碩士論文開題綜述

利用紅外光譜分析方法建立****指紋圖譜

——開題綜述*****大學化工學院****級生物化工****1.黃酒簡介*****大學化工學院****級生物化工****黃酒是用稻米或黍米為原料，經蒸煮、加曲、糖化、發(fā)酵、壓榨、過濾、煎酒、貯存、勾兌而成的釀造酒，味甘醇香，色澤金黃，酒精度通常介于8%?17%之間，是我國的民族特產。1.1黃酒的起源黃酒是世界上公認的三大古酒之一，與啤酒、葡萄酒并列，聞名于世。人類發(fā)現(xiàn)了自然酒后，受到啟發(fā)，開始了人工釀酒的歷史，從而揭開了中國黃酒文化的扉頁。關于黃酒起源問題，長期以來眾說紛紜，主要有：仰韶文化時期、龍山文化時期、河姆渡文化時期。我國新石器時代的文化遺址，其中出土的谷物遺存物和陶器，為黃酒的起源提供了直接的實物依據(jù)。黃酒的起源大概可以追溯到公元前2000年的夏王朝到公元前200年的秦王朝這1800年的時間。1.2黃酒的種類根據(jù)其含糖量的高低，黃酒分為干黃酒（總糖含量低于或等于15.0g/L）、半十黃酒（總糖含量在15.0g/L?40.0g/L）、半甜黃酒（總糖含量在40.1g/L?100g/L）、甜黃酒（總糖含量高于100g/L）。按生產工藝，分為淋飯酒、攤飯酒和喂飯酒。如以酒曲分，黃酒可分為麥曲酒、紅曲酒、小曲米酒。如以原料分，分為糯米酒、粳米酒黍米酒、秈米酒。按地域劃分，其中以浙派黃酒以浙江紹興黃酒、寧波阿拉老酒為代表，蘇派黃酒以蘇州的吳江市桃源黃酒和張家港市沙洲優(yōu)黃、江蘇白蒲黃酒、錫山黃酒為代表，海派黃酒以和酒、石庫門為代表，北派黃酒以山東即墨老酒為北方黍米黃酒的典型代表；閩派黃酒以福建龍巖沉缸酒、閩安老酒、福建老酒是南方紅曲稻米黃酒的典型代表。1.3黃酒的營養(yǎng)價值1.3.1GABA（y-氨基丁酸）黃酒中含有GABA，含量介于167mg/l?360mg/l之間⑴。GABA在人腦的新陳代謝中扮演著重要的角色。它能促進人腦中葡萄糖的代謝，乙酰膽堿的合成，降低血氨，同時，還具有抗驚厥，修復受損腦細胞的功能?；A醫(yī)學和臨床醫(yī)學研究表明：GABA的缺乏會導致人心緒紊亂，感覺壓抑；增加GABA能的神經傳遞可起到抗壓抑和穩(wěn)定情緒的效果。朱成鋼⑵等人研究了黃酒在改善動物學習與記憶方面的功能，推斷黃酒能提高大鼠學習記憶能力可能與酒中豐富的GABA有關。1.3.2微量元素黃酒中的微量元素，經測定有21種之多，其中鉀、鈉、鈣、鎂、磷和銅、鋅、鐵、錳、鉆、鍺、碘等具有營養(yǎng)保健功能的礦物質元素含量較為豐富。在黃酒這種酸性介質中，這些微量元素以離子形式的狀態(tài)存在，因而具有生物活性。它們廣泛分布于生物體內的各種代謝過程，參與構成酶活性中心與輔酶，體內物質的運輸，維生素與激素的合成。微量元素對酵母、霉菌的生長和繁殖也有較大的影響，并最終影響成品酒的品質。因而，不同產地、不同原料所釀造的黃酒中的微量元素含量會有較大的差異。（見表1.1）表1.1鑒湖水和小舜江水中陽離子的比較元素含量碗/L）元素含量（瞄/L）鑒湖ZK小舜江水鑒湖水小舜江水Na257004406Ni3.050.71Mg50901266Cu2.710.94Al34.7179.83Zn195161K408041988As1.350.63Ca2579011390Se1.920.3V2.780.69Mo3.80.54Cr5.661.68Ag0.020.02Mn7.0112.15Cd0.040.02Fe96.4479Sn0.050.04Co0.180.08Sb0.440.02Pb0.820.94注：表中數(shù)據(jù)來源于李博斌等.小舜江水釀制紹興酒的可行性研究.[J].