世纪的努力，仍没有找到有效的治疗药物，目前的共识是对此类疾病应以预防为主。

目前大多数降脂药物均有副作用，不宜长期使用。

研究表明，蔬菜、水果的摄入量与心血管疾病以及一些肿瘤的发病率、死亡率呈负相关，蔬菜和水果中的天然活性物质能明显预防心血管疾病和糖尿病、高脂血症的发生，而果醋酿造主料均

来自于水果和蔬菜，因此，加强对果醋抗氧化作用的研究对于预防和治疗高脂血症和心血管疾病具有重要的意义。

1.2.2果醋主要营养与功能成分

果醋主要营养功能成分，小分子有机酸是果醋重要的组分之一，不仅起到调节风味作用，也是果醋发挥生理功能的重要组分。

果醋中的酚类物质是一些重要活性成分它包括花色素类、酚酸类、黄酮类等。

近年来国外研究人员对一些果醋中多酚物质含量和组成进行了较为系统的研究：

主要集中在以葡萄和苹果为原料酿制的果醋。

N.H.Budak[18]等分别采取静态表面发酵和液态深层发酵制得苹果醋。

苹果醋中检出的主要酚类物质以绿原酸为主还包括没食子酸、儿茶素、表儿茶素、咖啡酸和对香豆酸。

Nakamura等对SOD苹果醋酚类物质进行鉴定发现其中含有比普通苹果醋高得多的5-羟甲基糠醛、原儿茶酸、绿原酸、绿原酸异构体、对羟基苯甲酸、对香豆酰奎宁酸异构体、对香豆酸等。

Shahidi等比较分析了7个不同果醋样品多酚组成和含量，7个果醋样本中多酚化合物包括苯甲酸衍生物丁香酸和香草酸、肉桂酸衍生物、阿魏酸和香豆酸、3-葡萄糖苷矢车菊素、白藜芦醇、绿原酸、黄酮化合物包括黄酮醇、槲皮素和山奈酚、黄烷醇、儿茶素和表儿茶素，其中李子醋的总酚含量最高，但不含阿魏酸。

Cerezo[21]等鉴定了西班牙卡百纳红葡萄醋中的主要酚类物质，其中非色素酚类物质有：

咖啡酰酒石酸、没食子酸、丁香酸、儿茶素、咖啡酸、阿魏酸和对香豆酸；

花色素包括：

3-葡萄糖苷锦葵花素、3-葡萄糖苷羧基吡喃锦葵花素（VitisinA）、3-葡萄糖苷,4-乙烯基锦葵花素（VitisinB）、乙烯基儿茶素3-葡萄糖苷锦葵花素、乙酰-VitisinA、乙酰-VitisinB、3-葡萄糖苷，6-乙酰锦葵花素、3-葡萄糖苷，6-乙酰芍药花素、香豆酰-VitisinB、3-葡萄糖苷（6-香豆酰-）锦葵花素、3-葡萄糖苷苯吡喃锦葵花素、3-葡萄糖苷（6-乙酰）苯吡喃锦葵花素、3-葡萄糖苷（6-乙酰）愈创木吡喃锦葵花素等。

H.N.Budak和Guzel-Seydim对表面静态发酵和液态深层发酵葡萄醋中的多酚物质进行定性和定量分析，发现其主要酚类物质包括没食子酸、儿茶素、表儿茶素、咖啡酸、绿原酸、丁香酸、对香豆酸和阿魏酸。

液态深层发酵葡萄醋中儿茶素显著高于表面发酵，而绿原酸、丁香酸等在表面发酵葡萄醋中更高。

经过陈酿，意大利香醋中多酚等小分子物质与美拉德反应产物逐渐聚合形成高分子黑色素蛋白复合物（类黑精），陈酿香醋抗氧化活性的增强与这些高分子类黑精的形成与增加有关。

1.2.3果醋功能性

1.2.3.1果醋抑菌、调节体内酸碱平衡和缓解体力疲劳[12]

