酒花與酒花制品的抗氧化特性研究
本文采用DPPH(二苯代苦味酰肼自由基)方法來測定酒花與酒花制品的抗氧化特性。抗氧化活性通過反應環境的吸光度下降速率與相對百分比表示。捷克酒花與外國酒花制品中檢測到的抗氧化活性是不同的。最高的抗氧化活性是Saaz和Spalter酒花,范圍在在70%—80%之間,大部分酒花制品的抗氧化特性范圍在40%—60%之間。酒花的一部分抗氧化活性將在其被干燥過程直接損失掉,但總的損失不超過原始酒花抗氧化活性的5%。干燥酒花過程也會導致多酚化合物含量的下降。原酒花提取液與蛇麻酒花兩者的抗氧化活性測定比較沒有什么意義。在一定的儲存溫度下,長期的儲存將使酒花的抗氧化活性下降。顆粒狀酒花通過真空鋁鉑包裝中其溫度對抗氧化活性沒有大的影響。
植物中抗氧化物質是維護人類的健康的很重要的食品成分。它們能消除對人體進行破壞肌體組織和產生嚴重疾病的氮自由基與有機活性氧,氧化損傷被認為是導致肌體老化與一些老化疾病(如心血管疾病、癌癥)的一種主要因素。酒花雖然不是直接的原料,但對啤酒工業生產起著很重要的作用,如對啤酒的生產與啤酒儲存中防止老化與維護啤酒消費者的健康起著重要的影響。酒花的抗氧化活性中多酚物質擔當了很重要的角色,如抗氧化、抗誘變、抗癌性、抗菌性、抗血栓形成、抗炎癥等,以及維持血糖與血壓的正常水平。當今啤酒工業使用了約12種酒花產品(主要是其含量與次級代謝產物的構成等方面的不同),這些酒花類產品具有不同的抗氧化特性。酒花的最佳濕度為8%—12%,酒花干燥條件為溫度在50℃—60℃下干燥6h—10h,在酒花干燥過程的抗氧化活性是否變化還沒有相應的研究。香型和苦型顆粒酒花是當今最普遍的酒花品種。在顆粒酒花制作過程中,首先是原酒花通過一定工藝形成0.5mm的粉狀產品,篩選出均勻的酒花粉狀半成品通過特定方法形成顆粒酒花。上述研磨粉狀與顆粒狀酒花都通過加熱處理,一般顆粒酒花的加熱溫度不宜超過55℃。經過干燥后的酒花顆粒并不是一直保持穩定的抗氧化活性。根據儲存狀況的不同,酒花樹脂、酒花油以及其它物質組分也會跟著變化,但到現在我們都無法清楚酒花在長時間的儲存中是怎樣改變其抗氧化特性的。
分析方法分化學和物理方法,許多化學和生物化學方法都是以分光光度法或比色法作為基礎。在測定啤酒的感官穩定性中,Kandea使用DPPH法和Araki使用ABTS法(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸),它們都是一種穩定的活性自由基。
基于物理方法,如可通過測定溶液的氧化還原電勢,也利用液相色譜的電化學或電量檢測來定量抗氧化活性物質。偶氮化合物是最適合去研究與油脂類有關的抗氧化活性的物質。作為過氧化物自由基來源,Liegeois使用水溶性的AAPH(偶氮二脒基丙烷鹽酸鹽)通過亞油酸在水溶液中的分散性能進行氧化作用來研究麥汁、麥芽和酒花的抗氧化能力。一些酒花與酒花制品能抑制油脂的自氧化。Lermusieau論述了各酒花制品在還原活性方面具有較大的差別,顆粒酒花能增強麥汁的還原活性,二氧化碳酒花浸膏制品由于具有較低的多酚含量,因此不會對麥汁質量產生明顯的影響。電子順磁共振波譜法(EPR)在過去幾年里被食品工業用于測定自由基與抗氧化活性,此方法的原理主要是通過降低磁場強度來改變電子取向以測定自由基的電能變化。抗氧化活性通過自由基的減少程度來評價的。
總多酚與黃烷類化合物通過EBC分析方法分析,花氰類通過啤酒釀造行業與麥汁分析方法進行分析,α-苦味酸通過EBC7.7方法與液相色譜進行含量的測定,而酒花儲藏指數則通過ASBC的分光光度法進行測定。
首先,進行酒花中水分的含量測定。生酒花的水分含量為總重量的75±1%,在測定抗氧化活性中,稱取一系列的干酒花樣品各5克(這個數量相當于每20克左右的綠色原酒花中含有約5.5克干酒花),然后將干酒花經過離心粉碎到顆粒直徑為1.5mm,將上述粉碎物在安裝有回流冷凝管的燒瓶中煮沸30分鐘,冷卻燒瓶,并將其轉移到1000ml的容量瓶中,用水定容到刻度。接著用濾紙過濾后再用0.45μm的膜過濾。提純的過濾液最后進行還原活性的測定。
研究了2005年和2006年的各種生酒花與新鮮干酒花(Saaz, Sladek, Premiant和Agnus酒花)以及對應原酒花的抗氧化特性。Premiant和Saaz酒花通過長時間的儲存(2005年10月開始),其目的是為了測定酒花的老化活性變化。取原酒花與加工后的顆粒酒花各100克,分別通過壓塊用紙包裹以及通過多層鋁鉑包裹,樣品分別在室溫20℃—24℃和2℃—3℃進行儲存,在儲存過程中,跟蹤檢測相關指標的變化如還原特性、α-酸含量、酒花儲藏指數、濕度等。 Czech酒花與外國酒花的抗氧化特性比較