釀酒科技,2008（5）:71-73[3]1.3..3氨基酸黃酒中含有20種氨基酸，其中含人體必需的8種氨基酸，其含量居各種釀造酒之首，比啤酒、葡萄酒和日本清酒高出2?36倍，主要由曲霉菌的酸性蛋白霉和酸性羧肽酶對蒸煮后的原料米中的蛋白質起作用而產生，以及原料，糖化劑，發(fā)酵劑的水解以及酵母和霉菌的自溶產生。諸葛慶囹等人的研究結果表明：紹興黃酒、福建黃酒的氨基酸總量較高，平均含量分別為3946.56mg/L和3726.80mg/L，江西黃酒氨基酸含量為1634.33mg/L。因此，黃酒能夠提高機體免疫力、增強體質，及促進消化1.3.4糖類黃酒是采用邊糖化邊發(fā)酵的“雙邊發(fā)酵”方法進行釀造的。當酒酷里的酒精濃度升到一定程度時，酵母菌的發(fā)酵能力就逐步減弱，對糖分的消耗也逐步減少，甚至停止，從而使一部分糖殘留在酒里。由于釀造方法不同，不同品種黃酒的含糖量有高有低。黃酒中所含糖的種類很多，其中以葡萄糖為主，還有麥芽糖、戊糖和糊精，以及低聚糖（異麥芽糖、潘糖和異麥芽三糖等）和非發(fā)酵糖等。低聚糖是由2-10個單糖分子聚合而成的化合物，由于難以被胃腸消化吸收，甜度低，熱量低，基本不增加血糖和血脂，固有“膳食纖維”之稱，能改善血脂代謝，降低血液中膽固醇和甘油三酯的含量；腸道有益細菌利用低聚糖能改善人體內微生態(tài)環(huán)境，有利于雙歧桿菌和其它有益菌的增殖，經代謝產生有機酸使腸內pH值降低，抑制腸內沙門氏菌和腐敗菌的生長，調節(jié)胃腸功能[5,6]。大量研究結果表明，攝取低聚糖對人體健康有很大意義，低聚糖對礦物吸收，脂肪代謝都有影響。據(jù)科學推測，它們還具有抗炎抗癌的功效⑺。謝廣發(fā)㈤等人采用高效液相色譜法對黃酒中的異麥芽低聚糖進行了分析(如表1.2所示)，結果表明，黃酒是富含低聚糖的功能性飲品。表1?2黃酒中異麥芽低聚糖含量(mg/ml)酒樣異麥芽糖潘糖異麥芽三糖總計12.572.821.206.5922.882.971.157.0032.862.781.407.04注：表中數(shù)據(jù)來源于謝廣發(fā)等.黃酒中的功能性低聚糖及其功能.[J].中國釀造，2005(2):39-40.1.3.5維生素黃酒中含有多種維生素，其維生素c、b2、b12、A及煙酞胺含量較為豐富，同時還有少量維生素D、K、E。酒中的維生素來自原料和酵母的自溶物。黃酒主要以米和小麥為原料，除了含豐富的B族維生素外，小麥胚中的維生素E含量高達554mg/kg。而且，黃酒在長時間的發(fā)酵過程中，有大量酵母自溶，將細胞中的維生素釋放出來，可成為人體維生素族很好的來源。1.4我國黃酒工業(yè)的現(xiàn)狀1.4.1我國黃酒企業(yè)規(guī)模小、數(shù)量多、手工勞動比例大據(jù)不完全統(tǒng)計全國有黃酒企業(yè)500多家，占酒類生產企業(yè)的5.5%，產量最大的企業(yè)年生產能力約為10萬t，最小的企業(yè)只有幾十噸左右，其中黃酒年產量在1萬t以上的企業(yè)為15家，年產量在4萬t以上的黃酒企業(yè)僅為4家。1.4.2黃酒生產方式各不相同就目前狀況而言，有的為機械化和半機械化，有的為啤、黃酒合一套機械設備，有的則為半手工或純手工作業(yè)。雖然少數(shù)企業(yè)采用了機械或半機械化，但對大部分企業(yè)來說，由于機械化生產的一次性投入大，目前仍采用半機械化和手工操作。目前，機械化和半機械化生產的黃酒占全國黃酒的40%左右。1.4.3黃酒企業(yè)的分布和消費格局我國的黃酒生產區(qū)域雖然突破了“四省一市”(浙江、江蘇、江西、福建、上海)而發(fā)展到了全國，但是其他省市的黃酒產量只占全國黃酒總產量的15%。受“南黃北白”消費格局的限制，黃酒的市場區(qū)域較小。