CN112899105B - 果胶甲酯酶抑制剂及其在果酒酿造中的应用 - Google Patents

果胶甲酯酶抑制剂及其在果酒酿造中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种果胶甲酯酶抑制剂及其在果酒酿造中的应用，属于果酒酿造技术领域。本发明果胶甲酯酶抑制剂的有效成分包含根皮苷；根皮苷为水果中天然存在的多酚物质，具有抗氧化、降血糖等多种生物活性，添加根皮苷或者富含根皮苷的提取物不仅可抑制果酒酿造中内源果胶甲酯酶的活性从而降低果酒中的甲醇含量，而且还可增强果酒的抗氧化活性，有助于提高果酒的安全性和营养价值；本发明所用根皮苷还可在果浆中内源多酚氧化酶的作用下经酶促氧化形成亮黄色的水溶性色素，可改善桃、梨、杏等浅色果酒的色泽，进而改善果酒的感官品质。

Description

果胶甲酯酶抑制剂及其在果酒酿造中的应用
技术领域
本发明属于果酒酿造技术领域，具体涉及一种果胶甲酯酶抑制剂及其在果酒酿造中的应用。
背景技术
果胶甲酯酶(Pectin methyl esterase，PME)，广泛存在于植物组织和微生物体内，是一种重要的植物细胞壁降解酶，可催化果胶分子中半乳糖醛酸上的甲氧酯水解产生果胶酸和甲醇，造成水果细胞壁结构的破坏和软化。在果酒酿造过程中，由于原料水果中含有丰富的果胶物质，可在内源或外源果胶甲酯酶的作用下分解成果胶酸和甲醇，造成果酒中甲醇含量过高。而甲醇在体内经脱氢酶作用转化成甲醛和甲酸，易引起代谢性酸中毒，破坏中枢神经系统尤其是视神经，对人身健康产生危害。因此，如何抑制果胶甲酯酶活性、降低果酒中的甲醇含量对于果酒生产与健康消费至关重要。
尽管通过高温或者高压脉冲电场、超高压处理等手段可以对果浆(汁)中果胶甲酯酶进行灭酶处理，但高温同时也会造成果浆(汁)风味改变、营养与功能性成分损失等，而高压脉冲电场、超高压等非热加工技术对设备及工艺的要求较高，在果酒生产中较难应用。因此，寻找适宜的果胶甲酯酶抑制剂，特别是从众多的天然产物或者提取物中筛选效果明显、使用方便、价格低廉的果胶甲酯酶抑制剂，对于控制果酒生产过程中甲醇的产生具有重要意义。
根皮苷是苹果中的一种特征性多酚组分，可从苹果树枝、皮渣中提取得到，原料来源广泛，成本低廉，而且具有降血糖、美白、抗氧化、增强记忆力、预防骨质疏松、抗肿瘤等多种生物活性，在新型药物和功能性食品中具有重要用途。但根皮苷对果胶甲酯酶的抑制作用以及在果酒酿造中的应用未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种根皮苷作为果胶甲酯酶抑制剂用于果酒酿造的应用。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
根皮苷在果胶甲酯酶抑制中的应用。
根皮苷在制备果胶甲酯酶抑制剂中的应用。
一种果胶甲酯酶抑制剂，有效成分包含根皮苷，还可以包含其他本领域常规的助剂或辅料或赋形剂中的一种或几种。
上述的果胶甲酯酶抑制剂可以用于果酒酿造，主要是用于果酒酿造中降低甲醇含量、增强果酒的抗氧化活性、改善果酒色泽。
一种果酒的酿造方法，是将果实打成果浆后，加入根皮苷；进行发酵酿造制备果酒；
在果酒酿造中，随着根皮苷的添加量增加，果胶甲酯酶的抑制增强，根皮苷对果胶甲酯酶活性的抑制具有剂量依赖性；另外，不同果实的果汁具有不同的色泽，根皮苷除抑制果胶甲酯酶活性外，还可以调整果酒的色泽；尤其是对于颜色为黄色的果酒，能够增加其鲜亮度和色泽；而对于颜色为浅红色的果酒，其色泽度会因其添加量的增加受到影响；颜色较深的果酒则不会因其添加量增加而发生颜色变化，例如葡萄酒；因而，综合考虑多方因素，根皮苷的添加量为果浆重量的0.05～2‰，在保证果胶甲酯酶的抑制作用的基础上，能够增加黄色果酒的色泽，而不影响其他种类果酒的色泽；
采用根皮苷作为果胶甲酯酶抑制剂的果酒酿造方法可用于含有果胶甲酯酶的果实的酿造；包括但不限于苹果、梨、桃、葡萄、杏等。
本发明技术方案的优点：