自古以来，食醋就被认为具有抗菌、消炎功效应用于日常生活和医药中。

果醋和普通食醋一样含有丰富的以乙酸为主的有机酸。

乙酸是一种有机弱酸，在水溶液中通常呈部分分子态和部分解离态。

果醋中含有的丰富有机酸有利于维持体内酸碱平衡，而且含有丰富钾、钙、锌、钠等矿物元素，在体内代谢成碱性物质，维持体液酸碱平衡[7]。

果醋还有缓解体力疲劳的作用，张莉等采用小鼠负重游泳实验，证实了桑葚果醋缓解运动疲劳的作用。

研究结果显示，相对空白对照组，灌胃桑椹果醋的实验小鼠游泳时间显著延长，说明桑椹果醋能在一定程度上增强小鼠运动能力、缓解小鼠体力疲劳。

机体的疲劳感是体液呈酸性化的反应。

正常状态下，体液呈中性或弱碱性，pH为7.2~7.5。

当经过长时间劳动、剧烈运动或食用了大量的酸性食物后，体内容易积聚大量的乳酸。

此时机体草酰乙酸的生成量不足以分解过多的乳酸，使得部分乳酸残留在血管或肌肉内造成体液呈酸性，陷入酸过多症状态，从而使人产生疲劳感。

而醋酸可直接被小肠吸收进入血液循环，被送到各组织细胞，少量的醋酸可在肝脏中与辅酶A（CoA）结合生成乙酰CoA，大部分的醋酸与草酰乙酸反应合成柠檬酸，乙酰CoA和柠檬酸都是三羧酸循环（TCA）循环的底物，它们的增多可促进TCA循环的进行，减少乳酸和丙酮酸的积累，达到消除疲劳的作用。

Fushimi等认为人体在摄取和吸收醋酸等有机酸后，醋酸在肝脏中通过抑制2,6-二磷酸果糖的合成而抑制糖酵解，促进糖原合成；

醋酸还在骨骼肌中通过抑制磷酸果糖激酶-1的活动而抑制糖酵解，减少体内乳酸的积累，促进有氧代谢，从而起到缓解和消除疲劳的作用。

1.2.3.2果醋抗氧化

食醋由于含有含有多酚、黄酮类化合物具有一定抗氧化活性，特别是质量好的食醋，如恒顺香醋还含有类黑精等，抗氧化能力很强[15]。

果醋除含有多酚和黄酮等抗氧化物质外，还含有丰富的维生素，果醋抗氧化活性是其基本功能特性之一。

国内外研究人员通过体内或体外抗氧化实验证实了果醋的抗氧化功能，并对其功能因子进行追踪。

金杰等通过测定桑葚果醋提取物对羟基自由基清除率、脂质过氧化抑制率和总抗氧化能力验证了的桑葚果醋的抗氧化特性，认为甲醇是最能全面萃取桑葚果醋抗氧化物质的溶剂。

张霁红等测定了苹果醋对DPPH自由基的清除能力，苹果醋清除DPPH自由基能力与其总酚、总黄酮含量均呈显著的相关性。

Alonso等研究了不同雪利醋样本的抗氧化活性；

与雪利酒一样，雪利醋同样具有很强的清除ABTS+自由基能力，雪利醋抗氧化能力与其总酚含量呈显著正相关。

Davalos[17]等以清除氧自由基（ORAC）和荧光体系（FL）分别比较了5种红、白葡萄汁和葡萄醋的抗氧化能力，结果显示葡萄果汁和果醋都具有较强的抗氧能力，红葡萄汁和醋比白葡萄汁和醋抗氧化能力更强，其抗氧化能力与总酚含量呈显著正相关。

意大利传统香醋是由葡萄汁经过加热浓缩、发酵和陈酿等工序制成一种世界名醋，具有极好的抗氧化能力，在一定程度上能预防和治疗机体氧化-还原失衡造成的疾病。

Tagliazucchi等通过FRAP和ABTS体外抗氧化实验证实意大利传统香醋具有很强的抗氧化活性；

通过活性追踪实验证实其45%的抗氧化能力来自于总酚物质，其中单宁部分体现出约50%抗氧化能力；

剩余的抗氧化能力来源于加热和陈酿过程中通过Maillard反应形成的类黑精（约占45%）和一些低分子量的Maillard反应产物。

白质（1.2%,w/w）；

Verzelloni等通过体外抗氧化实验和体外模2+拟胃消化火鸡肉抗脂质过氧化实验，发现其黑色素蛋白的抗氧化是通过清除自由基和螯合Fe，而不是通过抑制胃蛋白酶能力来实现。

