果膠酶對葡萄酒中生物活性物質(zhì)浸提的影響

1、淺談果膠酶對葡萄酒中生理活性物質(zhì)浸提的影響摘要 本文主要綜述了果膠酶對浸提葡萄酒中的生理活性物質(zhì)，如白藜蘆醇、花色素和花色苷、單寧以及干浸出物的影響，根據(jù)各種實(shí)驗(yàn)表明，果膠酶能夠增加這些多酚類化合物的浸提和積聚，使葡萄酒更有價(jià)值，對人體有益。關(guān)鍵詞 葡萄酒 果膠酶 多酚類化合物 干浸出物前 言葡萄酒是當(dāng)下十分受歡迎的一種酒精飲料。法國人每日攝取大量動物性脂肪和膽固醇，但是其冠心病發(fā)病率和死亡率比其他西方國家的原因就是法國人喝葡萄酒比其他國家多。1近幾年國外對于葡萄酒中酚類物質(zhì)及其他生理活性的研究較為廣泛，而國內(nèi)卻較少。酚類物質(zhì)是葡萄中重要的次生代謝產(chǎn)物，與葡萄的抗病性、采后生理、貯存、保鮮以及

2、與葡萄酒的色澤、風(fēng)味等品質(zhì)指標(biāo)密切相關(guān)。2果膠酶在葡萄酒中有非常多的應(yīng)用與好處，例如提高出汁率、澄清作用、浸提生物活性物質(zhì)、改善酒的品質(zhì)等。本文主要論述了果膠酶對于葡萄酒中浸提白藜蘆醇、花色素和花色苷、單寧、干浸出物等生物活性物質(zhì)的影響。 1葡萄酒的功效及含有的生理活性物質(zhì)葡萄酒是用新鮮的葡萄或葡萄汁經(jīng)完全或部分發(fā)酵釀成的酒精飲料，通常分紅葡萄酒和白葡萄酒、桃紅葡萄酒三種。醫(yī)學(xué)研究表明：葡萄的營養(yǎng)價(jià)值很高，適當(dāng)飲用對人體十分有益，能夠預(yù)防心臟病，尤其對心血管疾病有突出的功效，并保持血管活力，避免產(chǎn)生動脈硬化風(fēng)險(xiǎn)還有美容養(yǎng)顏抗衰老等功效。而這些功能特性都取決于葡萄酒中含有的生理活性物質(zhì)，經(jīng)唐傳核

3、、楊曉泉3的研究，葡萄酒中含有的生理活性物質(zhì)主要為多酚類化合物。主要有類黃酮類、原花色素類(即濃縮單寧類)、白黎蘆醇類以及酚酸類。其中，主要類黃酮有黃酮醇以及黃烷酮醇類、兒茶素類(異黃酮醇，黃烷-3-醇)以及花色苷類。2果膠酶浸提功能性物質(zhì)的機(jī)理葡萄中存在著大量果膠，它們起著細(xì)胞粘合劑的作用。果膠是由半乳糠醛組合的大分子，并與不同的多糖連在一起，果膠物質(zhì)與纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素是細(xì)胞壁最重要的構(gòu)成物質(zhì)，主要存在于植物初生壁和細(xì)胞中間，果膠大分子阻礙了固體粒子的沉降，而果膠酶則可打破果膠分子，將果膠分子變成微小粒子，從而有效地破除細(xì)胞壁，使細(xì)胞中的活性成分溶解出來。19果膠酶可以使葡萄酒中花