本发明所用根皮苷为水果特别是苹果中天然存在的多酚物质，具有抗氧化、降血糖等多种生物活性，因此添加根皮苷或者富含根皮苷的提取物不仅可抑制果酒酿造中内源果胶甲酯酶的活性从而降低果酒中的甲醇含量，而且还可增强果酒的抗氧化活性，有助于提高果酒的安全性和营养价值；本发明所用根皮苷还可在果浆中内源多酚氧化酶的作用下经酶促氧化形成亮黄色的水溶性色素，可改善桃、梨、杏等浅色果酒的色泽，而且其酶促氧化产物也具有较强的抗氧化活性和多种生理功能，因此对果酒的感官品质和功能特性都可起到一定的改善作用。
附图说明
图1不同浓度根皮苷对果胶甲酯酶的抑制效果；
图2不同浓度根皮苷对桃果酒中甲醇含量的影响；
图3不同浓度根皮苷对杏果酒中甲醇含量的影响。
具体实施方式
在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
下面结合具体实施例，并参照数据进一步详细的描述本发明。以下实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1根皮苷对果胶甲酯酶的抑制作用
1.1材料
根皮苷西安瑞林生物科技有限公司；果胶Sigma-Aldrich；MBTH(3-甲基-2-苯并噻唑酮腙盐酸盐水合物，纯度≥98％)国药集团化学试剂有限公司；酒精氧化酶Sigma-Aldrich；果胶甲酯酶Sigma-Aldrich；氨基磺酸Aladdin；其余试剂硫酸铁铵、氯化钠等均为国产分析纯。
1.2果胶甲酯酶活性抑制作用测定方法
在96孔板中依次加入20μL Tris-HCl(pH7.5，100mM)，10μL NaCl(500mM)，20μL果胶溶液(2mg/mL)，20μL MBTH(3mg/mL)，20μL酒精氧化酶(用pH7.5 Tris-HCl溶解，0.25U)，5μL根皮苷溶液，5μL果胶甲酯酶(用pH7.5 Tris-HCl溶解，0.0081U)，其中抑制剂吸光度为加入5μL根皮苷溶液和5μL果胶甲酯酶；抑制剂背景为加入5μL根皮苷溶液和5μL水；对照吸光度为加入5μL果胶甲酯酶和5μL水；对照背景为加入10μL水。反应体系总体积为100μL，30℃恒温振荡金属浴中反应1h，加入100μL硫酸铁铵和氨基磺酸混合溶液(5mg/mL)，室温下避光30min，在620nm波长处测定其吸光值。按以下公式计算根皮苷对果胶甲酯酶的抑制率：
抑制率(％)＝[(A0-Ab)-(Ai-Aj)]×100/(A0-Ab)
式中：A0为对照吸光度，Ab为对照背景吸光度，Ai为加抑制剂后的吸光度，Aj为加抑制剂的背景吸光度。
1.3根皮苷对果胶甲酯酶的抑制效果
如图1所示，根皮苷对果胶甲酯酶活性的抑制率随着根皮苷浓度的增加而增大，呈明显的量效关系。在试验条件下，其对果胶甲酯酶的半抑制浓度(IC50)为0.1282mg/mL。
实施例2根皮苷在桃果酒酿造中的应用
一种桃果酒的酿造方法，步骤如下：
挑选无腐烂、无虫蛀的锦绣黄桃，清洗后切分、去核、打浆，分别加入果浆重量0.05‰、0.1‰、0.3‰、0.5‰的根皮苷，以不添加根皮苷组作为对照；然后各加入60ppm二氧化硫和2％的酿酒酵母种子液启动发酵，按照可溶性固形物25.5计算分别于第二天和第三天分两次加糖。在25℃左右温度下发酵一周后过滤除渣，自然澄清1个月后9000rpm离心15min，取上清液测定桃果酒的甲醇含量、色泽及抗氧化活性。
桃果酒中甲醇含量测定：气相色谱法。
桃果酒色泽测定：色差计法。
桃果酒抗氧化活性测定：DPPH自由基清除法，以抗坏血酸(Vc)作标准曲线并计算样品的抗氧化活性。
实验结果如下：
不同浓度根皮苷对桃果酒中甲醇含量的影响
如图2所示，在桃果浆中添加不同浓度的根皮苷对酿造的桃果酒中甲醇含量都具有一定的降低作用，根皮苷添加量越大，酿造的桃果酒中甲醇含量越低，添加0.5‰的根皮苷可使桃果酒中甲醇含量降低49.86％。这说明在桃果浆中添加根皮苷可有效降低酿造桃果酒中的甲醇含量，提高桃果酒的安全性。同时，根皮苷的对酿制的桃果酒中甲醇含量的影响呈一定的量效关系，也进一步说明根皮苷对桃果中果胶甲酯酶活性的抑制具有剂量依赖性。
不同浓度根皮苷对桃果酒色泽和抗氧化活性的影响
表1添加根皮苷对桃果酒色泽和抗氧化活性的影响
Figure BDA0002951577320000041
注：L值代表果汁的亮度，L值越大，亮度越高；a值代表红绿色，a值越高，红色越重，a值越低，红色越浅或者偏绿；b值代表黄蓝色，b值越高，黄色越重，b值越低，黄色越浅或者偏蓝；饱和度代表色彩的鲜艳程度，饱和度越高，色彩越鲜明，反之则表现较黯淡。
