葡萄与葡萄酒中的酚类物质

15/09/7,葡萄与葡萄酒中的酚类物质,汇报人：江雨,15/09/7,Page 2,Contents,1.葡萄与葡萄酒中的酚类物质1.1酚类物质的分类1.2酚类物质的合成1.3酚类物质的时期变化1.4酚类物质的作用2.文献讲述3.试验进展,22/06/61,Page 3,果实品质构成,花色苷、类胡萝卜素,可溶性糖、有机酸、单宁,软化、木质化,酚类、萜类物质,脂类物质、萜类,研究趋势：由形态学、生理生化、多样性向组学研究，组学研究（基因组、转录组、蛋白组、代谢组）为果实品质的调控提供新的研究路径。由熟后研究向熟前扩展，向营养物质保存时的质地等（货架期）。,视觉,嗅觉,味觉,健康,咀嚼,15,Page 4,酚类物质的分类,广义的酚类化合物是指芳香族羟基衍生物的总称，是一类含有苯环结构的有机化合物，在苯环的不同部位结合有一个或多个羟基和其他成分，广泛存在于植物中的次生代谢物质。这类化合物有共同的母体化合物酚，而多数化合物中含有的羟基不止一个，因此又被称为多酚。,22/06/61,Page 5,酚类物质的分类,类黄酮酚，类黄酮的基本结构是黄烷核，是有15个原子构成的C6-C3-C6的结构构架。非类黄酮酚（统称为酚酸），主要结构是C6-C3构架。有的分为花色苷酚和非花色苷酚,目前在水果中已发现的酚类物质有1400多种，其中对酚类物质研究最为系统的水果为葡萄，其次为苹果。对植物整体或某一部分的存活非必需的化合物，主要存在于植物的皮、根、叶、果。酚类化合物结构复杂，支链较多，可以与多种糖甙键结合。,22/06/61,Page 6,酚类物质的分类-酚类的结构,花色苷,黄烷-3-醇类,黄烷酮醇类,黄酮类,黄酮醇,苯甲酸类,肉桂酸类,白藜芦醇,4 位上以酮形式存在的类黄酮类，有黄酮(Flavone)、黄酮醇（Flavonol)、黄烷酮(Flavanones)、黄烷酮醇(Flavanonol)等。,含量较少，几乎没有,22/06/61,Page 7,酚类物质的分类-葡萄果实中的酚类物质（单体）,单体，低聚体和高聚体，可形成原花青素，缩合单宁。聚合度2-10时，与蛋白的结合能力较强，陈酿时发生缩合反应。,水解单宁。以单体或者低聚体形式存在,包括槲皮素.杨梅酮.山奈醇.异鼠李素以及它们对应的糖苷,存在形式,22/06/61,Page 8,酚类物质的分类-葡萄果实中的酚类物质（单体）,单体（葡萄），单体、辅色素以及聚合体形式（葡萄酒），也可与酚酸结合，形成酰化花色苷。,法兰西悖论,22/06/61,Page 9,酚类物质的分类-葡萄果实中的酚类物质的测定（聚合物）,总酚：福林肖卡法单宁：分为水解单宁和缩合单宁(也叫原花青素)，水解单宁是没食子酸(3,4,5-三羟基苯甲酸)的衍生物，没食子酸可以酯化成为聚醚多元醇核心，可进一步酯化或氧化交联；缩合单宁是由黄烷-3-醇单元缩合而成，如葡萄籽中的C、EC 、ECG和葡萄皮中的ECG 、EGC相互交联聚合产生的复合物。甲基纤维素沉淀法（缩合单宁）总花色苷：PH示差法总黄烷-3-醇：p-DMACA-盐酸法总类黄酮：亚硝酸盐-氯化铝法原花青素：分为原花翠素和原花青素，由黄烷-3-醇单体缩合而成。香草醛法，黄酮环A环的间苯三酚和间苯二酚与香草醛生成有色络合产物，分光光度计测定，可同时测定单体和聚合体。,总之，对于葡萄与葡萄酒中总酚物质的测定，应分为总的和单体的分别用常规理化和高效液相色谱的方法进行测定。针对于已报道的指纹图谱主要是针对于单体酚和低聚体（4以下）的物质的测定，不包括一些多聚体以及相互之间聚合的和其他的衍生物。因此，要反映葡萄种质资源多酚的特性应用理化法测定其总的含量，同时用HPLC-MS测定其组分特征。,22/06/61,Page 10,酚类物质的抗氧活性,氧化应激与 100 多种人类的疾病相关，如癌症，心血管疾病，衰老和神经退行性等疾病，但是，人体内免疫防御系统远不足以应对严重氧化应激。主要表现体内的产生的自由基，也就是未成对的单独的电子，具有较高的活性，与其他物质中的电子配对结合，与生物体一些大分子结合（DNA、蛋白）造成不可逆转的损害。 因此，人体需要摄入一定量外源性抗氧化剂以平衡体内的活性氧基团。多酚及其代谢物的抗氧化活性主要依靠他们功能团的结构、功能团的数量以及功能团之间的相互作用，其主要的活性结构包括羟基、甲基化、聚合度、糖苷化等。 抗氧化活性的测定方法：以脂质氧化为基础的方法（PV、FTC），以清除自由基的方法（ORAC、ABTS、DPPH)，测定还原能力的方法（FRAP、CUPRAC)，和一些其他方法等。,22/06/61,Page 11,酚类物质的分类-葡萄酒中的酚类物质,品种,合适的酿造工艺 良好的成熟度 配套的栽培管理措施,七分原料，三分工艺,多酚成熟度,理论成熟度,细胞成熟度,葡萄酒中的酚类物质大部分来源于葡萄果实，少数来源于酵母自溶物，有的来源于橡木桶，如橡木中本身的鞣质可以降解为鞣酸，木质素可以讲解为酚酸，苯甲醛与这三个来源都有关。