抗氧化性能的“纳”和“三重冠”黑莓使用韩国传统的酿酒技术

文摘

本研究评估黑莓生长在俄克拉荷马州和葡萄酒生产使用修改后的韩国传统技术采用相对富氧的陶器发酵容器。发酵温度变量(21.6°C和26.6°C)和酵母接种和发酵。野生发酵葡萄酒总酚浓度高于酵母发酵的葡萄酒。总的来说,葡萄酒有一个相对较高的花青素的浓度(85 - 320 mg L⁻¹malvidin-3-monoglucoside)和抗氧化能力(9776 - 37845µ摩尔Trolox等效g⁻¹)。“那切兹人”果实花青素浓度高于“三重冠”的浆果。更高的发酵温度在酿酒过程中紧随其后的是使用较低的发酵/存储温度陈酿葡萄酒样品最大化酚类化合物提取/保留。朝鲜的酿酒技术用于这项研究生产黑莓酒,优秀的多酚类化合物的来源以及在抗氧化能力高的氧自由基吸收能力(ORAC)测试。

1。介绍

酿酒和葡萄酒消费越来越受欢迎,因为他们被提供健康有益的产品,富含抗氧化剂1- - - - - -3]。黑莓(悬钩子属植物spp)葡萄酒是很好的抗氧化剂来源,因为它们含有花青素等酚类化合物含量相对较高(4- - - - - -6]。发酵过程的出现提升了抗氧化活性水平通过促进花青素等酚类化合物的提取果渣和形成新的聚合色素和多酚7]。韩国传统酒处理方法,通常采用野生微生物发酵,可以提供不同类型和层次的健康相关的化合物相比普通葡萄酒的生产方法。

黑莓酚类成分已被证明改变的基础上生长温度、生长季节、地理位置,在收获成熟,环境压力、土壤类型、紫外线曝光,疏水性化合物、遗传学、提取/加工方法、加工储存条件(3,8- - - - - -15]。相对较少的研究已经完成“纳”和“三重冠”黑莓,品种适合种植在美国的中西部部分。这些黑莓是否适合酿造葡萄酒的酚类化合物由这些浆果此前还没有研究。的部分研究提出了ASEV全国性会议,但在这个研究论文提供了完整信息(16]。

本研究的目的是评估的酿酒潜力“纳”和“三重冠”黑莓生长在俄克拉何马州以及研究酚类化合物的化学性质的黑莓酒用变体韩国传统的酿酒技术。发酵温度、发酵参数21.6°C和26.6°C,和酵母接种发酵和发酵。pH值,%可溶性固形物、可滴定酸度,和%浆果和葡萄酒的酒精化验评估基本质量参数。同时,浆果和葡萄酒的化学性质被量化评估其总酚浓度、花青素含量和抗氧化能力。

2。材料和方法

2.1。黑莓手机收集和存储

从两个黑莓水果品种(悬钩子属植物spp),“那切兹人”和“三皇冠,”来自俄克拉荷马农业实验站,西谷研究站(帕金斯,好的,美国)。黑莓收集后他们将完全紫黑的两年,2011年和2012年。所有黑莓hand-harvested从5月的第三周开始和结束大约7月的第三周。“纳”浆果的成熟时间大约是一个月前比“三重冠”的浆果。在收获期间,每隔一天收集浆果。黑莓放入聚乙烯袋,放入冰箱(−15°C)的收获在一小时内存储和随后的实验使用。

2.2。汁的制备样品

冻结整个黑莓被放置在冰箱一天约为4°C,然后在室温下举行,直到他们来到温度平衡大约3到4小时。新鲜果汁样品通过手动按100 - 150黑莓2毫米筛网。汁的样本收集至少100毫升到120毫升布朗琥珀瓶为未来的分析。

2.3。韩国传统的黑莓酿酒的过程

2.3.1。Prefermentation处理

韩国传统的酿酒技术的修改组合是本研究中使用17- - - - - -19]。图1显示了韩国传统的酿酒过程的概述(20.]。水洗12 L韩国传统陶器罐(Sin-il陶器、仁川、韩国)被用作发酵容器。黑莓(≈4.5千克)解冻如前所述被放置在每个韩国陶器罐和≈20%原始红糖(美国纽约布鲁克林坎伯兰包装有限公司)由黑莓体重增加了。交替层(≈5厘米厚)的黑莓和糖躺在每个jar的罐子被体积≈2/3满。

