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桑椹为桑树成熟果实,含有丰富的生物活性物质,如脱氧野尻霉素、花青素、白藜芦醇、黄酮、多糖、维生素B1、B2、C和尼克酸等。中医药学记载,桑椹具有增强机体免疫力、延缓衰老、美容养颜等功效。因此,开展桑椹研究,将桑椹果汁酿造成易于吸收的果酒或果醋,果渣开发成果粉制品,对拓展桑树资源的开发利用途径,开发功能性食品,都具有重要的社会价值和经济价值,也必将为草莓、蓝莓等浆果类水果的开发应用提供借鉴。 本论文以桑椹为原料,采取现代生物加工技术,研究桑椹果酒、果醋、果粉等加工工艺,桑椹果醋和果粉的功能特性。研究内容包括优势醋酸菌的筛选与鉴定,桑椹汁酶法制备技术,桑椹果酒、果醋发酵工艺的优化,桑椹果汁、果酒、果醋的风味物质分析,桑椹果粉干燥工艺,以及桑椹果醋和果粉的功能特性等。研究结果如下: 1.从醋醅中分离出6株醋酸菌,并经形态学观察和定性试验确认为醋酸菌,对产酸率高的醋酸菌W1和W6进行分子生物学鉴定,证实W1为醋化醋酸杆菌,基因登录序列号为KC662508;W6为巴氏醋酸杆菌,基因登录序列号为KC662507。 2.分析表明,桑椹内水分含量较高,达80.8%;总糖和酸含量都较低;果胶含量较丰富。果胶酶制备技术研究表明,影响桑椹出汁率的主要因素有温度、时间和酶用量;最佳酶解条件为:酶解温度45℃,果胶酶添加量0.06%,酶解时间90min。 3.桑椹果酒发酵工艺研究表明,影响因素依次为:发酵温度>pH值>发酵时间>酵母接种量。响应面分析获得的桑椹果酒最优发酵工艺条件:发酵温度31.4℃,pH值3.2,酵母接种量0.53%,发酵时间6d。在此条件下,酒精度可以达到12.46%。 4.桑椹果醋发酵工艺研究表明,影响果醋发酵因素依次为:发酵温度>初始酒度>转速>醋酸菌接种量。桑椹果醋最佳发酵参数:发酵温度32.5℃,初始酒度7.5%,醋酸菌接种量10.2%,转速160r/min。在此条件下,桑椹果醋酸度可达到5.895g/100mL。 5.采用顶空固相微萃取法提取桑椹果汁、果酒、果醋中风味物质,利用气相色谱质谱法对风味物质进行检测,结合谱库检索技术对其化合物进行鉴定:桑椹果汁共鉴定出9类55种风味物质,主要为酯类、醇类、有机酸类、醛类、烃类、酮类、酚类、醚类、杂环类。含量最高的为醇类物质,为36.10%;其次为烃类物质,相对含量为33.24%;酯类物质相对含量为10.12%。桑椹果酒在检测时去除乙醇的影响,共检测出8类52种,分为酯类、醇类、有机酸类、醛类、烃类、酮类、酚类和醚类。含量最高为酯类21种,含量为38.11%;其次为醇类11种;有机酸类6种和醛类6种。果醋检测表明,共含有8类53种物质化合物,主要包括酯类、醇类、酸类、酮类、醛类、酚类等,其中醇类物质21种,含量为61.62%;酯类物质13种,含量为19.92%;酸类物质9种,含量为11.32%。 6.采用热风干燥、微波干燥、红外干燥和真空冷冻干燥对桑椹果粉营养成分和冲调性能进行了研究。分析得出:真空冷冻干燥果粉内总糖、总蛋白、黄酮、多糖等物质含量最高,冲调性能最好,吸水和吸油能力最强。红外干燥果粉的得率和容重最高,微波干燥果粉锌、钾、钙、镁含量较高,常温干燥果粉流动性和溶解性较差。扫描电镜观察,真空冷冻干燥果粉的颗粒度虽较不均匀,但颗粒与颗粒之间的空隙较大,而其他干燥方式制成的果粉出现明显的皱缩结块现象。 7.试验表明桑椹果醋和果粉的抗氧化活性很强,不仅对DPPH和羟自由基具有很强的清除能力,还具有很强的还原能力和螯合Fe2+能力。随着浓度的增大,抗氧化活性也增大。在果醋浓度达到16g/L时,其对DPPH和?OH的清除率分别达到99.43%和97.92%;当果粉浓度达到50g/L时,其对DPPH和?OH清除率为99.62%和98.74%。 8、试验证实桑椹果醋和果粉具有较强的降血压活性。随着浓度增大,桑椹果醋和果粉对ACE的抑制活性增加。当果醋浓度达到16g/L时,其对ACE的抑制率分别达到71.26%;当果粉浓度达到50g/L时,其对ACE的抑制率分别达到75%。桑椹果醋和果粉对ACE的半抑制率(IC50)分别为12.18g/L和33.51g/L。两者降血压活性比较,桑椹果醋强于桑椹果粉。 9、体外试验证实,桑椹果醋对人肝癌SMMC-7721细胞和子宫颈癌Hela细胞的生长具有较强抑制作用。随着浓度增大,桑椹果醋对SMMC-7721细胞和Hela细胞的抑制活性也在增加。当果醋为2.0μL时,72h后桑椹果醋对Hela细胞抑制率达到71.03%,对SMMC-7721细胞抑制率为61.24%。同时随着作用时间的延长,细胞数量明显减少,细胞膜加深,变暗,细胞呈现不规则的生长趋势。