原创《葡萄果醋的功效与酿造工艺进展》
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摘 要：宁夏贺兰山东麓地区是经过国家认证的葡萄酒原产地保护区,随着葡萄酒产业的过度发展,当地已经出现了葡萄果实产量过剩,葡萄酿酒皮渣及其他加工副产品大量废弃等问题.而葡萄果醋作为一种新兴的健康饮品,恰好可以利用过剩的酿酒葡萄果实以及酿酒皮渣等副产品进行深度加工,采用醋酸菌或酵母通过发酵生物技术工艺制成的葡萄果醋是近年来较为流行的醋酸饮料及调味品.与当地过度发展的葡萄酒产业形成良性互补.本文通过对近年来国内葡萄果醋的研究成果以及发展现状进行分析讨论,从多个角度对葡萄果醋的保健效果、研究现状、发酵机理、发酵工艺进行了归纳总结,并对未来一段时期葡萄果醋的发展趋势进行了分析与展望.
关键词：葡萄果醋；保健；白藜芦醇；花青素；酵母
中图分类号：G252.8 文献标志码：A
DOI：10.13414/j.cnki.zwpp.2018.06.014
Research progress on efficacy and brewing process of grape vinegar
LIU Jing1, ZHANG Cunzhi2
（1. Ningxia Agricultural School, Yinchuan 750021, China; 2. Ningxia College of Technology, Yinchuan 750002, China)
Abstract: The Ningxia Helan Mountain´s Eastern foothill is a national certified wine origin reserve. With theexcessive development of the wine industry, there he been excessive production of grape berries, grape wineresidue and other processing by-products abandoned. As a new healthy drink, grape vinegar can be processedby using excess grape berry and wine skin residue. Grape vinegar made by acetic acid bacteria or yeast throughfermentation biotechnology was a popular acetic acid beverage and condiment in recent years. And the localexcessive development of wine industry to form a benign complementary. Based on the analysis and discussionof the research results and development status of grape vinegar in China in recent years, in this paper, health careeffect, research status, fermentation mechani and fermentation technology of grape vinegar from various angleswere summarized, and on this basis, the development trend of grape vinegar in the future was analyzed.
Key words: grape vinegar; health care; resveratrol; anthocyanin; yeast
果醋作为近年来十分流行的一种醋酸类饮料,是以水果果实以及其加工副产品为原料,通过现代生物发酵技术,在酒精发酵后继续进行醋酸菌发酵,得到一种含醋酸饮品.其原料主要有葡萄、杨梅、苹果、猕猴桃、柑橘、沙棘、红枣、枸杞等.
宁夏贺兰山东麓地区,是经过国家认证的葡萄酒原产地保护区.贺兰山东麓凭借其卓越的地理、气候、日照、土壤等得天独厚的风土条件孕育了特别适合酿制高品质葡萄酒的优质葡萄.
但是,随着葡萄酒产业的过度发展,当地已经出现了葡萄果实产量过剩,葡萄酿酒皮渣及其他加工副产品大量废弃等问题,除了造成极大浪费之外,对当地的生态环境保护工作也造成了极大的隐患.
而葡萄果醋作为一种新兴的健康饮品,恰好可以利用过剩的酿酒葡萄果实,以及酿酒皮渣等副产品进行深度加工,与当地过度发展的葡萄酒产业形成良性互补.因此,为帮助本地葡萄产业健康发展,本文旨在于通过对葡萄果醋产品的研究成果以及发展现状进行分析,对未来一段时期葡萄果醋的发展趋势进行分析与展望.
1 葡萄果醋的保健作用
有关果醋的研究很多.果醋由于兼有水果和食醋的双重优点,因此在保健养生等功能上明显优于传统食醋.果醋中富含氨基酸、维生素、植物多酚以及矿物质营养素等多重生物活性成分.试验表明,果醋在降低血脂、血压,抗疲劳、美容养颜、降低体脂含量以及抗癌防癌等多个方面,具有独特的保健作用.
1.1 抗疲劳效果
日本学者Fushimi等[1]对食醋影响大鼠糖原的储备进行了一系列研究,证明了含醋酸的饮品能够改善肌肉以及肝脏的糖原储存能力,提高了大鼠的能量供应效率,有效的抑制了疲劳的发生.
除此之外,果醋中还含有多种有机酸,例如苹果酸、柠檬酸、玻珀酸、延胡索酸等,能够有效参与动物体内的三羧酸循环,有助于促进机体新陈代谢,并且能够清除沉积的乳酸,从而有效的缓解疲劳.
1.2 降血脂、降低胆固醇的作用
Bouazza等[2]发现果醋能显著降低高胆固醇小鼠血清中的脂质过氧化物,对防止动脉硬化和降低胆固醇有显著效果.因为醋中富含维生素、尼克酸等有益成分,能够促使胆固醇经肠道随粪便排出,从而降低组织和血浆中的胆固醇含量.