如表1所示，在桃果浆中添加不同浓度的根皮苷对酿造的桃果酒亮度值(L值)略有提高，但不同浓度根皮苷之间差异不大。在桃果浆中添加不同浓度的根皮苷可使酿造的桃果酒的a值降低，b值增大，而且添加根皮苷量越大，效果越明显，说明添加根皮苷可减少酿造桃果酒的红色度，增加桃果酒的黄色。同时，桃果酒的色彩饱和度也随着根皮苷添加量的增加而增大，说明在桃果浆中添加根皮苷可提高酿造的桃果酒的色彩的鲜艳程度。因此，在桃果浆中添加的根皮苷可改善酿制的桃果酒的色泽，使其颜色呈亮黄色，色泽更加鲜艳。
同时由表1还可以看出，在桃果浆中加入根皮苷后酿造的桃果酒抗氧化活性也得到显著提高，而且随着根皮苷添加量的增加，抗氧化活性也显著增强。添加0.5‰的根皮苷可使桃果酒的抗氧化活性提高75.63％。这说明在桃果浆中添加根皮苷还可增强酿造的桃果酒的抗氧化活性，从而提高桃果酒的营养价值。
实施例3根皮苷在杏果酒酿造中的应用
一种杏果酒的酿造方法，步骤如下：
挑选无腐烂、无虫蛀的早金艳，清洗后切分、去核、打浆，分别加入果浆重量0.05‰、0.1‰、0.3‰、0.5‰的根皮苷，以不添加根皮苷组作为对照；然后各加入60ppm二氧化硫和2％的酿酒酵母种子液启动发酵，按照可溶性固形物25.5计算分别于第二天和第三天分两次加糖。在25℃左右温度下发酵一周后过滤除渣，自然澄清1个月后9000rpm离心15min，取上清液测定杏果酒的甲醇含量、色泽及抗氧化活性。
杏果酒中甲醇含量测定：气相色谱法。
杏果酒色泽测定：色差计法。
杏果酒抗氧化活性测定：DPPH自由基清除法，以抗坏血酸(Vc)作标准曲线并计算样品的抗氧化活性。
实验结果如下：
不同浓度根皮苷对杏果酒中甲醇含量的影响
如图3所示，在杏果浆中添加根皮苷可降低酿造的杏果酒中甲醇含量，而且根皮苷添加量越大，酿造的杏果酒中甲醇含量越低，添加0.5‰的根皮苷可使杏果酒中甲醇含量降低54.40％。这说明在杏果浆中添加根皮苷可有效降低酿造杏果酒中的甲醇含量，提高杏果酒的安全性。同时，根皮苷的对酿制的杏果酒中甲醇含量的影响呈一定的量效关系，也进一步说明根皮苷对杏果中果胶甲酯酶活性的抑制具有剂量依赖性。
不同浓度根皮苷对杏果酒色泽和抗氧化活性的影响
表2添加根皮苷对杏果酒色泽和抗氧化活性的影响
Figure BDA0002951577320000051
注：L值代表果汁的亮度，L值越大，亮度越高；a值代表红绿色，a值越高，红色越重，a值越低，红色越浅或者偏绿；b值代表黄蓝色，b值越高，黄色越重，b值越低，黄色越浅或者偏蓝；饱和度代表色彩的鲜艳程度，饱和度越高，色彩越鲜明，反之则表现较黯淡。
如表2所示，在杏果浆中添加根皮苷后酿造的杏果酒亮度值(L值)略有降低，但不同浓度根皮苷之间差异不大。在杏果浆中添加不同浓度的根皮苷使酿造的杏果酒的a值和b值均增加，而且添加根皮苷量越大，效果越明显，说明添加根皮苷可增加酿造的杏果酒的红色度和黄色度。同时，杏果酒的色彩饱和度也随着根皮苷添加量的增加而增大，说明在杏果浆中添加根皮苷可提高酿造的杏果酒的色彩的鲜艳程度。因此，在杏果浆中添加的根皮苷可改善酿制的杏果酒的色泽，使其颜色呈亮黄色或橙黄色，色泽更加鲜艳。
同时由表2还可以看出，在杏果浆中根皮苷后酿造的杏果酒抗氧化活性也得到显著提高，而且随着根皮苷添加量的增加，杏果酒的抗氧化活性也显著增强。添加0.5‰的根皮苷可使杏果酒的抗氧化活性提高57.79％。这说明在杏果浆中添加根皮苷还可增强酿造的杏果酒的抗氧化活性，从而提高杏果酒的营养价值。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.根皮苷在制备果胶甲酯酶抑制剂中的应用，其特征在于，所述果胶甲酯酶抑制剂的有效成分为根皮苷。
2.根皮苷在果酒酿造中降低甲醇含量的应用，其特征在于，所述果酒酿造是将果实打成果浆后，加入根皮苷，进行发酵酿造制备果酒，所述根皮苷的添加量为果浆重量的0.5～2‰。
3.根据权利要求2所述根皮苷在果酒酿造中降低甲醇含量的应用，其特征在于，所述水果为苹果、梨、桃、葡萄、杏中的至少一种。
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