填充后的黑莓和糖进入韩国土罐,遮满了罐子薄纸(透气)获得脖子上的罐子和一个字符串。应用的治疗因素是两个品种(“纳”和“三重冠”),两个发酵温度(26.6°C和21.6°C),和两个发酵微生物区系(不添加酵母和酵母添加)。酵母,5 g Enoferm L2226 (Scott实验室Inc .提供、钙、美国)在50毫升水在每个jar添加。

三个韩国土罐用于每个治疗相结合;每个jar被认为是一个实验单元的统计分析。因此,每个治疗组合复制三次。一个环境室(终极热敷Inc .,着陆器,王寅,美国)是用于温度控制。

2.3.2。发酵

发酵过程是用于所有样品(有两篇文章20.]。第一次发酵了1到2周。第一次发酵期间,样本混合了抹刀每天早上和晚上,帮助确保足够的通风。朝鲜陶器罐促进这一过程的容器与许多小孔透气(1 - 20µ米),允许气体转移到样品相对比塑料或玻璃瓶会做(21]。而活跃的发酵,黑莓改变颜色从紫色粉红色和个人浆果失去了结构完整性。第一次发酵阶段结束时发生有限公司₂释放速率放缓,可溶性固形物浓度低于10°白利糖度。

第二次发酵阶段需要3到4周。黑莓皮和种子被使用尼龙过滤袋(小好大小,10′′×23′′,LD卡尔森,肯特,哦,美国)。紧张的果渣收集到聚乙烯袋和存储在一个−15°C冰箱进行进一步分析。然后将紧张汁转移到第二个类型的发酵容器。在发酵的第二阶段,目标是限制氧气接触。因为这个原因,使用玻璃或塑料发酵容器,每个容器都是在4/5≈完整(19]。第二次发酵阶段的完成点发生在没有进一步的生产有限公司₂气体通过气闸装置。发酵温度控制在21.6°C或26.6°C在发酵阶段。一式三份样本收集到120毫升棕色瓶子的1号和2号冰箱发酵和存储在一个−15°C进行进一步分析。

2.3.3。陈酿葡萄酒

第二次发酵阶段完成后,葡萄酒是折磨(浆容器的底部的沉积物)和填充到950毫升布朗琥珀色玻璃瓶和瓶子顶部与螺钉帽紧密密封。葡萄酒被储存在13°C (19)和100毫升样品收集每月一次到布朗120毫升瓶三个月进行进一步的分析。

2.4。质量分析为整个的黑莓手机、果汁和葡萄酒

2.4.1。pH值

黑莓汁的pH值测量使用Accumet AB 15酸度计(美国纽约州布法罗的)。重复测量和平均为每个复制样品。

2.4.2。可溶性固体

黑莓汁糖浓度百分比是估计为可溶性固体使用徕卡汽车阿贝折射仪(美国纽约州布法罗的)。重复测量和平均为每个复制样品。

2.4.3。可滴定酸度

黑莓汁可滴定酸度和葡萄酒样品使用0.1 N手动测量氢氧化钠(Arcos有机物,公平的草坪,新泽西,美国)按乔[中描述的方法20.]。两个重复的数据来自黑莓果汁和葡萄酒样品,然后取平均值。

2.4.4。酒精的百分比

葡萄酒的酒精(w / w)百分比样品测量使用Alcolyer酒米(美国弗吉尼亚州安东洼地,亚什兰)。本仪器使用专利方法(合6690015;在406711)基于近红外(NIR)光谱来确定酒精含量在一个高度alcohol-specific 1150 nm和1200 nm之间的波长范围22]。老年人葡萄酒样品被收集到60毫升棕色玻璃瓶。一卷≈30毫升的酒/样本用于分析。两个重复的数据来自葡萄酒样品和平均。

2.5。抗氧化活性分析

2.5.1。修改Harbertson-Adams化验

(1)总酚含量。一卷75µ黑莓汁或葡萄酒和800µL再悬浮缓冲体积增加降低试管,然后在室温下举行了10分钟。样本在510 nm iron-reactive酚醛树脂背景生成一个值。在同一个试管,125µL氯化铁溶液添加了另一个在室温下10分钟。样本在510 nm生成iron-reactive酚醛树脂浓度(最后一个值20.]。

(2)总花青素浓度。一卷400µL模型葡萄酒,100年µL黑莓汁或葡萄酒样品,1毫升的花青素缓冲区添加到降低体积小池,然后在室温下了5分钟。样本然后在520海里(读20.]。

所有的样品都在重复测量。终值计算结果都是采用Skogerson-Boulton模型分析输入电子表格(博尔顿研究:Skogerson-Boulton模型分析输入v.1.3) (20.]。