在國內，黃酒消費主要集中在南方的江浙、福建、上海一帶，西部、東北部則難覓蹤影。由此嚴重影響了黃酒的銷量。1.4.4基礎研究薄弱對釀造中所涉及的乳酸菌、釀造酵母、根霉、曲霉等微生物均缺少深入研究。對發(fā)酵機理的認識仍照搬其他釀造酒，有關其特性的研究幾乎沒有展開，對黃酒風味成分及其形成機理、糖化發(fā)酵工藝條件與代謝產物及對黃酒風味質量的影響等的研究和認識還十分膚淺。在配料和數(shù)量上，都是根據(jù)各地的傳統(tǒng)，沒有形成統(tǒng)一的標準進行量化分析。糖化發(fā)酵工藝的控制停留在經驗層面上，操作基本沿襲傳統(tǒng)方法，黃酒成熟與否仍沒有擺脫經驗判斷等等。1.4.5工藝墨守成規(guī)，新產品開發(fā)不快我國黃酒品種單調，大部分又是長期變化不大的老產品，既不適應時代潮流，又不能滿足不同性別、年齡層次的消費者的需求。同時企業(yè)之間缺少技術交流，限制了自身的發(fā)展。酒品質檢測技術的研究進展葡萄酒、白酒和啤酒中各種功能性成分的檢測，以及產品質量影響因素的研究相對較多。研究者己利用現(xiàn)代儀器分析技術分析了酚類物質、氨基酸、有機酸等的含量。近幾年的研究主要集中在葡萄品種、葡萄采收時期、木桶類型、釀造工藝等對成品酒質量的影響，并對陳釀過程的機理進行了探討。目前，黃酒的營養(yǎng)成分，尤其是功能性成分的檢測相對滯后，且無陳釀機理的系統(tǒng)研究。國家標準GB/T13662一2008《黃酒》中規(guī)定了黃酒檢測的感官要求、理化要求、衛(wèi)生要求等技術要求。其中，理化要求的檢測指標有：凈含量負偏差、總糖、固形物（除糖）、酒精度、總酸、氨基酸態(tài)氮、pH、0-苯乙醇等。表2.1所列為國家標準及實際檢測中常用的理化分析方法。表2.1黃酒檢測指標理化分析方法總糖（以葡萄糖計）固形物（除糖）酒精度總酸（以乳酸計）氨基酸態(tài)氮pH值氧化鈣廉-愛農法（甜型和半甜型黃酒），鐵氤化鉀滴定法（干黃和半干黃型黃酒）烘干法酒精計法，氣相色譜法等酸度計法，滴定法等酸度計法，滴定法等酸度計法原子吸收分光光度法，高錳酸鉀滴定法，EDTA滴定法國內研究者采用高效液相色譜儀、氨基酸自動分析儀、氣質聯(lián)用儀、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀等現(xiàn)代儀器分析技術對黃酒中的氨基酸、微量元素、香氣成分、有機酸等進行了定性、定量分析。姜文良9］等人與欒金水［10］等人應用氣質色譜聯(lián)用法分析了黃酒中的揮發(fā)性成分；黃建明［11］等人應用氣象色譜法測定了黃酒中的高級醇；馮德明【12,13］等人應用反相高效液相色譜法測定了黃酒中的有機酸并且研究了黃酒發(fā)酵過程中乳酸含量及變化規(guī)律；陳娟Ml等人應用高效液相色譜法測定了黃酒中的5-羥甲基糠醛含量。戴軍［15］等人利用基體輔助激光解吸電離2飛行時間串聯(lián)質譜分析和液相色譜-電噴霧電離四極桿-飛行時間串聯(lián)質譜聯(lián)用分析鑒定出了黃酒中4種抑制血管緊張素轉換酶活性抑制肽（ACE）。雷萍［16］等人采用毛細管電泳-電化學方法檢測了黃酒中多酚物質，采用毛細管電泳一電化學檢測法（CE-ED）同時分離測定了黃酒中表兒茶素、蘆丁、金絲桃甙、山萘酚、綠原酸、槲皮素等多種生物活性成分的含量。鄭校先［17］等人用福林酚法測定了黃酒中的總酚含量。陳金娥［18］等人利用DPPH法和水楊酸法對其抗氧化性進行了檢測。闕斐［19］等人以總抗氧化能力、還原能力、清除DPPH自由基能力為指標，研究比較了3種保健黃酒的抗氧化活性，利用HPLC鑒定出黃酒中含有10種酚類物質，其含量與黃酒的抗氧化能力呈正相關性。