枳椇果梗发酵特性及其果醋功能性研究

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枳椇是一种野生或半野生树种,我国大部分地区均有分布,有很高的利用价值。枳椇果梗是枳椇果实的主要组成部分,但是对于枳椇果实的开发研究主要集中在其种子——枳椇子。由于外形扭曲、个体小、残渣多、不耐贮藏、加工适应性差等,枳椇果梗未能得到合理开发和利用,相关的研究报道也较少。枳椇果梗的含糖量极高,其它营养成分也非常丰富,是很好的天然可食资源。食品发酵对原料外形、大小等没有特殊要求,枳椇果梗经微生物发酵酿造果醋,可以充分利用原料中的营养组分,尤其是高糖的特点。采用微生物发酵法加工利用枳椇果梗能达到扬长避短的效果。本文对枳椇果梗原料中多酚含量和性质、有机酸组成分析方法进行研究,对枳椇果梗果醋发酵过程动态变化进行系统研究,并对酿制的果醋预防高脂饮食引起的肥胖、高脂血症以及慢性酒精肝损伤功能特性进行评价。主要研究内容和结果如下:(1)采用Folin-Ciocalteu比色法测定枳椇果梗总酚含量。优化确定了适宜的测定条件:枳椇果梗提取液0-1.0mL加Folin-Ciocalteu试剂0.6mL、20%的Na2CO3溶液1.5mL,加水定容至10mL,30℃避光反应60min后在750nm处测定吸光值。方法学评价结果表明,该法能用于枳椇果梗及其加工制品总酚含量测定。(2)通过有机溶剂萃取将枳椇果梗不同极性多酚分离,采用清除DPPH·、ABTS+自由基以及总还原能力体系对不同极性多酚萃取物体外抗氧化能力进行评价。枳椇果梗不同极性萃取物总酚含量、抗氧化能力有显著差异;极性越大,多酚含量越高、抗氧化能力越强。枳椇果梗不同极性多酚萃取物抗氧化能力与其总酚含量极显著相关,而可能与多酚极性无关。(3)通过酸碱水解,有机溶剂萃取的方法分离制备枳椇果梗不同类型酚酸。枳椇果梗游离酚酸占粗提物总酚11.5%;酯型酚酸占12.3%;糖苷型酚酸占10.5%。除含有较高的可溶性多酚,不溶性结合型酚酸含量也很高,不溶性结合型酚酸与可溶性总酚酸的比值约为1:2。枳椇果梗不同类型酚酸体外抗氧化能力与其多酚含量显著相关。(4)采用离子抑制反相高效液相色谱法测定枳椇果梗及其发酵果酒、果醋中的有机酸,优化确定了色谱条件,色谱柱:Wondasil C18(4.6×250mm ID,5μm);流动相:0.01mol/L KH2PO4-H3PO4缓冲溶液,pH2.8;流速:0.7ml/min;柱温:25℃;双波长紫外检测器检测波长:210nm(L-抗坏血酸243nm)。建立的检测方法能满足枳椇果梗及其液态发酵制品有机酸组成和含量分析。通过定性和定量分析,枳椇果梗中共检出7种有机酸,分别是草酸、酒石酸、苹果酸、抗坏血酸、醋酸、富马酸、琥珀酸;以酒石酸和苹果酸为主,占其总有机酸含量的94.92%。发酵果酒和果醋中分别检出9种有机酸,果酒中以酒石酸和乳酸为主,占其总有机酸86.52%。果醋以醋酸和酒石酸为主,占92.39%。。酒石酸是枳椇果梗及其液态发酵制品中的特征有机酸。(5)对枳椇果梗酿造果醋的发酵方法和工艺条件进行研究,确定了果醋发酵的合理方式和工艺参数。酒精发酵采用带皮渣发酵方式,加水1.5倍,发酵温度16℃,发酵时间80h。醋酸发酵采用液态深层发酵法,发酵温度34℃,第一轮发酵72h左右;分割留种发酵30h。枳椇果梗果醋酿造过程中,各种有机酸在发酵过程中不断进行转化、积累与代谢。酒精发酵阶段中最显著的特点是由于苹果-乳酸发酵,乳酸大量积累,最高达8937.09mg/L;苹果酸含量显著降低至419.13mg/L。而醋酸发酵阶段最明显的特点是由于醋酸菌代谢酒精而使醋酸含量不断上升,含量最高可达37592.77mg/L,而其它大部分有机酸经醋酸发酵而减少。酿造过程中发酵液抗氧化能力也因相关抗氧化组分的变化而不断变化。枳椇果梗发酵酒酪体外抗氧化能力较发酵前显著提高,可能与发酵液总酚和维生素C含量显著升高有关。液态深层醋酸发酵发酵快,发酵液总酚下降12.7%,抗坏血酸下降31%,抗氧化能力也显著降低。发酵液抗氧化能力与总酚含量、维生素C含量均有显著相关性,说明多酚和维生素C是枳椇果梗液态发酵制品的主要抗氧化成分。(6)对枳椇果梗果醋预防饮食型肥胖、高脂血症以及保护慢性酒精肝损伤功能进行研究。研究结果显示,枳椇果梗果醋能显著抑制高脂饮食小鼠体重增加、脂肪积累、血清甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)升高;能显著降低高脂、高胆盐饮食小鼠血清TC和TG,显著升高血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量,降低动脉硬化指数(AI)。说明枳椇果梗果醋能预防高脂饮食型肥胖和高脂血症,对动脉粥样硬化有一定的预防效果。枳椇果梗果汁和果醋能显著降低慢性酒精中毒小鼠血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)和γ-谷氨酰转肽酶(γ-GT)活性,降低血清和肝组织中TG和TC含量以及肝脏脂质过氧化(LPO),同时能保护小鼠肝组织抗氧化酶系统。肝组织病理检查也显示,枳椇果梗果汁和果醋对慢性酒精肝损伤具有显著的预防效果,作用机制可能与抑制机体脂质过氧化,提高肝脏抗氧化酶和非酶抗氧化能力有关。
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