4、色苷物質(zhì)的含量更加豐富，增加酒香，感官更好，且經(jīng)果膠酶處理的酒中總酚含量、單寧含量及色澤強(qiáng)度均優(yōu)于未用果膠酶處理的酒。3果膠酶對葡萄酒中生理活性物質(zhì)浸提的影響3.1白藜蘆醇根據(jù)陳國良等人4的總結(jié)白藜蘆醇具有抗菌、抗癌、抗炎、抗過敏、降血脂、抗氧化等多種藥理活性。它是二苯乙烯化合物中的一種，在葡萄樹體以及葉子中存在較多，其次為葡萄果皮，在種子中也有存在。根據(jù)張健、高年發(fā)5的研究，添加二氧化硫和果膠酶對白藜蘆醇浸出的影響：二氧化硫具有還原性，在葡萄酒中具有抑菌護(hù)色和增酸作用，其可影響釀造微生物的生長代謝；果膠酶關(guān)系到葡萄汁對葡萄皮的浸漬作用，而白藜蘆醇主要來源于葡萄皮，因此二氧化硫和果膠酶必然影響

5、白藜蘆醇含量。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知（如圖1），果膠酶和二氧化硫都有利于白藜蘆醇的積累，果膠酶對細(xì)胞壁有一定的分解作用，有利于細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)溶出，可以明顯提高白藜蘆醇含量；由于酒中二氧化硫可以防止白藜蘆醇的氧化，所以添加二氧化硫，白藜蘆醇含量也有所提高。圖1添加二氧化硫和果膠酶對白藜蘆醇浸出的影響以上實(shí)驗(yàn)證實(shí)添加果膠酶比二氧化硫效果更顯著，且二氧化硫?qū)θ梭w有害，在鮑惠梅6的實(shí)驗(yàn)中，選擇添加果膠酶來提高葡萄酒中白藜蘆醇的浸出率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，該實(shí)驗(yàn)同樣證實(shí)了加入果膠酶能夠使葡萄酒中的白藜蘆醇含量提高，且效果要優(yōu)于添加二氧化硫后的白藜蘆醇含量。圖2果膠酶和二氧化硫?qū)Π邹继J醇含量的影響同時(shí)也有學(xué)者研究不同

6、果膠酶對于白藜蘆醇浸出率的影響，如王蕾、劉行之等人7采用了相同葡萄原料和相同酵母菌(CSM)對比研究了3種果膠酶對葡萄酒中芪化物含量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)（如圖3），由于果膠酶不同，主發(fā)酵結(jié)束時(shí)，選用Vinozyme G、Ultrazyme Premium、Ex-v果膠酶處理的3種酒樣總芪化物含量不同，分別為6.56、6.69、5.63mg/L，其中Ultrazyme Premium處理酒樣樣品中-葡萄素含量最高，達(dá)到3.65mg/L。Ex-v處理酒樣中的白藜蘆醇、-葡萄素含量均低于另外兩個(gè)樣品，分別為0.682、1.92mg/L，而Ultrazyme Premium果膠酶對果皮中白藜蘆醇及其二聚體

7、的浸出效果最好。這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，適當(dāng)控制工藝條件及選用合適的果膠酶有利于從果皮中獲得更多的白藜蘆醇及其二聚體。圖3 不同果膠酶發(fā)酵葡萄酒中3種芪化物含量3.2 花色素與花色苷葡萄酒在發(fā)酵、陳釀、貯存中，其顏色的色調(diào)、組成成分等都在發(fā)生著變化。新鮮葡萄酒的顏色主要是由單體花色苷組成8，Ribereau-Gayon認(rèn)為，紅葡萄酒新酒的顏色主要是由花色苷的種類和濃度、pH、二氧化硫濃度和輔色素等決定。9隨著發(fā)酵的進(jìn)行，花色苷類物質(zhì)被浸提出來，葡萄酒的顏色、紅色色調(diào)和顏色飽滿度迅速上升，達(dá)到最大值。此外，流行病學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，富含原花色素的食物或原花色素純品具有預(yù)防腫瘤和心血管系統(tǒng)疾病等作用