葉杰［2。］等人采用分光光度法對黃酒中的總多酚進行測定，測得黃酒中總多酚含量為0.929mg/ml。指紋圖譜技術在酒質檢測中的研究進展食品指紋圖譜是指食品特有的品質(如香氣、風味成分、元素組成、形狀、顏色等，酒類還包括年份，產地等特征)，通過特定的信息化處理后能對產品身份進行分析識別的技術，這種識別具有模糊性，整體性和唯一性。3.1國內研究進展顧睿［21］等采用原子吸收光譜法測定黃酒中的無機元素，建立了丹陽黃酒礦質元素指紋圖譜，并采用向量相似法檢驗建立的礦質元素圖譜的有效性。朱潘煒［22］等采用頂空固相微萃取-氣相色譜聯(lián)用質譜法分析黃酒中的揮發(fā)性和半揮發(fā)性成分，利用平均值法構建了不同年份基酒的標準指紋圖譜。張曉霞［23］等利用氣相一質譜聯(lián)用儀完善了啤酒風味物質的主要成分，形成指紋圖譜，定性分析出31種風味化合物。吳天祥［24］等利用氣相色譜研究了醬香型白酒的指紋圖譜，8種醬香型白酒的重疊率顯示出醬香型白酒所含組分75%以上相似張軍翔［25］等應用HPLC建立了葡萄酒酒齡花青素指紋圖譜，用于區(qū)分鑒定不同酒齡(年份)蛇龍珠葡萄酒。鄭巖［26］等利用氣相色譜-質譜聯(lián)用技術建立了貴州茅臺酒的共有指紋圖譜，具有較好的重現(xiàn)性、精密度和穩(wěn)定性，能夠有效地應用于白酒的質量控制及真?zhèn)伪鎰e。王莉［27］等采用近紅外透射光譜與氣相色譜分析相結合的方式建立了茅臺近紅外光譜指紋模型和氣相色譜指紋模型，并應用這兩個模型成功識別了模擬辨別真假樣品。江地強等［28］綜合相似度判斷以及指紋數(shù)據(jù)判定，建立起茅臺酒的評價體系，從整體和局部上對茅臺酒質量穩(wěn)定性做出了充分的說明。鄧月娥的］等采用傅里葉變換紅外光譜技術研究了五糧液、極品五糧液、貴州茅臺和瀘州老窖四種白酒冷凍干燥物的紅外指紋特征，應用該指紋圖譜可以快速、方便的區(qū)分不同種類、不同等級白酒干燥混合物組群結構的差異特征。3.2國外研究進展Carpentier^］等利用基質輔助激光解吸電離方法(MALDI)建立了紅酒指紋圖譜，在區(qū)分痕量元素方面效果顯著°F6rstel【3i］闡述了同位素比例質譜儀(IRMS)在酒質檢測中的應用，通過鑒別酒中18O/16O的比例，可鑒別出酒的產地。ChamberyM］等利用基質輔助激光解吸附飛行時間質譜(MALDI-TOF)構建了坎帕尼亞白酒的多肽指紋圖譜，該指紋圖譜作為生物條形碼應用到了成品酒中，起到了真?zhèn)巫R別的作用，多肽指紋圖譜經拓展后，還可用于成品酒產地的鑒別。Gonzalvez［33］等應用高頻感應耦合等離子體-發(fā)射光譜分析法(ICP-OES)測定了Valencia紅酒中Al、Ba、Be、Ca等38種無機元素，建立了Valencia紅酒的指紋圖譜，模型正確分辨率達到了100%。該指紋圖譜應用于商品防偽，保護Valencia紅酒品牌。展望目前，在黃酒釀造中：微生物群落結構組成和發(fā)酵過程變化對質量關系仍然沒有科學可靠的評價指標；對傳統(tǒng)黃酒釀造過程中各個階段微生物的發(fā)酵動力學規(guī)律及其對品質的影響不清楚；前發(fā)酵微生物群落結構、數(shù)量和代數(shù)對后發(fā)酵釀造機理和代謝產物變化過程及品質的影響沒有科學可靠的評價系統(tǒng)；微生物群落內部和群落之間的相互作用機理、關系尚不明曉，并缺乏深入的探討和研究。因此將指紋圖譜技術應用到黃酒酒質檢測對于弄清黃酒的陳釀機理具有重大意義。黃酒產業(yè)若要實現(xiàn)跨越式的發(fā)展，必須要實施信息化工程，以信息技術應用為重點，把信息技術、信息產品嵌入到傳統(tǒng)產品中去，把信息技術和現(xiàn)代管理技術與制造技術相結合，應用于傳統(tǒng)黃酒開發(fā)、生產、銷售、服務與管理的全過程。