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提高葡萄皮的等级：—— 植物细胞壁结构成分的重要性和酚类化合物的萃取技术 目录 前言 葡萄中不同种类酚类化合物的形成 葡萄表皮及葡萄表皮细胞壁的组成 植物细胞中的本源性酚类化合物 葡萄皮多糖的结构 影响酚类物质提取的因素 1.前 言 酒的红色和感官品质在很大程度上取决于葡萄皮中的酚类化合物、芳香类及其前体物质 2.葡萄中不同种类酚类化合物的形成 3.葡萄表皮及葡萄表皮细胞壁的组成 葡萄皮细胞壁组成 第二细胞层 4.植物细胞中的本源性酚类化合物 4.葡萄皮多糖的结构 4.1 纤维素-木葡聚糖结构 在葡萄皮CW中，半纤维素多糖主要由木葡聚糖构成，75%的葡萄糖残基通过α-（1→6）糖苷键与D-木糖连接，约35%的葡萄糖残基被半乳糖取代 在开花植物中，认为木葡聚糖通过非共价键与纤维素相互作用，通过两个特别的区域形成交叉网络结构 在细胞壁的第一层结构中，纤维素和半纤维素的架构没有在细胞壁的第二层结构中那么有组织性；在细胞壁的第二层结构中，半纤维素与非核木质素通过酯键及醚键连接。 4.2果胶多糖 4.3 阿魏酸对糖的交联的作用 阿魏酸通过参与多糖的键合作用以及多糖和木质素组分间的作用使植物细胞壁的结构变硬 目前许多知识关于阿魏酸的连接作用是以乔本植物玉米作为原料。对于木聚糖，阿魏酸酯化到α-阿拉伯糖的C5羟基上。通过过氧化物酶/H2O2的作用使阿魏酸上原子团间的连接变成8-8′，8-5′，8-O-4,5′-5-去氢二聚体，木聚糖变成酯化形式(Grabber, Ralph, Hat?eld, 2002) 4.4木质素 木质素不是多糖，最初由ρ-香豆酸、阿魏酸、二聚阿魏酸、芥子酸、肉桂酸、ρ-水杨酸在一些酶促反应下形成。其他的一些酶催化ρ-香豆酸基，松柏基，芥子基-醇类的形成，在细胞壁第二层结构上聚合成木质素 在植物细胞壁上木质素通过多种连接形式紧紧地和多糖结合 木质化作用的过程中，阿魏酸单体和二聚体与木质素之间的氧合作用使细胞壁明显变硬 发酵条件对酿酒中酚类提取的影响 酶辅助提取 果胶酶是葡萄酒酿造过程中最常用的酶。研究表明，浸泡过程中果胶酶的使用对加工和贮藏的葡萄酒中酚类化合物和花青素的含量的增加产生积极的影响。 Grapes Add your subtopics here 进 展 对植物细胞和细胞壁的分子组合探索研究为酚类化合物是如何绑定在葡萄皮上提供了新的依据。 酿酒技术和植物生理学的进步提供了关于植物细胞包括葡萄细胞中酚类化合物的新知识。 在过去的几年里，为了提高酚类化合物的提取效率，主要集中在酶的使用上，单独使用或与其他酶结合使用。 有关葡萄中酚类化合物的具体结合和分布的知识，将有利于使用更特定的酶。酶混合物的纯化以及酶的协同使用都能促进提取中酚类化合物的产量提高 * * 酚类 酚类化合物从红葡萄到葡萄酒中的转移主要发生在葡萄皮中 直接在压碎的果酱中进行 酚类化合物的含量取决于葡萄的种类和前处理类型 酚酸 简单的类黄酮化合物 单宁酸和原花色素 花色苷 原花色素 缩合单宁 白琴芦醇 儿茶素类 黄酮醇 黄烷酮醇 葡多酚 抗氧化 消除自由基 改善肝脏、血清中的脂质 抗变异原 抗肝疡 防御过氧化 防止动脉硬化 提高视力 抗变异性 降低血管的通透性脆弱性 收缩毛细管 抑制恶性肿疡细胞增殖 防治心血管疾 抗氧化清除 自由基 降血压、降血糖 抗过敏、消臭解毒、 抗辐射 抑制动脉粥样硬化 改善血管的生化学性 强烈的抗氧化作用 降低 血液 尿素氮 降低血中的胆 固醇 抑制血小板凝集 、 预防血栓症 、 抑制癌症发生 、 意义重大 研究 环境因素 内源酶 葡萄中糖和酚类化合物的组成和结构 影响 用较成熟的葡萄酿制的酒，花青素、五倍子酸和紫丁香酸含量较高，而花青素与3取代黄烷烃比值较低 单宁约占80%，平均聚合度为9 单宁主要包含表儿茶素单元以及少量的儿茶素、表儿茶素没食子酸酯和表儿茶素。 葡萄籽单宁趋向单体形式 聚合度大约只有11 组成单元与葡萄皮皮相同 酸性没食子酸盐的含量大于30%，比表皮和茎中的含量要高。 单宁含量最高 平均聚合度约为28 儿茶素、表儿茶酸和表儿茶酸盐是葡萄皮单宁的主要组成单元 少量酰基化合物和没食子酸盐 葡萄茎 葡萄籽 葡萄皮 葡萄不同部位的酚类比较 花色素 黄酮醇 羟基苯甲酸 红葡萄浆果表皮、果肉、种子截面典型结构区别图 表皮的组成 比胞间层要厚，由8-15%的基质纤维素和25-50%的木聚糖构成骨架，在骨架中嵌入10-35%的果胶多糖 主要由果胶组成，将植物细胞粘合到一起 胞间层 比细胞壁主层厚的多，大部分由纤维素微纤维丝组成，40-80%的平行束组成 细胞壁主层 非细胞壁酚类化合物 细胞壁酚类化合物 本源性酚类 常与多糖结合，提取取决于组成和结构参数，物理特性（如表面形态、孔隙率及