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果胶酶澄清桑椹酒的条件优化研究



全 文 :山 东 农 业 科 学 2016,48(9):124 ~ 126 Shandong Agricultural Sciences
DOI:10. 14083 / j. issn. 1001 - 4942. 2016. 09. 028
收稿日期:2016 -04 -08
基金项目:国家茧丝绸发展专项资金项目[鲁财企指(2014)69 号];山东省现代农业产业技术体系蚕桑创新团队加工与综合利用岗
位(SDAIT - 17 - 011 - 06)
作者简介:范作卿(1977 -),男,助理研究员,研究方向为蚕桑资源综合开发利用。E - mail:fanzq77@ 126. com
* 通讯作者:邹德庆,男,研究员。E - mail:zdq59@ 126. com
果胶酶澄清桑椹酒的条件优化研究
范作卿,郭光,王娜,朱琳,邹德庆*
(山东省蚕业研究所,山东 烟台 264002)
摘 要:利用单因素试验及正交试验对影响果胶酶澄清桑椹酒的各单因素进行优化,确定利用果胶酶澄
清桑椹酒的最佳使用条件为果胶酶剂量 35 mg /L,澄清酒液温度 45℃,酒液 pH 值 4. 0,在此最佳使用条件下
桑椹酒的透光率可达 92. 5%,达到理想的澄清效果。
关键词:桑椹酒;果胶酶;澄清;优化
中图分类号:TQ925 + . 3 文献标识号:A 文章编号:1001 -4942(2016)09 -0124 -03
Optimization of Conditions for Clarifying Mulberry Wine with Pectinase
Fan Zuoqing,Guo Guang,Wang Na,Zhu Lin,Zou Deqing*
(Shandong Sericultural Research Institute,Yantai 264002,China)
Abstract In this study,three single - factor tests and an orthogonal experiment were designed to opti-
mize the conditions for clarification of mulberry wine with pectinase. The results showed that the optimum con-
ditions were 35 mg /L of pectinase dosage,45℃ of clarifying temperature and 4. 0 of wine pH value. Under
these optimum conditions,the transmittancy of clarified mulberry wine reached 92. 5%,which indicated the
achievement of desired clarification effect.
Keywords Mulberry wine;Pectinase;Clarify;Optimization
桑椹酒是以新鲜桑椹为主要原料,经生物发
酵酿制而成的纯天然健康饮品,较好地保留了桑
椹中的有机酸、各种维生素、含氮物、微量元素、矿
质元素等天然成分,不但营养价值丰富、酒度低、
色泽艳美、气味芳香诱人,还具有调整人体新陈代
谢、促进血液循环、控制体内胆固醇水平、利尿、激
发肝功能和抗衰老的保健功效。但由于桑椹果中
果胶类物质与蛋白质、单宁、桑椹红色素及多酚类
物质共存,加工成桑椹酒后颜色深暗且易产生浑
浊和沉淀,严重影响了桑椹果酒的感官和品质,成
为制约桑椹酒品质提高的关键技术问题[1,2],因
此需要加入澄清剂以除去一部分或大部分易形成
沉淀的成分,消除潜在因素,以保持酒体在较长时
间内的澄清状态,其原理是分解果汁中产生浑浊
的果胶物质,破坏果汁中胶体态物质,形成絮状沉
淀,经离心或过滤除去,从而使果汁达到澄清之目
的。
果胶酶是一类已经产业化的、新兴的、可用于
果蔬汁和纺织品的酶类产品[3,4],果胶酶的处理
澄清效果,已在苹果汁[5]、猕猴桃汁[6]、葡萄
汁[7]、红树莓果酒[8]的澄清上得到应用。本研究
利用果胶酶对桑椹酒进行了澄清处理,为桑椹酒
的生产提供理论依据及工艺参数。
1 材料与方法
1. 1 材料与主要试剂、仪器
桑椹酒为山东省蚕业研究所 2015 年发酵酿
造,发酵菌种为安琪活性干酵母 BV818。主要试
剂:LAFFORT果胶酶,购于天津开发区万博酒业
有限公司;柠檬酸为分析纯。仪器:H2200R 冷冻
离心机(长沙湘仪离心机仪器有限公司);HH - 1
型恒温水浴锅(金坛市科析仪器有限公司);PH -
033 型酸度计(安徽赛科环保科技有限公司);
UV -2550 紫外可见分光光度计(岛津公司)。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 单因素试验 酶剂量:取 6 份桑椹酒液各
1 000 mL,置于水浴中升温到 40℃,以柠檬酸调酒
液 pH值 3. 5,分别按 25、30、35、40、45、50 mg /L
的剂量向其中加入调配好的果胶酶,酶解时间定