1.3 提高免疫力,防癌抗癌作用
李媛等[3]发现,果醋中含有丰富的VC作为强大的抗氧化剂,可以阻止致癌物质亚硝胺在体内的合成并促进其分解,具有增强人体免疫的重要作用,对于防治多个系统的肿瘤都有一定的效果.
王茜等[4]对葡萄果醋中白藜芦醇能够影响结肠癌细胞迁移能力的现象进行了研究.他们发现,白藜芦醇能有效影响结肠癌细胞的迁移能力,使其增值速度降低,凋亡速率加快,同时使癌细胞的细胞周期停止在G2期,蛋白NF-κB表达减少,具有显著的抗癌效果；熊赪等[5]发现,葡萄果醋中白藜芦醇能够截断鼻咽癌细胞间的信号肽传递,阻止癌细胞的进一步扩散.
1.4 促进血液循环,有降压作用
伍鹏龙等[6]在研究果醋中的白藜芦醇对大鼠自发性高血压血管功能的影响时发现,白藜芦醇对于自发性高血压具有一定的积极影响.范芳等[7]研究发现,果醋中的白藜芦醇对2型糖尿病患者的收缩压具有显著的降压效果.
1.5 抑制血糖的作用
通过对大量研究成果的整理发现,在高血糖反应餐中添加一定量的食醋,能够不同程度降低糖尿病患者以及普通受试者的餐后血糖浓度,有利于控制机体血糖浓度.除此之外,食醋还可以通过提高胰岛素的活性、延缓胃排空机制、抑制脂肪合成酶的表达等方式有效调节血糖[8].
葡萄果醋中还富含原花青素类物质,吴涛等[9]发现,小鼠盲肠内容物中短链脂肪酸的含量,与原花青素的摄入有明显相关性.通过研究,确认原花青素具有降低机体血糖浓度、抑制自由基减少的作用,以此抑制脂肪氧化,改进人体对糖类和脂肪的代谢异常.
1.6 抗菌消炎、防治感冒的作用
醋酸对多种细菌、真菌以及支原体、衣原体具有较强的抗菌作用.食用果醋具有确切的抗炎灭菌效果,同时提高机体免疫力,预防感冒等病症的发生[10].
1.7 保护大脑、开发智力的作用
刘贵珊等[11]研究发现,白藜芦醇能够影响因为D-半乳糖缺陷导致衰老的小鼠脑功能恢复.通过研究衰老小鼠在水迷宫中寻找隐藏平台实验,确认了白藜芦醇能够有效提高衰老组小鼠的脑组织中SOD和T-AOC等物质的活性,同时能够降低MDA在脑组织中的含量.而葡萄果醋中富含白藜芦醇,从而推测葡萄果醋延缓脑衰老,有效改善动物的学习、记忆能力作用.
1.8 美容护肤作用
根据史先敏等[12]研究结果可以看出,白藜芦醇对于黑色素细胞的繁殖,以及内酪氨酸酶的活性具有一定影响,能够有效抑制黑色素的合成,从而起到延缓衰老,美白靓肤的作用.
而且,醋酸能够有效软化皮肤角质层,抑制表皮油脂分泌,保持皮肤的酸度平衡,使皮肤保持柔嫩.另外,果醋中富含的各类有机酸和植物多酚,可以有效抑制细胞内过氧化脂肪酸的合成,从而降低人体过氧化脂质数量,有效延缓衰老.
1.9 减肥效果
果醋中富含的氨基酸类物质,能够加快蛋白质、糖以及脂肪的代谢,帮助降低人体内的脂肪含量.
2 果醋发展及研究现状
目前可追溯的最早的关于果醋的记载是在古巴比伦,早在公元前人们就懂得利用葡萄来酿制葡萄酒的技术,葡萄酒的产生也就意味着葡萄醋的出现.
资料记载,公元10世纪以前,饮用葡萄醋已经在法国等地十分流行.发展至中世纪后期,欧洲各国都已根据自身的饮食风俗习惯,发展出了多种多样的不同水果酿制的果醋品种.到了近现代,果醋已经发展出了丰富多样的品种,其中最具代表性的公司,当属专业生产葡萄果醋的莫狄娜,世界上最负盛名的葡萄果醋供应商之一.该公司经过长期发展,已经成为意大利食品行业的支柱企业.
我国的葡萄醋研究起步较晚,直到上世纪80年代,才逐渐出现了葡萄果醋的相关研究.秦寰勋等[13]利用梨和苹果为原料于1986年首次报道了对果醋产品的相关研究.通过在国家知识产权局网站及万方中文文献数据库检索,截止2018年时,果醋产品的相关专利已经达到了300余项,有关果醋的工艺技术和研究报告共有120余篇；随着国内经济持续发展,水果的商品化种植规模逐渐扩大,产量逐年上升.为了最大化利用水果的价值,越来越多的科研人员开始研究果实的深加工技术,从而带来了水果副产品加工产业的兴盛.而果醋,则成为了主要的发展方向.
