高压脉冲电场预处理紫薯汁液应用于低酒精度饮料酒发酵的研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yoyo1028
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紫薯(Ipomoea batatas L.Poir),是一种被广泛种植的农产品资源,因其富含花青素、果胶、淀粉等成分而具有很高的营养价值,是当前食品、医疗、化妆品等领域的研究热点。本文主要以紫薯汁液的前处理技术和紫薯糯米饮料酒的发酵工艺为关键技术进行研究,旨在研发一种风味独特、营养价值高的低酒精度紫薯糯米饮料酒,具体研究内容及结果如下:(1)为提高紫薯汁液中活性成分的溶出效率,提高后期产品营养价值,采用高压脉冲电场法(PEF)对紫薯浆液进行预处理,以汁液中抗氧化活性成分(总酚、花色苷)的溶出率为指标,通过对PEF处理中的料液比、处理时间、电场强度、脉冲频率、占空比等条件进行优化,并确定最优工艺。研究表明,在料液比为1:3,处理时间60 s,电场强度为8.2 k V/cm,脉冲频率为19.9 k Hz,占空比为31.9%的条件下处理紫薯汁液,测得总酚含量为425.618±2.275 mg/kg,花色苷含量为155.590±4.527mg/kg,同比分别增长了29.96%和29.17%,显著提升了紫薯汁液的中总酚和花色苷的溶出率(P<0.05)。(2)通过GC-MS、LC-MS/MS、FTIR检测方法对经PEF处理前后样品进行化学分析。结果表明,GC-MS测得酚类、烯烃、炔烃、酸类、酯类及烷烃类等多种挥发性成分,经PEF处理的样品(PEF)测得的总挥发性物质含量为191.342 mg/L,高于未经PEF处理的样品(NO PEF)的177.693 mg/L。其中酚类物质中的2,2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)为测得的主要成分,在PEF样品和NO PEF样品中含量分别为16.231 mg/L、13.831 mg/L。LC-MS/MS测得紫薯汁液中8种花青素(分别为4种芍药素和4种矢车菊素),其中主要测定物质含量相对于NO PEF样品显著提高(P<0.05),芍药素-3-槐糖苷-5-葡萄糖苷14.989 mg/L(PEF)和8.506 mg/L(NO PEF);芍药苷3-对羟基苯甲酰槐苷-5-葡萄糖苷21.277 mg/L(PEF)和14.453 mg/L(NO PEF);矢车菊素-3-对羟基苯甲酰基-5-葡萄糖苷9.474 mg/L(PEF)和5.602 m g/L(NO PEF)。FTIR测得汁液中的特征官能团,测得1610.42 cm-1为苯环骨架震动峰、3360.24 cm-1为酚羟基伸缩振动峰、2931.25 cm-1为碳氢键(C—H)边角振动等官能团,初步判断为紫薯汁液中的酚类物质溶出率明显增加,也进一步验证了采用G C-MS和LC-MS/MS对紫薯汁液中成分的测定结果,可见,PEF技术处理能明显提高紫薯细胞中色素的溶出效果。(3)通过采用PEF最优条件下处理的紫薯汁液为原料与熟糯米混合发酵,以发酵产品的理化性质、感官评定和香气成分作为评价指标,筛选较优的糖化条件(甜酒曲糖化)及商业酵母。结果表明,在糖化过程中,将熟糯米与紫薯汁分别以1:2(m/V)和1:3(m/V)比例混合糖化过程中能显著提升体系中还原糖含量(P<0.05),且在第5~6 d分别达到最高(32.311±0.333 g/L、29.474±0.609 g/L),能为后期发酵提供能量及营养物质。通过对Aroma White、D254、RW、Red Fruit、EC1118五种不同酵母的生长特性和发酵后饮料酒的感官评定、理化性质、抗氧化能力和挥发性香气成分分析中发现,发酵能力适中(发酵产酒精度达到4.7%vol),发酵后饮料酒糖酸含量适中,感官品质最优,香气成分测定中:3-甲基-1-丁醇等醇类含量达15.043%、2,5-二叔丁基酚等酚类含量达4.062%、丁基亚硫酸十三酯等酯类含量达2.212%,香气成分突出。综上选取酵母EC118后续发酵6 d为最优实验组,可作为低酒精度紫薯饮料酒的发酵酵母应用于生产。(4)在上述研究基础上,通过单因素和正交实验对发酵工艺的原料配比(熟糯米:紫薯汁液)、酵母添加量、发酵温度、SO2添加量进行优化并获得最优工艺配方。结果表明,在主发酵工艺原料配比为1:2(m/V),酵母添加量6%,发酵温度18℃,SO2添加量60 mg/L的条件下所制作的低酒精度紫薯饮料酒,感官评分为85.50分,总酚406.02 mg/kg,花色苷121.71 mg/kg,ABTS 77.66%,DPPH 92.82%,总酸13.66g/L,总糖84.74 g/L,还原糖13.48 g/L,可溶性固形物17.0%,酒精度3.5%vol。与未经PEF处理的发酵产品(发酵工艺参照最优工艺)相比,其抗氧化活性显著提升(P<0.05)。本研究所得发酵产品是一款口感优良且富有营养价值的低酒精度饮料酒。
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