由于富含多酚物质，意大利香醋能降低人单核细胞（THP-1）甘油三酯和总胆固醇水平；

由于具有极强的清除自由基能力，意大利香醋能通过降低清道夫受体表达抑制低密度脂蛋白（LDL）氧化以及由氧化LDL诱导的泡沫细胞形成。

Ubeda[17]等比较了柿子醋与几种著名商品果醋的抗氧化能力和总酚含量，氧化自由基吸收能力（ORAC）强弱顺序为：

意大利香醋（葡萄醋）＞苹果醋＞雪利醋＞柿子醋＞红葡萄醋＞白葡萄醋；

清除DPPH自由基能力和总酚含量顺序为：

意大利香醋（葡萄醋）＞雪利醋＞苹果醋＞柿子醋＞红葡萄醋＞白葡萄醋。

Jeong[16]等分别采用DPPH+和ABTS自由基体系和FRAP还原能力体系，比较了韩国8种商品醋（苹果醋、蓝莓果醋、葡萄醋、柠檬果醋、仙人掌果醋、青梅果醋、柿子醋和米醋）的体外抗氧化能力。

研究结果表明，葡萄醋、柿子醋和青梅醋的抗氧化能力显著强于其他果醋，与其总酚尤其是没食子酸和表没食子儿茶素含量高有关。

近年来，食醋被认为具有美容和延缓衰老作用，其作用机制主要与清除体内过多的自由基，增强机体抗氧化酶系统的活性，减少脂质过氧化等有关。

归根到底，这种作用还是与体内抗氧化有关。

果醋比普通食醋含有更多的酚类物质、维生素和矿物质等，也能在一定程度上起到美容与延缓衰老作用。

另外，果醋可以平衡皮肤的pH，控制油脂分泌；

果醋对人体皮肤有柔和的刺激作用，能使血管扩张，加快血液循环，有利于消除色素沉着，使皮肤光润[8]。

1.2.4果醋的加工工艺

果醋的发酵工艺按其发酵状态可分为全固态发酵法、全液态发酵法、前液后固发酵法。

1.2.4.1全固态发酵法工艺流程：

原料→选料清洗→破碎→加少量稻壳、酵母菌→固态酒精发酵→加麸皮、稻壳、醋酸菌→固态醋酸发酵→淋醋→灭菌→陈酿→成品

全固态发酵法以粮食为主要原料，加入麸皮辅料和谷糠、高梁壳等填充料，经处理后接酵母菌、醋酸菌固态发酵制得。

如广西南宁酱料厂以大米、酒糟、麸皮、果皮为原料生产保健醋；

连云港市酿化厂以固态分层发酵工艺生产黑糖醋等全固态发酵法是传统的制醋法，卫生条件相对差，劳动强度大，生产周期长，醋的产生率也不高，存在一定的缺点。

其中要加入辅料与填充物，使果醋带有麸皮和谷糠味，果醋的口感不佳。

1.2.4.2全液态发酵法

工艺流程：

原料→选料清洗→打浆→酶解→过滤→加入酵母菌→液体酒精发酵→加入醋酸菌→液体醋酸发酵→澄清→过滤→灭菌陈酿→成品

全液态发酵法的发酵过程是全液体状态，具有培养条件容易控制，操作卫生条件好、原料利用率高、质量稳定等优点，易于操作管理，可规模化、标准化生产。

目前在果醋的机械化生产中，果醋的酿造方法多以全液态发酵法为主。

全液态发酵法又分为液态表面静置发酵法、液态深层发酵法、液态浇淋发酵法等方法。

（1）液态表面静置发酵法

液态表面静置发酵法就是在醋酸发酵的过程中进行静置，该法发酵时间较长，需1～3个月左右，但是果醋酸味柔和，口感要优于液态深层发酵法，并且形成了含量较多的包括酯类（如乳酸乙酯）在内的多种风味物质。

王岁楼，张文叶曾用这种方法成功地发酵山楂果醋。

据报道，也有用该方法生产梨醋的等等。

（2）液态深层发酵法

大型生产中，液态深层发酵法可利用发酵罐通过液体深层发酵获得产品。

液态深层发