我国当前虽然水果产量较高,种类丰富,但深加工产业的发展相较于水果种植规模的扩张,仍显的有些孱弱.而且,由于水果的季节特性,往往会在销售旺季大量滞销,而在淡季又供不应求,形成了“旺季烂、淡季断”的不良现象,导致了大量的资源浪费.果醋使用的生产原料,往往是其他深加工工艺的副产品,或者无法进入市场的残次果品等,因此原料低廉,生产成本较低.同时,如前文所述,果醋具有较高的营养价值和保健功能,市场接收能力较强.但是,在果醋的生产方面,我国的研究水平仍然较国际水平落后许多.目前主要仍采用传统固态发酵工艺,生产成本高,效率低下.虽然已经有不少机构对果醋的新型发酵技术进行了探讨和研究,真正应用于生产中的案例依然不多.如今随着时代的发展,液态发酵、连续通氧深层发酵技术,以及相关设备都为果醋产业发展提供的新的思路与指导方向.
当前的形势下,如何让人们能够广泛的接受果醋,并通过技术手段提高果醋的产量与质量水平,是目前果醋产业发展的核心问题.
3 葡萄果醋酿造的方法
按照生产原料,有以新鲜葡萄为原料发酵的发酵型果醋,或者以葡萄皮渣为辅料发酵的果醋.我国是世界上葡萄生产大国,酿酒葡萄年产量大约150万 t,因此会产生大量的皮渣等副产物,需要充分利用.
魏彦锋等[14]使用新鲜葡萄为原材料,采用清洗榨汁、酒精发酵、醋酸发酵等一系列技术,酿制成水果发酵醋.敬思群[15]使用玉米、麸皮作为发酵原料,经过酒精发酵之后,在加入葡萄酿酒皮渣进行醋酸发酵,得到的醋酸发酵液经过调味后,生产出另一种风味独特的葡萄果醋饮品.由于红色品种葡萄中含有更多的酚类物质,容易造成果醋口感的有苦味,白色品种的葡萄也是极为受欢迎的果醋原料,黄静等[16]以新疆马奶子葡萄为原料,经过酒精发酵、醋酸发酵等工序后酿制的葡萄果醋,再经过调制,得到了具有独特风味,并富含高膳食纤维的葡萄果醋饮品.
当前按照发酵工艺,可将我国的果醋生产工艺,分为固态发酵醋与液态发酵醋两种.目前,我国大部分制醋企业都是选择低质量果品、落果与果品加工边角料、果实皮渣等作为原料,利用固态发酵法生产出质地稠、酸味醇厚、鲜香微甜、各指标均能达到国标标准的果醋产品[13-14].孙俊良[17]采用固态发酵法,以产自太行山区的野生柿子为发酵原料进行柿醋生产工艺的研究.生产出的优质柿醋酸度柔和,醋酸含量为3.54 g/mL,且澄清透明、果香宜人.但目前葡萄果醋仍较多采用液态发酵法.根据生产过程中是否采用通气搅拌的工艺,可以将液态发酵法分为“表面静态发酵法”与“深层液态发酵法”两种.贠建民[18]通过对液态发酵法生产葡萄果醋的工艺进行了细致研究,通过研究发酵过程中温度、通气量、乙醇含量以及醋酸杆菌接种量等参数对发酵过程的动态影响,建立了一套完善的葡萄果醋的发酵工艺.操庆国等[19]也通过对液态发酵工艺的探索,确定了以‘巨峰’葡萄为原材料生产葡萄果醋的发酵工艺.
表面静态发酵法,特指在液态发酵过程中,不进行搅拌,并仅在发酵液表面通气的方法,进行酒精发酵或者醋酸发酵的一种液态发酵技术.它具有易操作,能耗低,发酵过程易于控制,环境污染小的优势,适合工业化生产.但是也有生产过程中容易受污染,设备资金投入大,生产时耗长的劣势.
液态发酵法中的液态深层发酵法,也称通气搅拌培养法、全面发酵法或自吸式液态深层发酵法.液态深层发酵法是在醋酸发酵阶段采用深层发酵罐进行发酵而制取得到的醋酸产品.选用液态深层发酵工艺占地小,自动化程度高,发酵周期短,劳动效率高[20].但产品的风味稍逊固态发酵法的风味.因此,常需要加入具有特殊风味的产酯酵母或使用发酵后熟的技术来提高果醋的商品价值[14].
4 讨论与展望
根据上述研究成果,我们可以看出.随着我国葡萄产业的发展,葡萄深加工技术和副产物的利用是目前主要的研究方向,开发具有功能性的葡萄醋饮品是其中的主要途径[15].自动化的液态发酵技术,是果醋生产技术的发展趋势.以制造出更具风味、口感更佳的果醋,则是行业的发展目标.因此,更多更优秀的复合型产品也在不断涌出.但是,专门用于果醋生产的醋酸菌菌种研究,目前普遍还不够深入,因此,利用基因工程技术研发出专用的醋酸菌,也是相关研究的主要发展方向.
研究进展论文参考资料：
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