這是黃酒工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。參考文獻謝廣發(fā)，戴軍，趙光鰲等.黃酒中的Y-氨基丁酸及其功能.[J]中國釀造,2005(3):49-50.⑵謝廣發(fā)，朱成鋼，胡志明等.紹興黃酒對大鼠學習記憶力的影響.[J].釀酒科技，2007(5):139-141.李博斌，孫頎，吳堅等.小舜江水釀制紹興酒的可行性研究.[J].釀酒科技,2008(5):71-73.諸葛慶，李博斌，劉興泉等.用離子色譜法分析研究黃酒中的氨基酸.[J].釀酒科技,2008(4):108-111.杜昱光，白雪芳，虞星炬等.寡聚糖類物質生理活性的研究.[J].中國生化藥物雜志，1997,18(5):268-271.岳振峰，趙謀明,彭志英.功能性低聚糖研究進展.[J].食品科學，1999(9):21-25.MacfarlaneGT,SteedH,MacfarlaneS.Bacterialmetabolismandhealth-relatedeffectsofgalactooligosaccharidesandotherprebiotics.[J].JournalofAppliedMicrobiology,2007,104(2):305-344.謝廣發(fā)，戴軍，趙光鰲等.黃酒中的功能性低聚糖及其功能.[J].中國釀造，2005(2):39-40.姜文良，錢玉根,楊民.GC-MS法測定黃酒中的甜蜜素.[J].中國食品添加劑,2008(5):156-158.欒金水.黃酒中風味物質的研究.[J].中國釀造,2002(6):21-24黃建明，黃鎮(zhèn)，黃祖新.氣相色譜法測定黃酒中的高級醇.[J]福建分析測試，2009,18(2):26-30馮德明，朱長俊，王玉潔等.黃酒發(fā)酵過程中乳酸含量分析及變化規(guī)律的研究.[J].中國釀造,2009(7):158-160.馮德明，張洋，趙惠明等.反相高效液相色譜法測定黃酒中的有機酸.[J].中國釀造,2009(3):157-161.陳娟，張雯，倪莉.高效液相色譜法定量黃酒中的5-羥甲基糠醛.[J].釀酒科技,2009(3):106-108.戴軍,陳尚衛(wèi)，謝廣發(fā)等.紹興黃酒中ACE活性抑制肽的分離分析.[J].分析測試學報,2006,25(4):74-77.雷萍，林淼.毛細管電泳-電化學方法檢測黃酒中多酚物質.[J].釀酒科技,2008(11):117-119.鄭校先，李燕，徐維菲等.黃酒的抗氧化活性研究.[J].釀酒科技,2009(10):57-60.陳金娥，高虹.不同品種黃酒中多酚含量及抗氧化性研究.[J].釀酒科技,2008(4):37-39.闕斐，張星海,龔恕等.保健黃酒抗氧化活性及其中酚類物質的比較.[J].中國釀造,2008(11):62-64.葉杰，倪莉.Folin-ciocalteu法測定黃酒中總多酚含量.[J].福建輕紡，2006(11):66-69.顧睿等，丹陽黃酒礦質元素指紋圖譜建立方法的研究[J].釀酒科技，2009(2)：34-36朱潘煒等，不同年份黃酒基酒HS-SPME-GCMS指紋圖譜的建立，2009年近代農產品和食品加工技術及裝備學術年會2009年近代農產品和食品加工技術及裝備學術年會論文集2會議記錄ID:7168068張曉霞，郝曉紅，測定啤酒中有關風味物質的探討，中國質量技術監(jiān)督[J].2010(1)：66-67吳天祥等，醬香型白酒GC指紋圖譜的研究[J].釀酒科技，2008(10)：30-36張軍翔等，蛇龍