来源:Applied Sciences 发布时间:2021/5/28 18:09:03
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Applied Sciences:多酚——一种用来鉴别葡萄酒真伪的天然抗氧化剂

论文标题:Polyphenols: Natural Antioxidants to Be Used as a Quality Tool in Wine Authenticity(多酚——一种用来鉴别葡萄酒真伪的天然抗氧化剂)

期刊:Applied Sciences

作者:Alexandros Tzachristas,Konstantina Pasvanka,Antony Calokerinos and Charalampos Proestos

发表时间:26 August 2020

DOI:10.3390/app10175908

微信链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1MzEzNjgxMQ==&mid=

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期刊链接:

https://www.mdpi.com/journal/applsci

多酚在人体营养中发挥着重要作用,是功能性食品的关键成分[1,2]。研究表明,适度饮酒对人体健康有益[3,4]。一直以来,红酒推向市场的先决条件是:酒标上必须注明成分和产地。尽管如此,有意或者无意贴错标签事故时有发生。这给要求严格把关红酒真伪的消费者敲响了警钟。随着先进计量学仪器-核磁共振和基于代谢组学的质谱仪这些具有特异性和高灵敏度检测技术出现,更具权威的葡萄酒认证平台诞生了。

最近,来自雅典大学的Charalampos Proestos博士等人在Applied Sciences期刊上发表了一篇名为“多酚:一种用来鉴别葡萄酒真伪的天然抗氧化剂”的文章。文章提出了提高多酚在酿酒过程中的提取率和稳定性的方法,结合新兴的分析平台证实多酚可以用来鉴别葡萄酒真伪,将我们对葡萄酒中的多酚的认识提升到了一个新的高度。

01.多酚的结构

从结构上看,多酚类物质可分为两大类,一类是含有C6-C3-C6骨架的黄酮类,另一类是非黄酮类。它们的名字来自希腊单词“polus”(多) 和“phenol”(酚)。它们指的是一种由一个羟基 (-OH) 基团与一个芳香苯 (苯基) 环结合成的化合物。这一部分主要介绍了一些基本的与葡萄酒真伪鉴定相关的多酚结构。

02.非黄酮类多酚

葡萄果肉中含有很多重要的非黄酮类多酚,如酚酸、芪类及其衍生物。在葡萄酒中,主要有水解丹宁、香豆素和木质素等非黄酮类多酚 (图1)。

图1. 红酒中酚酸的基本结构

03.黄酮类多酚

黄酮类多酚 (分子结构见图2) 是一种次级代谢产物,存在于各种各样的天然产物中,如蔬菜,水果,茎,可可,茶,葡萄和葡萄酒。在葡萄酒中,黄酮类多酚的基本功能是决定感官特性,如颜色、香味、涩味和苦味。黄酮、黄烷酮类、酮醇类、儿茶素、青素等都是重要的黄酮类多酚。

图2. 黄酮类基本结构

研究内容

01.工艺对葡萄酒多酚含量的影响

葡萄酒中的多酚含量受到遗传和环境因素影响,主要包括:品种、葡萄园的管理、季节和收获时间。酿酒工艺也是影响多酚含量的一个重要因素。如浸渍参数 (周期和强度、总时间、温度),添加剂 (酶制剂,多糖制剂,酚制剂) 和发酵参数 (温度、时间)。本节针对酿造工艺提出了提高色素提取率和颜色稳定性的方案。主要方案包括:预发酵果汁、冷浸泡、热化和闪速释放、二氧化碳浸泡、增强辅色、果汁胶化、酵母选择和酵母细胞壁和非热处理。其中,预发酵果汁是一种酿酒技术。在发酵之前, 将水果中的果汁压榨出来以提高果皮和果汁的比例。发酵过程中,果皮和果汁中的花青素和单宁就被提取出来了。冷浸泡是一种预发酵浸泡,在4-15℃下浸泡使得芳香,色素和单宁更容易从果皮进入酒中。

02.当前对葡萄酒真伪的分析方法

传统的湿化学方法或液相色谱在葡萄酒多酚的鉴定中应用较为广泛。然而, 大量实践证明,核磁共振代谢组学结合先进的化学计量学可以有效地鉴定葡萄和葡萄酒中的多酚。当前对葡萄酒真伪鉴定的科学研究从以下两个方面展开,品种或产地的鉴定和过程监控。

