石榴酒及石榴乳酸饮料发酵工艺优化及其风味和抗氧化性研究

摘要

石榴风味独特、营养丰富、种植广泛，但新鲜石榴果实因其独特外形结构而食用不便且易于腐烂，而石榴深加工产品可以在保持果实营养的基础上很好地解决这些问题。但目前石榴资源的开发利用主要是石榴汁和石榴酒以及一些糖果类制品，产品较单一，原料浪费严重，新型石榴系列产品有待开发。石榴酒被认为是石榴开发利用最有效的方法，但其加工工艺及产品品质有待改善。乳酸发酵是保持或改善果蔬原料营养与感官品质、延长食品货架期的有效手段，开发新型石榴乳酸菌发酵饮料能够提高资源利用率、丰富产品种类。本研究以大红甜石榴为原料，研究了石榴酒的工艺优化及其在整个发酵和后熟过程中的抗氧化性和风味特性的变化;利用微生态发酵技术开发新型石榴乳酸菌发酵饮料并对其发酵工艺及其风味和抗氧化性进行了研究。论文的主要结论如下:　　1.通过单因素、正交试验，确定了石榴果酒发酵的最佳工艺为:发酵时间8天，发酵温度26℃，酵母添加量0.8 g/L，初始糖度19°Brix。经最佳工艺制得的石榴果酒口感柔和、酸甜适中，具有石榴果酒特征风味。　　2.利用高效液相色谱监测石榴酒酿造过程中5种主要有机酸（柠檬酸、草酸、苹果酸、酒石酸、乳酸）和8种主要多酚物质（安石榴苷、没食子酸、鞣花酸、原儿茶酸、香草酸、阿魏酸、槲皮素、对香豆酸）的含量变化。结果表明，柠檬酸含量（2.32±0.1 g/L）最丰富，其次是酒石酸，发酵后柠檬酸、酒石酸、乳酸含量有所增加，草酸、苹果酸含量降低;安石榴苷（21.20±1.38 mg/100mL）是石榴酒中含量最高的多酚化合物，其次是没食子酸、鞣花酸和香草酸，发酵后多酚物质含量总体上有所下降，但仍保持较高水平。　　3.通过总酚、花青素含量和DPPH自由基、羟自由基、超氧自由基清除率变化的监测，得到石榴酒酿造过程中抗氧化性的变化。总酚含量从18.88±0.66降到16.07±0.41没食子酸当量，损失较少，花青素含量从53.71±2.06降到23.02±1.25 mg/L;石榴酒的自由基清除能力呈现降低趋势，即发酵后抗氧化活性有所下降，但最终石榴酒产品的抗氧化性仍保持较高水平且比较稳定。　　4.通过电子鼻、电子舌、HS-SPME-GC-MS对石榴酒酿造过程中的风味特性进行测定，发酵主要导致了醛酮类、杂环和芳香类化合物的减少，同时酯类和醇类产生。最终石榴果酒的风味成分主要由酯类和醇类构成，相对含量最高的是辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙醇、3-甲基-1-丁醇、苯乙醇和3-甲基-1-丁醇酯。发酵的前4天是石榴酒抗氧化性和风味特性主要形成时间。　　5.通过单因素、正交试验，得出石榴乳酸菌发酵饮料的最佳工艺为:发酵时间48 h，发酵温度34℃，接种量6％(v/v)，稀释倍数30％(v/v)。经最佳工艺制得的石榴乳酸菌饮料酸甜适中，风味独特，后味绵长，具有乳酸菌发酵特征风味。　　6.石榴汁经乳酸菌发酵后酸度有所增加，a*值和b*值较石榴汁降低，而L*值增大，表明红色石榴汁发酵后偏向亮黄色。石榴汁发酵后柠檬酸、乳酸、苹果酸含量均有所增加，而草酸、富马酸、醋酸含量有所下降，石榴乳酸菌发酵饮料中的主要有机酸为柠檬酸、乳酸、苹果酸和富马酸。　　7.石榴汁和石榴乳酸菌发酵饮料均具有较高多酚含量和抗氧化性。石榴乳酸饮料中的主要香气成分是醇类和酯类组分，其中相对含量较高的化合物分别是辛酸乙酯、乙醇、癸酸乙酯、3-甲基丁醇、乙酸乙酯、和己酸乙酯等化合物，与石榴汁（主要为苯乙烯、乙醇、3-甲基丁醇、正己醇等化合物）相比前者的风味物质更为丰富。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 石榴概述

1．1．1 石榴简介

1．1．2 石榴的功效及应用

1．2 果酒、乳酸发酵果蔬饮料研究概况

1．2．1 果酒、乳酸发酵果蔬饮料的研究现状

1．2．2 果酒、乳酸发酵果蔬饮料的营养保健功能

1．3 石榴饮品的抗氧化研究

1．3．1 多酚、黄酮类化合物的结构及性质

1．3．2 多酚、黄酮类化合物的测定

1．3．3 石榴多酚、黄酮类化合物的研究

1．3．4 石榴饮品的抗氧化性及其评价

1．4 石榴饮品的风味研究

1．4．1 食品风味简介

1．4．2 风味成分的检测

1．4．3 石榴饮品的风味品质评价

1．5 研究意义与主要内容

1．6 技术路线

第二章 石榴酒发酵工艺优化及其风味和抗氧化性

2．1 前言

2．2 材料

2．2．1 原料预处理

2．2．2 药品及试剂

2．2．3 仪器与设备

2．3 方法

2．3．1 石榴果酒发酵工艺研究

2．3．2 石榴果酒酿造过程中基础理化指标测定

2．3．3 石榴果酒酿造过程中主要有机酸含量测定

2．3．4 石榴果酒酿造过程中的风味研究

2．3．5 HPLC测定石榴果酒酿造过程中的主要多酚含量

2．3．6 石榴果酒酿造过程中的抗氧化性研究

2．3．7 石榴果酒酿造过程中的花青素含量测定

2．4 结果与分析

2．4．1 石榴果酒发酵工艺

2．4．2 石榴果酒酿造过程中基础理化指标测定结果

2．4．3 石榴果酒酿造过程中的主要有机酸含量测定结果

2．4．4 石榴果酒酿造过程中的风味成分变化

2．4．5 石榴果酒酿造过程中主要多酚物质的测定结果

2．4．6 石榴果酒酿造过程中的抗氧化活性变化

2．4．7 石榴果酒酿造过程中花青素和总酚含量的测定结果

2．5 本章小结

第三章 石榴乳酸菌发酵饮料工艺优化及其风味和抗氧化性

3．1 前言

3．2 材料

3．2．1 乳酸菌发酵剂

3．2．2 发酵原料

3．2．3 药品及试剂

3．2．4 仪器与设备

3．3 方法

3．3．1 石榴乳酸菌饮料发酵工艺研究

3．3．2 石榴乳酸菌饮料基础理化指标测定

3．3．3 石榴乳酸菌饮料主要有机酸含量测定

3．3．4 石榴乳酸菌饮料风昧成分测定

3．3．5 石榴乳酸菌饮料抗氧化性研究

3．4 结果与讨论

3．4．1 石榴乳酸菌饮料发酵工艺

3．4．2 石榴乳酸菌饮料基础理化指标测定结果

3．4．3 石榴乳酸菌饮料主要有机酸含量测定结果

3．4．4 石榴乳酸菌饮料风味成分测定结果

3．4．5 石榴乳酸菌发酵饮料的抗氧化特性

3．5 本章小结

第四章 结论、创新点与展望

4．1 结论

4．2 创新点

4．3 展望

参考文献

致谢

作者简介