同时，因为对葡萄多酚的浸渍集中，产生了更为复杂的酚类相关物质，如黄烷-3-醇在葡萄酒中与蛋白结合，同时陈酿时发生大量的缩合反应，花色苷在陈酿时形成聚合花色苷。,S190g/L,A=6-10g/L,M=26-30,28,22/06/61,Page 12,酚类物质的合成,酚酸类,酚类物质首先由糖酵解途径中形成的PEP和磷酸戊糖途径中的磷酸赤藓糖（E4P)，经莽草酸途径形成苯丙氨酸。途径中只包含了酚类的种类，其他物质还有与之相连的分支途径。,22/06/61,Page 13,酚类物质的时期变化不同部位的分布,果梗：单宁、儿茶酸、色素的隐色化合物以及酚酸类化合物（通常无色），单宁较多，一定量的聚合多酚，主要是儿茶素和原花色素的聚合物。种子：儿茶素类、单宁、原花青素、槲皮苷等。果皮：黄酮、花色素及白黎芦醇等。果汁：非黄酮类型的酚酸类物质，除了花色素外几乎不含有其它的黄酮类。,22/06/61,Page 14,果实酚类物质的时期变化,果皮总酚,种子总酚,果皮类黄酮,种子类黄酮,22/06/61,Page 15,果实酚类物质的时期变化,果皮总黄烷醇,种子总黄烷醇,果皮总花色苷,果皮：赤霞珠先下降后上升，后逐渐回升；梅尔诺逐渐上升，后基本不变。种子：赤霞珠下下降后上升；梅尔诺先上升后下降。,22/06/61,Page 16,酒中酚类物质的时期变化,发酵中：花色苷先上升后下降，单宁随着酒度的增加而上升；酚酸和花色苷在皮渣分离时达到最大，类黄酮在苹乳发酵时达到最大，在澄清和冷处理时含量下降；聚合色素在除梗破碎时开始出现，在发酵过程中逐渐上升。（皮渣和酵母的吸收，小部分讲解，酒石酸氢钾结晶包围，酒精对细胞角质层的溶剂促进种子的单宁的释放）陈酿：花色苷与其它辅色因素发生辅色反应，形成聚合花色苷的前体，聚合花色苷是主要的色素来源，随着聚合的进行，红酒由紫红变为黄红；花色苷与辅色因素（黄酮醇类、酚酸类、黄烷-3-醇、单宁、鞣花单宁）发生反应。工艺：浸渍（热冷、CO2、闪蒸）时间、分汁或减少汁体积、硫处理或氧化、选择酵母、温度、压榨、淋洗搅拌，低温高温发酵等。,22/06/61,Page 17,酚类物质的作用,光保护作用：电子流、电子链转移、活性氧缓解高温、低温和干旱：光热自由基、水胁迫过脂质氧化缓解营养和盐：与Fe、P、K等营养元素，有毒重金属离子生物胁迫：病原微生物、食草动物传播花粉、受精及传播种子颜色、涩感、苦味、香气、保健作用,22/06/61,Page 18,22/06/61,Page 19,22/06/61,Page 20,22/06/61,Page 21,特点：采用了较为先进的方法（HPLC)测定了衡量果实品质的常见指标，同时选用了部分衡量酿酒葡萄品质的指标，较为全面的分析了品种的品质特征，采用了较为单一的方差分析方法进行数据统计。本文酚类物质仅仅测了酚酸，以及部分其他的酚类物质（在表格中都视为酚酸是不合理的）。,相关文献,Sugar and acid concentrations in 98 grape cultivars analyzed by principal Component analysis, Journal of the Science of Food and Agriculture(2006)Comparison of organic acid levels and L-IdnDH expression in Chinese-type and European-type grapes,Euphytica (2014) 196:6376.Differentialresponsesofsugar, organic acids and anthocyanins to source-sink modulation in Cabernet Sauvignon and Sangiovese grapevines(2015), FRONTIERS IN PLANT SCIENCEMetabolic changes of Vitis vinifera berries and leaves exposed to Bordeaux mixture, Plant Physiology and Biochemistry(2014),22/06/61,Page 22,3试验进展,1.样品预处理：116（9个没采到样）个样品，已全部取样，65个已剥皮并对大部分种子和皮冻干、打粉，并记录了皮和种子的鲜重和干重，还有42个没有剥皮。2试验指标测定：糖酸组分指标、酚类指标（总酚、单宁、总花色苷、总黄烷醇、总类黄酮、单体花色苷） 、抗氧化指标（DPPH自由基清除法、铜离子还原能力(