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枸杞酒酿造过程中代谢物与感官特性的关系探究

周婷

枸杞酒酿造过程中代谢物与感官特性的关系探究

周婷1
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作者信息

  • 1. 宁夏大学
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摘要

枸杞酒是枸杞深加工的主要产品之一,具有抗疲劳、抗衰老、提高免疫力等多种生理功能,但目前对枸杞酒的研究主要集中在酿造工艺与活性成分方面,缺乏对枸杞酒酿造过程中成分变化与其感官特性关系的系统研究。本研究以“宁杞1号”鲜果及干果为原料酿造枸杞酒,结合广泛靶向代谢组学(Widely Targeted Metabolomics,WTM)与靶向代谢组学技术(Targeted Metabolomics,TM),对预处理、主发酵和陈酿阶段的发酵体系中非挥发性及挥发性组分进行了研究,同时对其感官特性(色泽、滋味等)进行评价,通过加权基因共表达网络分析(Weighted Correlation Network Analysis,WGCNA)将感官特性评价指标与各组分的代谢物进行关联分析,得出影响枸杞酒酿造过程中感官品质的主要代谢物模块及其来源。主要研究内容与结果如下: 1.利用超高效液相-电喷雾-三重四级杆线性离子阱-串级质谱(Ultra Performance Liquid Chromatography-Electron Spray Ionization-Triple Quadrupole Linear Ion Trap-Mass Spectrometry/Mass Spectrometry,UPLC-ESI-Q TRAP-MS/MS)的广泛靶向代谢组学技术对枸杞酒酿造过程中三个阶段的样品中非挥发性组分进行检测,结果显示酿造过程中非挥发性组分发生了显著变化,涉及11种物质的变化。在预处理阶段,黄酮、酚酸、生物碱、还原性糖含量升高,非还原性糖含量降低;主发酵阶段,黄酮、酚酸、生物碱、有机酸、氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、木脂素、香豆素、萜类、甾体、维生素含量升高,部分脂质、还原性糖含量大幅降低;陈酿阶段,非挥发性代谢物含量整体呈下降的趋势,主要涉及酚酸类、生物碱、脂质和核苷酸及其衍生物,相关代谢途径也印证了这些变化。各酿造节点鲜果酿造与干果酿造的体系中非挥发性组分存在显著差异,腐胺等8种物质被确定为区分鲜果酿造体系与干果酿造体系的关键物质。 2.利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(Headspace Space-Solid Phase Microextraction-Gas Chromatography-Mass Spectrometr,HS-SPME-GC-MS)的靶向代谢组学技术,对各阶段样品进行挥发性组分的检测,结果显示,酿造体系中挥发性组分在各阶段均发生了显著变化。在预处理阶段,醛类、醇类物质含量升高,预处理后具有更丰富的奶酪味及草木味,且相关性分析发现这些醇类物质大多与还原糖呈现强负相关;在主发酵阶段,醇类和酯类的种类增加,且含量大幅度积累,丰富了枸杞酒的香气,此阶段醇类及酯类与部分糖类、酚酸、有机酸、氨基酸与核苷酸及其衍生物以及萜类化合物含量呈负相关,醛类主要与脂质、部分生物碱呈负相关,酮类与部分生物碱呈负相关;在陈酿阶段,醛类、醇类以及大部分酯类物质含量下降,小部分酯类含量上升,大部分酯类物质降解使得枸杞酒香味损失,而小部分酯类的积累与有机酸、酚酸类与醇的酯化反应有关。各酿造节点鲜果酿造与干果酿造的体系中挥发性代谢物存在显著差异,正辛醇被确定为区分鲜果枸杞酿造体系与干果枸杞酿造体系的核心挥发性代谢物。 3.利用CIE(L*a*b*)色空间法对酿造过程中枸杞酒的颜色进行测定,并对其滋味与总体印象进行定量描述分析。发现在预处理阶段,酿造体系明度下降,绿色和黄色程度增加,颜色较预处理前更深;体系中酸味增强,甜味大幅度增强,苦味、涩味略有减弱。主发酵阶段,酿造体系明度增加,绿色增强的同时黄色减弱,颜色鲜艳度降低;酸味、苦味、涩味增加,甜味大幅减弱。陈酿阶段,酿造体系明度降低,绿色程度减弱、黄色程度增强,颜色加深;酸味、苦味、涩味减弱,甜味保持稳定,平衡性、复杂性、醇厚性增加。WGCNA分别关联得出与鲜果枸杞酿造体系、干果枸杞酿造体系感官特性相关的3个模块。通过关键代谢物分析得出,枸杞酒酿造过程中的酸味、苦味、平衡性、复杂性、醇厚性的变化与原料无关,主要来源于酿造过程,主发酵阶段是影响这5类感官特性的关键阶段,黄酮、酚酸、生物碱、有机酸是影响这5类感官特性的主要代谢物;而与绿色相关的代谢物呈现出明显的原料差异,原料为其主要的影响因素。鲜枸杞酒酿造过程中与绿色变化相关的代谢物主要为酯类、生物碱和氨基酸,干枸杞酒酿造过程中则主要为酚酸、木脂素和香豆素;与甜味、黄色、鲜艳度相关的代谢物在鲜果枸杞酿造体系和干果枸杞酿造体系中的来源不同,鲜果枸杞酿造体系中,来源于主发酵阶段和预处理阶段,干果枸杞酿造体系中,则主要来源于原料,除共有的糖类外,鲜果枸杞酿造过程中影响这3类感官的代谢物还涉及到少量酮类、醇类、酯类、酸类,干果枸杞酿造过程还涉及到脂质、氨基酸、酚酸类。

关键词

枸杞酒/酿造工艺/代谢物/感官特性

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授予学位

硕士

学科专业

食品加工与安全

导师

田晓菊

学位年度

2022

学位授予单位

宁夏大学

语种

中文

中图分类号

TS
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