2.5.2。氧自由基吸收能力(ORAC)测定

所有黑莓汁、酒、果渣样品被添加的比例1:2000 (v / v)磷酸盐缓冲之前被检测抗氧化能力使用稍微修改版本的氧自由基吸收能力(ORAC)分析中描述黄和其他人(23]。方法的细节可能会发现在乔20.]。氧自由基吸收试验计算的最终结果µ每克摩尔Trolox等效(TE)的黑莓汁、酒、果渣。所有的样品都在重复测量。

2.6。统计分析

统计分析使用SAS 9.3 (SAS机构,卡里,NC)。分析,方差分析(方差分析)为每个数据集是采用三因子进行阶乘重复治疗方案在一个完全随机设计措施。意味着分离使用至少显著差异(LSD)置信区间为95% ()。

3所示。结果和讨论

3.1。质量分析对整个黑莓果汁和葡萄酒

3.1.1。pH值

黑莓汁制成的样品的平均pH值浆果在2011年和2012年收获表所示1。值从2.88到3.15不等。黑莓酒的pH值样本如表所示2。值从2.60到3.12不等。

黑莓果汁和葡萄酒的pH值匹配几个以前的研究(7,24- - - - - -26]。一些研究人员发现更高的pH值,从3.2到4.2,可能由于品种中观察到的差异,越来越多的位置,和/或浆果成熟(27- - - - - -29日]。

“三冠王”浆果表明年之间有着显著的不同。看来天气条件如降雨量浆果的pH值的影响。黑莓已经观察到的酸度水平下降在温暖,干燥的天气条件下(27]。2012年,7月平均降雨量0.2厘米比2011年平均降雨量1.9厘米(30.]。干燥条件在2012年可能帮助“三重冠”浆果成熟快,提供更少的酸性浆果。

葡萄酒发酵温度(样本显示统计学意义差异)。在品种和接种处理、发酵温度样品有更高的pH值低于高发酵温度样本。然而,比较品种在接种治疗,只有样品在更高的发酵温度有显著差异:“三重冠”浆果pH值高于“纳”浆果。也,”三重冠“浆果pH值表明yeast-inoculated样品已经高于野生处理样品。

3.1.2。可滴定酸度

可滴定酸度的黑莓汁被表示为%苹果酸(MA)和平均值如表所示1。马观测值的范围从0.386到0.422%。这种模式的结果是一样的,看到pH值。“三冠王”浆果显示年之间的显著差异():2012年比2011年可滴定酸度较高。

黑莓酒的平均可滴定酸度值如表所示2。马观测值的范围从0.350到0.420%。我们的可滴定酸度范围是类似于之前的研究,测量范围从0.33到0.41%马8]。大多数研究者有所记录可滴定酸度值高于那些在当前的研究中观察到(24,26,27,31日]。可滴定酸度可以受天气条件影响:缺乏阳光,低温或高降雨量。相对较低的可滴定酸度值测量在这项研究表明,浆果都不如一些馅饼。然而,发酵可能扮演了一个角色在观察到的差异。所有样本显示统计学意义差异发酵温度如表所示2()。品种内,发酵温度较低的样品可滴定酸度高于样品发酵温度较高。比较这两个品种,“三冠王”比“纳”浆果浆果可滴定酸度较高的高发酵温度样本。此外,“三冠王”浆果用酵母接种样本显示可滴定酸度值高于野生发酵。

3.1.3。可溶性固体

意思是糖浓度的黑莓汁样品,表示为%可溶性固体,如表所示1。值从12.06%至10.04不等。黑莓汁可溶性固体浓度观察在这项研究中(表1)约为10 - 12%,这是近在其他研究范围(32]。然而,许多先前的研究人员报道稍低可溶性固体浓度低于10%的8,27]。众所周知,环境条件,如天气和种植位置会影响糖的黑莓。水果的血糖水平是受天气影响导致在收获(27]。更多的阳光和少雨或云在贝瑞开发可以帮助提高黑莓糖浓度以及形成良好的糖/酸平衡,这也许可以解释一些糖含量的差异出现在治疗的1]。

在统计上有显著差异的含糖量是显示在两年和品种之间()。在两年之间,“那切兹人”浆果可溶性固体百分比值在2011年高于样本2012。“那切兹人”浆果6月收获。据俄克拉荷马Mesonet天气数据(30.),更高的平均降雨量在2012年6月(5.5厘米)比2011年6月(4.3厘米),这可能导致浆果,2012年不太甜。在品种之间,“三重冠”浆果可溶性固体百分比在2012年高于2012年“纳”浆果。这可能解释这一事实”三重冠“浆果收获7月,曾少降雨(0.2厘米)比2012年6月(5.5厘米)。