03.品种或产地鉴定

多酚化合物的分类学研究的主要目的是通过红酒的品种或起源地研究来揭露红酒欺诈行为。最近,Arapitsas[5]等学者利用非靶向核磁共振代谢组学方法研究了11种单品种、单年份的意大利红酒的代谢组学特征。研究结果表明,槲皮素在桑乔维塞葡萄酒中含量更为丰富,异鼠李素在尼比奥罗葡萄酒中更为丰富,而花青素在泰罗德格葡萄酒中含量较为丰富。另外,Long[6]的研究团队利用高效液相色谱-质谱联用研究了新型冠状六聚原花青素及其四聚和五聚同源物在意大利红葡萄酒和白葡萄酒中的含量。结果表明新型冠状六聚体原花青素只存在于红葡萄酒中,而其四聚体和五聚体原花青素只存在于白葡萄酒中。在白葡萄酒中,琼瑶浆样品中没有环状的原花青素,而在长相思和霞多丽样品中,发现了环状的原花青素。因此他们提出冠状原花青素4-、5-和6-聚体的比例与葡萄品种有关,并证明了冠状原花青素可以用来鉴别葡萄酒真伪。

04.过程监控

在过去的十年中,随着新兴学科的出现,已经实现了监测葡萄栽培和葡萄酒酿造的各种过程。下面说明一些与葡萄栽培和葡萄酒中多酚类化合物工艺、处理监测相关的研究实例。对葡萄酒发展变化的监控可以为葡萄酒年份认证和储存是否得当提供了有价值的证据。Alves Filho[7]等将核磁共振和以代谢组学为基础的高效液相色谱技术相结合,评估了白诗南和西拉葡萄酒在经历两个季度后发生的变化。他们得到结论:由垣架式整枝系统生产的葡萄酒含有更多的乙酸衍生物,而通过莱拉体系生产的葡萄酒则含有更多的酚类化合物、有机酸和罗布麻烯类物质。

小结

多酚是衡量葡萄酒质量的重要化合物。虽然, 目前对葡萄酒中多酚的成分了解很全面,但是最近一直有研究报道它的新发现。除了遗传和环境因素,酿酒工艺对红酒中的多酚成分有显著的影响作用。这种影响使得葡萄酒的认证更具有挑战性。使用具有特异性和高灵敏度的仪器结合先进的化学计量技术,以前所未有的方式揭示了葡萄酒中的多酚成分。品种间和品种内的调查以及监测从葡萄到葡萄酒的过程是目前研究最多的主题,而本研究证明多酚是有效的鉴别红酒真伪的生物标志物。显然,新兴的分析平台与高级多元数据分析结合是揭露葡萄酒行业欺诈和甄别葡萄酒真伪的先锋。

参考文献:

[1] Rana, Z.H.; Alam,M.K.; Akhtaruzzaman,M. Nutritional Composition, Total Phenolic Content, Antioxidant and _-Amylase Inhibitory Activities of Different Fractions of SelectedWild Edible Plants. Antioxidants 2019, 8, 203.

[2] Alam, M.K.; Rana, Z.H.; Islam, S.N.; Akhtaruzzaman, M. Comparative assessment of nutritional composition, polyphenol profile, antidiabetic and antioxidative properties of selected edible wild plant species of Bangladesh. Food Chem. 2020, 320, 126646.

[3] Golan, R.; Gepner, Y.; Shai, I. Wine and Health–New Evidence. Eur. J. Clin. Nutr. 2019, 72, 55–59.

[4] Bose, S.; Sarkar, D.; Bose, A.; Mandal, S.C. Natural Flavonoids and Its Pharmaceutical Importance. Pharma Rev.2018, 61–75.

[5] Arapitsas, P.; Ugliano, M.; Marangon, M.; Piombino, P.; Rolle, L.; Gerbi, V.; Versari, A.; Mattivi, F. Use of untargeted LC-MS metabolome to discriminate Italian mono-varietal red wines, produced in their di_erent terroirs. J. Agric. Food Chem. 2020.

[6] Longo, E.; Rossetti, F.; Jouin, A.; Teissedre, P.L.; Jourdes, M.; Boselli, E. Distribution of crown hexameric procyanidin and its tetrameric and pentameric congeners in red and white wines. Food Chem. 2019, 299, 125125.

[7] Alves Filho, E.G.; Silva, L.M.A.; Ribeiro, P.R.V.; de Brito, E.S.; Zocolo, G.J.; Souza-Leão, P.C.; Marques, A.T.B.; Quintela, A.L.; Larsen, F.H.; Canuto, K.M. 1H NMR and LC-MS-based metabolomic approach for evaluation of the seasonality and viticultural practices in wines from São Francisco River Valley, a Brazilian semi-arid region. Food Chem. 2019, 289, 558–567.

Applied Sciences(ISSN 2076-3417, IF 2.474) 是一个国际型开放获取期刊,主要发表应用自然科学研究领域的相关论文,期刊主题涵盖光学和激光、应用化学、纳米技术和应用纳米科学、环境和可持续发展、应用生物学以及计算与人工智能等领域。Applied Sciences 采取单盲同行评审,一审平均周期约为14.1天,文章从接收到发表仅需2.7天。

 
 
 
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