茶啤酒的研制及其抗氧化活性的研究

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随着工坊啤酒(craft beer)的迅猛发展,大量的研究工作聚焦于啤酒新产品的开发,而功能性啤酒将引领着工坊啤酒的发展。其中,抗氧化活性一直是国内外相关领域学者的研究热点。现代医学研究表明自由基具有强氧化性,会损害机体的细胞和组织,导致癌症、心血管疾病等的发生。因此,人体必须从饮食中摄入天然抗氧化剂,以防止自由基引起的损伤。生产富含抗氧化物质的啤酒可以有效增加天然抗氧化剂的摄入。而筛选具有高抗氧化力的天然抗氧化物用于啤酒的酿造将是提高啤酒抗氧化活性的新趋势。本文以茶叶为研究对象,通过构建抗氧化活性综合评价指标,获得抗氧化力最强的茶叶品种后,进行茶啤酒工艺研究,进一步研究影响茶啤酒抗氧化活性的关键化合物。最后将产β-葡萄糖苷酶的非酿酒酵母应用于茶啤酒的酿造中,以改善风味、增强抗氧化活性。主要研究内容与结果如下:(1)通过总抗氧化能力(TRAP)、DPPH自由基清除活性(DSA)、还原力(RP)、金属离子螯合能力(MCA)、总酚含量和总黄酮含量系统比较了6类共31种茶叶的体外抗氧化活性,之后运用主成分分析法构建了抗氧化活性综合评价指标对其进行整体评价。结果表明,6类茶叶的体外抗氧化活性整体上呈红茶<乌龙茶<黑茶<白茶<黄茶<绿茶的趋势。其中抗氧化活性最强的茶叶是信阳毛尖,抗氧化活性综合评价得分(CES)为4.18。(2)综合考虑成品啤酒的抗氧化活性和感官品评结果,确定茶啤酒发酵工艺为:茶叶不经处理,添加时间为麦汁冷却至60℃时,添加量为2 g·L-1,茶叶品种为远安黄茶,得到的成品啤酒抗氧化活性较强,CES为1.86,且具有较高的感官评分,为88.5分。此外,对远安黄茶啤酒发酵及贮藏过程中的抗氧化活性进行监测,结果发现发酵过程中啤酒的抗氧化活性逐渐增强,而在贮藏过程中呈下降趋势。(3)基于体外抗氧化能力为导向的策略,采用醇沉、溶剂萃取、大孔树脂分离、半制备反相高效液相色谱法对远安黄茶啤酒中的关键抗氧化组分进行分离。进一步结合超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用技术对这些组分进行鉴定,共计得到8个化合物:表没食子儿茶素(EGC)、咖啡因、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、表儿茶素(EC)、1,2,6-三没食子酰-β-D-葡萄糖、表儿茶素没食子酸酯(ECG)、柯里拉京(Cor)和色氨酸。单体化合物的抗氧化活性和定量研究表明,EGC、EGCG、EC、ECG和Cor均具有体外抗氧化能力,它们对远安黄茶啤酒的TRAP、DSA、RP和MCA的总贡献值分别为60.36%、54.60%、51.65%和66.14%,是远安黄茶啤酒中的关键抗氧化物质。(4)从实验室保藏的酵母菌株中筛选得到3株产β-葡萄糖苷酶能力较强的非酿酒酵母,通过生长曲线测定以及酒精、渗透压耐受性实验对其生理特性进行研究,优选非酿酒酵母S14与酿酒酵母S189混合发酵远安黄茶啤酒。结果表明,当S189与S14以10:1比例混合,且先接种S14,发酵12 h后接入S189时,体系具有最优发酵性能。混菌发酵可以提高远安黄茶啤酒发酵液中的挥发性风味物质含量,其中,萜烯和萜烯醇类、酯类和酸类物质分别为520.98μg·L-1、5534.28μg·L-1和1631.80μg·L-1,相比于纯种发酵,提高了299.25%、32.45%和56.57%。此外,混菌发酵还可提高远安黄茶啤酒的抗氧化活性,CES由1.86提高到了2.89。
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