研究比較了2004年—2006年收購的酒花(Czech酒花與外國酒花)的抗氧化特性。外國酒花來源于德國、美國、斯洛文尼亞,在研究過程中,Czech酒花的每一個品種中研究了5個樣品,抗氧化特性的研究通過上述(如(Kaneda 、 Araki 和Chapon 與 Louis論述的方法))介紹的方法測定。在上述測定的所有方法中,使用穩定的DPPH自由基運用光譜測定以及EPR測定方法被認為上最佳的方法,同時發現了上述兩者具有較高的相關性(r=0.878,n=28)。Chapon方法是較能實用的方法,但它需要精細的梯度樣品,而采用ABTS穩定自由基又略差于使用DPPH方法,因為它具有快速反應,進一步限制了一些抗氧化特性較接近的酒花的測定結果差異。檢測結果發現,使用DPPH方法與Chapon 與 Louis論述的方法比較具有更高的相關性(r=0.973,n=18),而使用DPPH與ABTS方法比較的相關性為(r=0.743,n=18)。
圖1顯示了采用DPPH方法測定Czech酒花(2004~2006年)的抗氧化活性的變化。從圖中可以看出,最高的抗氧化特性為Saaz酒花與Spalter酒花,占70~80%,其它類的酒花啤酒抗氧化特性范圍在40~60%左右。
酒花的還原活性與多酚物質的含量有一定的關系。表一顯示了使用Kaneda 、Chapon 和 Louis方法來測定RADPPH 和 RAChapon值中兩者具有很強的相關性。 干燥過程對酒花抗氧化特性的影響
表二顯示了Czech酒花中,生酒花與干燥酒花的抗氧化特性的變化(2005年和2006年度)。結果顯示了兩者具有抗氧化特性的不同。干燥酒花在干燥過程中損失了一部分抗氧化活性,但減少程度較低,一般不超過RADPPH的5%。實際上,最值得注意的是酒花干燥溫度的控制,一般超過60℃就能使酒花的顏色、感官特性以及酒花的抗氧化活性大大變化。關于使用加熱干燥方式的不同對酒花的抗氧化活性值沒有明顯的差別。
表三顯示了一些酒花的多酚物質的含量。在酒花干燥過程中部分多酚物質將被損失掉,干燥酒花的總多酚物質含量約占5%—30%左右。 表四顯示了原酒花與蛇麻酒花抗氧化特性的測定結果(2005年和2006年度收獲),數據顯示原酒花與蛇麻酒花具有接近的抗氧化活性。通過運用統計方法也能證實兩者抗氧化特性的差別不明顯。即酒花粉碎過程對酒花還原性的改變不大明顯。 表五顯示了顆粒酒花與蛇麻酒花抗氧化特性的測定結果(2005年和2006年度收獲),Saaz酒花還具體標明了型號或規格,蛇麻酒花來自地下冷藏庫,而顆粒酒花直接從制作顆粒過程中獲得,數據表明蛇麻酒花與顆粒酒花兩者的抗氧化活性差別不明顯,經統計方法分析也能證實到這一點。 酒花長期儲存對抗氧化特性的 表六顯示了各實驗酒花儲存中對抗氧化活性的影響。表七描述了酒花在儲存期間的α-酸含量、濕度、酒花儲藏指數(HSI)的變化。從表六中可以看出,各酒花儲存過程的抗氧化特性下降速率不一樣。從酒花儲存溫度與酒花形態分析,通過鋁鉑真空包裝的顆粒酒花的抗氧化活性與儲存溫度沒有明顯的變化。然而酒花α-酸含量具有下降的趨勢,如在溫暖環境中的Premiant酒花α-酸含量變化了18.2%,而在冷環境中的變化為5.2%,Saaz酒花在溫暖環境中的α-酸含量變化了22.8%,而在冷環境中的變化為6.5%。在酒花儲藏指數的測定中,Premiant酒花在高溫下上升到0.43,低溫下上升到0.34,Saaz酒花在高溫下上升到0.46,低溫下上升到0.39,這也表明低溫儲存對酒花樹脂的影響較大。 通過壓縮包裝酒花抗氧化特性的比較,低溫儲存的酒花抗氧化活性要低于高溫儲存的的酒花,但這種高溫儲藏的酒花對啤酒釀造不利。從實驗數據看出,高溫的酒花有50%—60%的α-酸損失,而低溫的酒花有27%—31%α-酸損失。這可能是由于冷環境中有較高的濕度。從表七可以看出,在原酒花高溫儲存中,Premiant酒花的濕度由9.3%~下降到6.2%,Saaz酒花的濕度由9.1%~下降到7.4%,在原酒花低溫儲存中,Premiant酒花的濕度由9.3%~上升到12.6%,Saaz酒花的濕度由9.1%~上升到15.2%。由于實驗包裝是10×10×4cm規格的紙質包裹,濕度因素可能在一個長期的時間中進入到包裝中加速了多酚物質的反應。 結論 在測定酒花抗氧化特性中,Saaz和Spalter酒花的最高抗氧化特性范圍在70%—80%。其它酒花抗氧化特性范圍在40%—60%。
Saaz、Sladek 和 Premiant酒花中,生酒花與干酒花果的抗氧化特性差別明顯。干燥過程導致一部分抗氧化特性的損失,但不超過RADPPH的5%。在使用不同的干燥器對酒花抗氧化特性的影響不明顯。
酒花的粉碎與顆粒制作過程不會影響其抗氧化特性或多酚物質的含量。
根據酒花的儲存溫度與酒花本身的形態不同,酒花的抗氧化特性下降速率也不同。但對鋁鉑真空包裝的酒花儲存在不同溫度下不會影響酒花的抗氧化特性(RADPPH)。