8、。近年來，國外十分重視原花色素的防癌、抗癌作用及其機(jī)制研究，報(bào)道較多，國內(nèi)卻很少見。10根據(jù)Dr. David Guerrand、Jean-Philippe Gervais等人11的研究（研究結(jié)果如表1、表2所示），如表1所示，使用果膠酶對顏色的浸提起到積極的貢獻(xiàn)作用，花色素苷分別提升了5 % 和15%；而經(jīng)果膠酶 EX-V 處理的葡萄酒的花色素苷、多酚指數(shù)都相應(yīng)提高了，如表2所示，經(jīng)果膠酶處理的葡萄酒比沒有酶處理的色度提高了很多，果膠酶 EX-V 高達(dá)15%。而對色調(diào)(hue)而言，與對照比較，兩者分別降低了10 %（REF）和15%（EX-V）。在三組試驗(yàn)中，果膠酶 EX-V 處理的葡萄酒

9、獲得了最高的多酚指數(shù)（比對照高15%）。此外，經(jīng)過酶處理的葡萄酒的單寧澀味指數(shù)是未經(jīng)過酶處理的兩倍，其中經(jīng)果膠酶EX-V 處理的葡萄酒比對照幾乎高了125。因此可以認(rèn)為果膠酶Ex-V在對葡萄酒的顏色和花色素花色苷提取的貢獻(xiàn)上作用非常明顯。表1 酒精發(fā)酵后部分指標(biāo)表2 蘋果酸-乳酸發(fā)酵后部分指標(biāo)根據(jù)岳強(qiáng)，曾新安12對于不同果膠酶對葡萄酒色值影響的實(shí)驗(yàn)，如圖4可以看出，加入果膠酶后，葡萄酒的顏色與對照組相比是更加深了，因此可以得到果膠酶可以明顯增強(qiáng)葡萄酒的顏色，而諾維信CELLUBRIXL紅果膠酶的效果是最好的，即果膠酶能夠有效地浸提葡萄酒中的主要色素，提高葡萄酒的色值。表3 色值測定實(shí)驗(yàn)所用的果

10、膠酶圖4 色值變化曲線果膠酶之所以能夠使花色苷類物質(zhì)浸提出來的原因是，花色苷是以兩種相互平衡的形式存在的有色或無色13。顏色的深淺決定于平衡趨向哪一邊，如果介質(zhì)中酸性較弱或具有還原特性，可使平衡趨向于無色邊，使葡萄汁或葡萄酒的顏色變淺，反之，則趨向另一邊，顏色變深。發(fā)酵過程中，由于果膠酶的作用，原果膠被分解為可溶性的果膠酸和果膠酯酸，加上發(fā)酵過程中的代謝產(chǎn)酸，導(dǎo)致pH的降低。14果膠酶也增加多酚物質(zhì)的浸提和聚積，花色素等多酚類物質(zhì)的氧化也將導(dǎo)致顏色的變化。3.3 單寧單寧是一類特殊的酚類化合物，由一些非?；钴S的基本分子通過縮合或聚合作用而成15-16，紅葡萄酒采用帶皮發(fā)酵工藝，浸漬過程中葡萄皮

11、表層的單寧會慢慢釋出，是優(yōu)質(zhì)單寧；但如果浸泡時(shí)間太長，葡萄皮深層的單寧也會釋出，會致葡萄酒苦澀味較重，因此應(yīng)避免過度浸提。17 紅酒中的單寧和單寧結(jié)構(gòu)在酒體結(jié)構(gòu)起重要作用，對消費(fèi)者而言的直接描述則是葡萄酒有“澀”的滋味。根據(jù)王建剛等人8的研究，在葡萄酒釀造過程中添加果膠酶，有利于增強(qiáng)多酚物質(zhì)的浸提，添加合適的果膠酶，可很大程度地浸提出葡萄果實(shí)中游離態(tài)和部分結(jié)合態(tài)的優(yōu)質(zhì)單寧，在實(shí)驗(yàn)中，他們發(fā)現(xiàn)Lafase HE果膠酶更有利于對單寧、色素類物質(zhì)的浸提,使葡萄酒結(jié)構(gòu)平衡、酒體豐富和色澤艷麗。3.4 干浸出物根據(jù)屈慧鴿，李榮等人18的研究，根據(jù)表4，加入果膠酶后，原酒的干浸出物含量均有上升。和對照樣相