为 4 h,5 000 r /min离心 10 min,以分光光度计测
定酒液透光率。
酶解温度:取 6 份桑椹酒液各 1 000 mL,分别
置于 30、35、40、45、50、55℃的水浴中,以柠檬酸
调酒液 pH值 3. 5,各加入 40 mg /L调配好的果胶
酶,酶解时间定为 4 h,5 000 r /min 离心 10 min,
以分光光度计测定酒液透光率。
酒液 pH值:取 6 份桑椹酒液各 1 000 mL,置
于水浴中升温到 40℃,分别以柠檬酸调酒液 pH
值 3. 0、3. 5、4. 0、4. 5、5. 0、5. 5,各加入 40 mg /L
调配好的果胶酶,酶解时间定为 4 h,5 000 r /min
离心 10 min,以分光光度计测定酒液透光率。
1. 2. 2 正交试验 根据桑椹果胶本身特性,在进
行了上述单因素试验后选用 L9(3
4)正交表(见表
1)设计了 3 因素 3 水平的正交试验。
表 1 正交试验设计因素水平表
水平
因素
酶剂量(mg /L) 酶解温度(℃) 酒液 pH值
1 35 40 3. 5
2 40 45 4. 0
3 45 50 4. 5
1. 2. 3 重复验证试验 在以上最佳工艺条件下
进行 3 次重复试验,分别测定澄清后酒液的透
光率。
2 结果与分析
2. 1 果胶酶澄清桑椹酒的单因素试验
2. 1. 1 果胶酶剂量与透光率的关系 由图 1 可
以看出,果胶酶澄清酒液时,酶剂量对澄清效果影
响较明显,当酶剂量较低时,酒液中果胶分解不完
全,澄清效果较差;当酶剂量过高时,果胶酶本身
也会引起酒液的浑浊。当酶剂量小于 35 mg /L,
透光率随酶剂量的增加而递增,之后透光率变化
较平稳,至 45 mg /L时达峰值,然后随酶剂量的增
大而呈下降趋势,这是由于酶蛋白过多本身引起
的酒液浑浊。因此,最佳果胶酶剂量应考虑为
35 ~ 45 mg /L范围内。
图 1 果胶酶剂量与桑椹酒透光率关系
2. 1. 2 酶解温度与透光率的关系 从图 2 可以
看出,果胶酶处理酒液时,温度对澄清效果影响较
大,这主要是温度对果胶酶的活性影响很大。在
30 ~ 40℃范围内随酶解温度的升高,酒液透光率
增大,说明果胶酶的活性随温度的上升逐渐被激
活,在 40 ~ 50℃范围内透光率相对稳定,当超过
50℃时,透光率下降趋势明显。所以可以判断最
佳酶解温度在 40 ~ 50℃。
图 2 酶解温度与桑椹酒透光率的关系
2. 1. 3 pH 值与透光率的关系 从图 3 可以看
出,果胶酶处理酒液时,pH 值对澄清效果影响较
为明显,这是因为酒液中 pH 值影响果胶酶的活
性,从而影响果胶及酒液中胶体稳定性,从而影响
透光率。pH3. 5 是果胶酶的最佳 pH 值,pH 值在
3. 5 ~ 4. 5 范围内,酒液的透光率都比较高。
2. 2 正交试验
由表 2 可以看出,根据 R 值大小,三因素的
影响排列顺序为 B > C > A,即酶解温度 > pH 值
521第 9 期 范作卿,等:果胶酶澄清桑椹酒的条件优化研究
>果胶酶剂量。最优组合为 A1B2C2,即果胶酶澄
清桑椹酒的最佳使用条件为果胶酶剂量为 35
mg /L,酶解温度为 45℃,酒液 pH值为 4. 0。
图 3 pH值与透光率的关系
表 2 正交试验表
因素
A
酶剂量(mg /L)
B
酶解温度(℃)
C
pH值
透光率
(%)
1 35 40 3. 5 87. 4
2 35 45 4. 0 91. 5
3 35 50 4. 5 88. 1
4 40 40 4. 0 83. 3
5 40 45 4. 5 76. 3
6 40 50 3. 5 84. 4
7 45 40 4. 5 77. 5
8 45 45 3. 5 86. 9
9 45 50 4. 0 85. 7
K1 41. 13 38. 43 39. 6
K2 39. 40 42. 47 42. 7
K3 41. 07 40. 07 39. 3
R 1. 73 4. 04 3. 4
2. 3 最佳工艺条件验证结果
由表 3 可以看出,在优化后的果胶酶澄清桑
椹酒最佳工艺条件下,桑椹酒透光率可达92. 5%,
明显高于工艺优化前的 83. 2%,所得桑椹酒液色
泽艳丽、晶莹剔透,感观效果好。
表 3 最佳工艺条件验证结果
试验序号 透光率(%)
1 92. 1
2 92. 6
3 93. 0
平均 92. 5
工艺优化前 83. 2
3 讨论与结论
3. 1 通过果胶酶澄清桑椹酒的单因素试验及正
交试验表明,用果胶酶澄清桑椹酒的最佳使用条
件为果胶剂量 35 mg /L,酶解温度 45℃,酒液 pH
值 4. 0,在此最优工艺条件下对桑椹酒液进行澄
清,其透光率可达 92. 5%,效果明显高于工艺优
化前。
3. 2 引起桑椹酒混浊的其它原因还有酒液长时
间接触氧气、酒液中存在的桑椹多酚氧化酶而引
起的酶促褐变[9]。对接触氧气,可通过避免酒液
长期暴露在空气中、满罐陈酿、低温储存及适量添
加二氧化硫来除去。对于存在的多酚氧化酶,可
通过发酵前以加热钝化其酶活性,抑制酶促褐变
的发生来进一步抑制混浊的产生,从而提高酒液
的透光率,这将有待于进一步研究。
参 考 文 献:
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621 山 东 农 业 科 学 第 48 卷