3.1.4。酒精的百分比

黑莓的平均百分比酒精的葡萄酒如表所示2。黑莓酒中的酒精浓度测量范围从13.26到15.76%。所有的治疗,除了“三冠王”酵母13 - 14%的酒精浓度,而“三重冠”酵母酒精浓度超过15%。一般来说,酒精的百分比高于记录了一些其他研究人员28]。因为糖是添加在处理酒,毫不奇怪,一个相对高的酒精浓度的葡萄酒。其他的研究表明,商业黑莓酒的酒精浓度测量约为9 15%,葡萄酒在7 - 24%的酒精29日]。

本研究取得的葡萄酒在这个范围。葡萄酒的酒精含量是一个函数的起始物料中糖浓度、酒精耐受性的酵母进行发酵,认定发酵完成。然而,其他因素可能会影响发酵效率,如可用可发酵氮和其他酵母营养。

在品种、接种处理显示显著差异()。Yeast-inoculated样品有酒精的百分比高于野生发酵样品。在这项研究中,“三冠王”浆果生产更多的酒精酵母接种比“纳”葡萄酒。因为相同的比例的糖总量的基础上添加了浆果,酒精应该是相似的。此外,几乎所有的样本显示显著差异的两个品种和“三重冠”显示酒精的百分比高于“那切兹人”浆果()。“三重冠”浆果已经有些开始可溶性固体浓度高于“那切兹人”浆果但没有高到足以解释观察到最后的酒酒精浓度的差异。这表明,其他发酵因素影响最终的酒精浓度。“纳”浆果没有提供有利条件酵母增长“三重冠”浆果,这可能在“纳”葡萄酒酵母有限活动。虽然“三重冠”的野生发酵浆果比接种酵母酒精浓度较低,这是更加一致的最后酒精浓度比“纳”,表明发酵条件可能是更好的野生酵母和微生物区系的必须的“三冠王”。

3.2。抗氧化活性分析

3.2.1之上。修改Harbertson-Adams化验

(1)总酚的浓度。黑莓的总酚浓度发酵果汁和酒,表示为毫克L⁻¹儿茶素等价物(CE),如图2。黑莓果汁和葡萄酒总酚浓度范围从440到1420毫克⁻¹CE。

我们的结果对总酚含量(图2)是类似于其他研究[24),显示601和1624毫克L之间的浓度⁻¹CE。黑莓酒显示出类似的低端总酚醛树脂与L值从380到520毫克⁻¹CE (33]。本文研究了存储的影响总酚醛塑料,类似于我们的结果(图2),总酚醛塑料的水平下降。一些黑莓酒研究[3,34总酚浓度1608至2836毫克)CE L⁻¹高于我们的结果。

统计上显著的品种之间的差异被认为,发酵温度和接种治疗()。发酵温度与品种类型可能影响总酚含量这一研究中,特别是在酿酒过程的早期。发酵的温度通常是与高总酚类物质浓度“三冠王”,但不是“那切兹人”葡萄酒;这可能反映了不同的酚醛树脂萃取动力学的“三重冠”的浆果。

野生发酵的葡萄酒也总酚浓度一般高于酵母发酵的葡萄酒。一个可能的原因结果是野生发酵微生物发酵创建了一个环境,更有利于保护的酚类化合物,可能通过抑制酚醛聚合和复杂的形成。

(2)花青素的浓度。黑莓花青素浓度发酵果汁和葡萄酒在图所示3。花青素浓度表示为毫克L⁻¹二甲花翠素3-monoglucoside (M3M)。本研究的花青素浓度范围从85到320毫克⁻¹M3M。

我们的研究结果显示高花青素浓度比其他一些报告(图3)。一个研究[34]表明,花青素的范围从12到167毫克L⁻¹M3M在黑莓酒,这是双重的低于我们的结果。重要的是要注意,这些葡萄酒准备使用不同方法相比,葡萄酒加工在当前的研究中。可能使用的发酵方法在当前的研究中影响花青素浓度的黑莓汁和葡萄酒。黑莓品种使用的是不同的。