12、比，隨著果膠酶加量的增加，干浸出物含量上升得越多。但是果膠酶加量為0.3g/L的樣品與0.2g/L的樣品干浸出物含量非常接近，說明加入果膠酶提高干浸出物含量是有極限的，加酶量超過一定程度后，干浸出物含量就不會再上升。表4 陳釀6個(gè)月后原酒主要成分含量4 小結(jié)果膠酶在浸提葡萄酒中的生理活性物質(zhì)，尤其是多酚類物質(zhì)上的效果十分顯著，主要原因便是而果膠酶則可打破果膠分子，將果膠分子變成微小粒子，從而有效地破除細(xì)胞壁，使細(xì)胞中的活性成分溶解出來。因此能夠有效地浸提如同白藜蘆醇、花色素和花色苷、單寧以及干浸出物等。優(yōu)質(zhì)的果膠酶在葡萄酒生產(chǎn)中有非常高的使用價(jià)值，因此具有很大的應(yīng)用潛力和光明的前景。參 考 文

13、 獻(xiàn)1 楊晶.葡萄酒中重要生物活性物質(zhì)的研究進(jìn)展J.國外醫(yī)學(xué)衛(wèi)生學(xué)手冊.2008(04)2丁燕,趙新節(jié). 酚類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)及其與葡萄及葡萄酒的關(guān)系J.試驗(yàn)研究.2003(01)3唐傳核,楊曉泉.葡萄及葡萄酒生物活性物質(zhì)的研究概況(II)抗氧化以及預(yù)防心血管疾病效果J.中國食品添加劑.2003(02)4陳國良,耿春梅,劉湘永.白藜蘆醇衍生物及類似物的研究進(jìn)展J.藥學(xué)進(jìn)展.2006(04)5 張健，高年發(fā).影響干紅葡萄酒中白藜蘆醇含量的因素分析J.中國釀酒.2007(02)6 鮑會梅.葡萄酒中白藜蘆醇含量影響因素的探討J.中國釀酒.2010(07)7 王 蕾,劉行之,王琴飛,李景明. 不同果膠

14、酶和酵母菌對葡萄酒中白藜蘆醇及其二聚體的影響J.食品科技.2008(10)8 王建剛,劉玉田,時(shí)磊,孫婧超. 酵母菌和果膠酶對干紅葡萄酒發(fā)酵浸提的影響J. 釀酒科技.2010(08)9于慶泉,段長青.蛇龍珠葡萄酒釀造過程中顏色變化規(guī)律研究J.中國釀造2006(11)10王修杰,袁淑蘭,魏于全.原花色素的防癌抗癌作用J.中草藥.2004(07)11 Dr. David Guerrand,Jean-Philippe Gervais,郭永亮,李新榜.優(yōu)質(zhì)紅葡萄酒釀造中浸提多酚物質(zhì)最有效的工具新一代果膠酶EX-V的應(yīng)用J.葡萄釀酒.2003(02)12岳強(qiáng),曾新安,于淑娟,滕環(huán)宇.不同果膠酶對干紅葡萄酒顏色的影響研究J.釀酒.2005(05)13 王志東,張軍翔,王琨,李梅.不同酵母及果膠酶對紅葡萄酒綜合理化指標(biāo)的影響J.中外葡萄與葡萄酒.2007(02)14Bautista-Ortin A.B;Martinez-Cutillas A;Ros-Garcia J.M;Lbpez-Rocal J.M;Gbmez-Plaza E,Improving colour extraction and stability in red wines;the use of maceration enzymes and enol