草莓酒色泽稳定性提升新策略:基于靶向代谢组学解析芦丁辅助发酵对花色苷衍生物合成的调控机制

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:LWT 6.0

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  针对草莓酒贮藏过程中花色苷降解导致的色泽不稳定问题,研究人员通过添加芦丁等辅色素开展靶向代谢组学研究,发现发酵前添加芦丁(Pre-Rutin)可使天竺葵素-3-O-槐二糖苷含量提升16.37倍,并通过促进酰化/糖基化修饰显著降低色差(ΔE<5),为果酒加工中色素稳定性调控提供新思路。

  

草莓因其丰富的多酚和维生素被誉为"水果皇后",但鲜果易腐特性导致约20-30%的产后损失。传统保鲜方法治标不治本,而深加工成草莓酒虽能延长保质期,却面临花色苷氧化降解导致的色泽劣变难题——当色差ΔE>5时即超出消费者接受阈值。现有物理灭菌或化学防腐技术存在加速降解(如高压处理使花色苷半衰期缩短40%)或影响风味等缺陷,亟需开发更高效的护色方案。

阜阳师范学院(现阜阳师范大学)安徽省功能性果饮生态发酵工程研究中心的科研团队在《LWT》发表研究,系统评估了发酵前后添加没食子酸、香草酸和芦丁三种辅色素的效果。通过色度分析、总酚/花色苷含量测定及UPLC-MS/MS靶向代谢组学技术,发现发酵前添加芦丁能显著改变花色苷组成:抑制不稳定的非酰化形式,同时促进天竺葵素-3-O-槐二糖苷(16.37倍)、矢车菊素-3-O-(6″-O-琥珀酰)半乳糖苷(7.9倍)等稳定衍生物的合成,使贮藏20天后的色差ΔE稳定在5以下。

关键技术包括:采用CIELAB色度系统量化L(亮度)、a(红绿值)、b*(黄蓝值)变化;通过pH示差法测定总花色苷;利用超高效液相色谱-三重四极杆质谱(UPLC-QTRAP 6500+)分析34种花色苷衍生物;通过主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)解析代谢差异。

【结果与讨论】

  1. 理化参数与色泽分析:Pre-Rutin组酸度(8.08±0.11 g/L)显著高于对照(7.41±0.12 g/L),其a/b≈1.12的协调比例展现出最优色泽稳定性,ΔL*仅1.2的亮度变化远优于后发酵添加组。

  2. 多酚与花色苷动态:巴氏杀菌后5天内多酚含量因细胞壁结合态释放而激增,随后微生物代谢主导其下降;而Pre-Rutin组通过芦丁糖基转移酶催化,使贮藏末期多酚和花色苷含量分别较后添加组高15%和21%。

  3. 靶向代谢组学发现:芦丁诱导的花色苷重构表现为三类显著变化:(1)酰化/丙二酰化衍生物平均增加6.5倍,如氰定-3-O-(6″-O-丙二酰)半乳糖苷;(2)原花青素B1-B4等涩味物质降低52%;(3)新检出5种乙酰化衍生物,其稳定性较基础形式提升3-5倍。

该研究首次揭示发酵前添加芦丁可通过酵母代谢网络重构花色苷谱系,将不稳定形式转化为耐贮存的修饰形态。这种"代谢引导型"护色策略突破了传统物理化学方法的局限性,为果酒产业提供了兼具经济效益(减少85%鲜果损耗)和感官品质的解决方案。未来需在工业化规模验证该技术普适性,并深入解析芦丁糖基转移酶的作用机制。

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