统计上显著的品种之间的差异被发现,发酵温度和接种水平()。在这项研究中,葡萄酒制成的“纳”浆果浆果中花青素浓度显示高于葡萄酒制成的“三重冠”的浆果。“那切兹人”浆果相对较大,家伙。他们可能更容易分解发酵温度越高,这可能导致一个更完整的提取花青素。另一方面,“三重冠”浆果相对较小的公司。他们可能没有分解,因此发酵时间越长时间在较低的发酵温度可能允许一个更完整的提取。接种水平,酵母接种样本花青素浓度高于野生发酵。Yeast-inoculated样本可能帮助分解聚合色素和提供更高的花青素的浓度。

总的来说,花青素浓度降低葡萄酒老化过程中,可能由于聚合和copigmentation。在存储期间,花青素逐渐消失在单体的化合物和转化为聚合物形式,导致损失的颜色(35]。此外,新成立的颜料来自花青素和各种酒的化合物之间的化学反应,包括酚类化合物,可能导致在葡萄酒的颜色特征。有人建议,萃取温度可以加快形成新的更高,更稳定的葡萄酒色素(3,24,36]。

3.2.2。氧自由基吸收能力()

黑莓果汁和葡萄酒发酵ORAC值如图4。氧自由基吸收值的范围本研究中观察到的是在9776年和37845年之间µ摩尔Trolox等效(TE) g⁻¹。总的来说,品种和发酵温度是影响最大的ORAC值,但效果不一致。

黑莓果渣的平均是指ORAC值如表所示3。从16625年到23200年不等TE g值⁻¹。“三冠王”果渣一般显示ORAC值高于“纳”果渣。果渣样品,黑莓种子和皮肤残留的抗氧化活性高于年龄葡萄酒样品,表明即使酒果渣保留大量的抗氧化物质处理。一般来说,野生发酵样品显示抗氧化能力高于yeast-inoculated样本。发酵温度较高的样本显示显著差异()。

与先前报道的花青素浓度,ORAC值记录在这项研究中(图4)略高于在其他文献报道。西班牙研究员(2]表明,氧自由基吸收值的范围中观察到黑莓果汁是39160年µ摩尔TE g⁻¹。这个范围是接近我们的结果但略高。其他文章(32,37]表明,ORAC值变化很大取决于品种、地理位置、增长,提取方法。随着发酵技术和提取方法是已知影响ORAC值,这些结果可能表明朝鲜发酵风格用于本研究更有效的提取和/或抗氧化活性保存在最后的葡萄酒比其他一些发酵方法检查了之前的研究。

发酵温度影响黑莓果汁和葡萄酒的抗氧化能力研究(图4),但结果是不一致的。有时,“那切兹人”葡萄酒表现出较高的抗氧化活性较低的发酵温度和“三重冠”葡萄酒显示更高的抗氧化活性与发酵温度越高。在其他时候,相反的是真的。年底前三个月的衰老过程,更高的抗氧化活性通常与更高的发酵温度对品种和接种治疗。同样,品种和接种的影响对氧自由基吸收值(图类型4随着时间的推移)不一致。为期三个月的衰老过程结束后,没有明确的模式品种的影响和/或接种抗氧化活性是可辨别的类型。

总的来说,没有明确的模式之间的相关性ORAC,总酚浓度,花青素浓度。然而,常见的模式是在ORAC值和总酚含量被认为对品种和发酵温度。混合结果见过一个可能的原因是整体之间相关性ORAC值,花青素,和总酚含量可能是品种遗传的变化。如前所述,这两个品种有明显不同的浆果组织一致性,这可能影响酚提取整体的相对效率和发酵温度的治疗方法之一。

此外,重要的是要注意,其它化合物可能有重大影响测量值。花青素是一类酚类化合物,但其他类型可能有或多或少影响测量ORAC值随着时间的推移,随着衰老过程的进行和各种聚合物复合物是演变而来的。进一步的研究需要阐明的所有化合物之间的关系存在于葡萄酒和观察到的抗氧化能力。此外,ORAC测试用于这项研究提供了一个相对量化的葡萄酒的淬火过氧化氢自由基的能力;其他抗氧化测试可以用于未来的研究来衡量抗氧化能力相对于其他氧自由基物种。这可能证明额外的相关性。

4所示。结论

这个研究表明,黑莓葡萄酒在这项研究中相对高的多酚类化合物以及抗氧化能力。朝鲜酿酒方法相对的低成本和容易适应小规模生产,它可能是特别适合帮助当地小型种植者和/或处理器将值添加到黑莓作物如“那切兹人”在美国中西部。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

我们应感谢罗伯特·克尔食品和农业产品资金支持中心和实验室设备。

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