超声催陈促进红葡萄酒花色苷衍生物的生成机制

Ultrasonic, a non-thermal processing technology, can shorten the aging time of red wine and reduce the cost. It is a potential technique with great application prospect. At present, the scientists mainly focused on the changes of the flavor and taste of the red wine after ultrasonic aging process. Nonetheless, the influences of untrasonic treatments on color change, particularly on quantification of the main anthocyanin pigment and its derivatives, and on the influencing mechanism have not been well studied. Our previous study found that ultrasonic treatment accelerated the formation of anthocyanins derivatives-methylpyranocyanidin, but the specific mechanism has not been clarified. Therefore, the present study will focus on the structure evolution of anthocyanins and color change in wine during aging process. Furthermore, the promotion mechanism of anthocyanin derivatives formation will be discussed by analyzing the correlation between the formation of anthocyanin derivatives and the free radicals induced by ultrasonic cavitation in a simulated system. The contribution of reactive oxygen species to the formation of derivatives will be verified by studying the formation pathway of derivatives. The present study may provide a theoretical basis and technical supports for the application of ultrasound on the aging process of red wine.

超声波作为一种非热加工技术，应用于葡萄酒加工中可以缩短酒体的熟化时间，降低酿酒生产成本，应用潜力巨大。但目前国内外关注点仅着眼于超声催陈后酒体风味物质以及口感的变化，对超声催陈后的色泽影响，特别是对酒体中的主要色素花色苷与花色苷衍生物的消长规律和影响机制尚无深入研究。本课题组前期研究发现超声波处理加速了花色苷衍生物——甲基吡喃花色苷的生成，但具体机制尚不明确。因此，本研究拟从葡萄酒陈酿过程的表观颜色变化入手，对花色苷及其衍生物的消长情况进行跟踪，研究超声波催陈过程中葡萄酒的色泽变化及花色苷结构演变规律。在此基础上构建模拟体系，分析超声波空化作用产生的自由基与花色苷衍生物生成的相关性，探讨活性氧自由基对衍生物形成的贡献，结合对衍生物形成途径的分析，进一步解析超声波促进葡萄酒中花色苷衍生物的生成机制，为超声波技术在葡萄酒陈化过程中的应用提供理论依据和技术支撑。

超声波作为一种非热加工技术，应用于葡萄酒加工中可以缩短酒体的熟化时间，降低酿酒生产成本，应用潜力巨大。本研究从葡萄酒陈酿过程的表观颜色变化入手，对花色苷及其衍生物的消长情况进行跟踪，研究超声波催陈过程中葡萄酒的色泽变化及花色苷结构演变规律。进而构建模拟体系，分析超声波对模拟体系颜色和花色苷的影响，解析超声波对葡萄酒颜色变化影响机制，为超声波技术在葡萄酒陈化过程中的应用提供理论依据和技术支撑。本论文主要研究结果如下：.（1）葡萄酒经超声波处理后，在1个月贮藏期内稳定性与原酒一致，并没有发现“回生”现象。与原酒相比，超声处理能显著提高WCP值和WC值。在颜色特征上，葡萄酒的总色差ΔE值显著提高，并且ΔE值在一定范围内随着超声功率、时间和次数的加强而增大。.（2）采用 UPLC-TOF-MS 鉴定了本实验所用葡萄酒中主要花色苷。确定的花色苷为一种单体花色苷锦葵素-3-葡萄糖苷（Mv-3-glc）以及四种聚合态花色苷，分别为锦葵素-3-葡萄糖苷与丙酮酸、乙醛、咖啡酸和p-香豆酸形成的吡喃型衍生物Vitisin A、Vitisin B、Pinotin A 和锦葵素-3-葡萄糖苷-4-乙烯基苯酚。.（3）采用花色苷酚酸模拟体系模拟酒体中花色苷衍生物的生成情况。超声处理后，与对照相比，锦葵素-3-葡萄糖苷+丙酮酸模拟体系在λ506nm的吸光值和颜色特征没有发生显著变化。锦葵素-3-葡萄糖苷+表儿茶素/儿茶素模拟体系在λ443nm的吸光值显著提高，但λ525nm的吸光值显著降低；b*值显著增加。锦葵素-3-葡萄糖苷+p-香豆酸模拟体系的λ501nm吸光值显著降低。锦葵素-3-葡萄糖苷+咖啡酸模拟体系λ510nm的吸光值显著提高，并且a*值、C*值和ΔE值与对照组相比也有显著提高，L*值显著降低。此外，超声处理矢车菊素-3-葡萄糖苷+丙酮模拟体系，可显著促进其向甲基吡喃花色苷转化。.（4）对咖啡酸进行单独超声处理，发现与对照相比，超声可增加咖啡酸在紫外-可见光光谱上的吸收强度，并提高与锦葵素-3-葡萄糖苷的辅色效果，由此得出超声处理通过改变咖啡酸结构，增加了与锦葵素-3-葡萄糖苷之间的分子间辅色效应。.（5）将超声波处理应用在蓝莓酒中，研究结果发现超声波处理可以显著减缓储藏期内蓝莓酒色泽衰减，减少花色苷降解，其对花色苷的影响作用与花色苷结构极性相关。