全 文 ：　[收稿日期] 　2010-05-06;2010-09-29修回
　[作者简介] 　林　勤(1964-),男 ,工程师 ,从事食品发酵及果酒酿造工艺研究。 E-m ail:Linq641@yahoo.com.cn
[ 文章编号] 1001-3601(2010)11-0786-0228-03
壳聚糖和果胶酶对桑椹酒的澄清效果
林 勤 , 唐春燕
(北方民族大学 生物科学与工程学院 , 宁夏 银川 750021)
　　[摘　要] 为选择桑椹酒合适的澄清剂和澄清方法 ,提高桑椹酒品质 ,以透光率为测定指标 ,从澄清剂的
用量 、温度 、pH 和作用时间等方面 ,分析壳聚糖和果胶酶对桑椹酒的澄清效果。结果表明 ,在果胶酶法中 ,最佳工艺为:果胶酶用量 0.7g/L ,温度 32℃, pH 2.8 ,作用时间 10.5 h;在壳聚糖法中 ,最佳工艺为:壳聚糖
用量 0.25g/L ,温度 25℃,pH 4.0 ,作用时间5h;在桑椹酒澄清过程中 ,壳聚糖用量少 ,成本低 ,价格较果胶酶
便宜 ,澄清工艺条件容易控制 ,所得澄清桑椹酒透光率达到 88%以上 ,具有实际应用价值。[关键词] 桑椹酒 , 澄清 , 壳聚糖 , 果胶酶[中图分类号] S567.7 [文献标识码] A
Effect of Chitosan and Pectinase on Clarification of Mulberry Wine
LIN Qin , TANG Chun-yan
(College of Biological Science and Engineering , North Universit y for Nationalities , Yinchuan , Ningxia 750021 , China)
　　Abstract:The transmi t tance of mulberry wine t reated w ith dif ferent dosage o f chi to san o r pectinase
under dif ferent temperature , pH and treatment time w as determined to screen the suitable clarification
agent and method for improving quality of mulberry wine.The results show ed that the opt imum technical
condi tion of pect inase method fo r clarif ication of mulberry wine w as 0.7 g/L pectinase , pH 2.8 , and 32℃
fo r 10.5 h and the optimum technical condit ion of chi to san me thod fo r clarification of mulberry wine w as
0.25 g/L chitosan , pH 4.0 and 23℃ fo r 5h.The transmit tance of mulbe rry wine t reated by chitosan
method is up to 88%, which indicates that the chi to san method wi th low er cost and simple technical
condi tion is of practical application value in clarification o f mulberry w ine.
Key words:mulberry wine;clarifica tion;chi to san;pectinase
　　桑椹在 2002年被国家卫生部定为既是食品又
是药品的物品 ,其具有补肝益肾 、养血生津的功效 ,
用于头晕 、目眩 、耳鸣 、血虚 、头发早白 、便秘等症[ 1] 。
《本草纲目》中记载:桑椹主治单食 ,止消渴。利五脏
关节 ,通血气。久服不饥 ,安魂镇神 ,令人聪明 ,变白
不老[ 2] 。宁夏地区具备适宜桑椹果树生长的独特的
气候条件 ,桑椹品质优良 ,其开发利用前景广阔。
桑椹酒是一种新兴的果酒 ,它是水果酒之中的
极品 ,具有滋补 、养身及补血之功效 。饮用后 ,不但
可以改善女性手脚冰冷毛病 ,更有补血 、强身 、益肝 、
补肾 、明目等功效。但未澄清的桑椹酒中含有果肉
纤维和一些大分子物质如果胶 、蛋白质 、酚类物质
等 ,这些物质的存在影响着成品酒的品质和外观 。
因此 ,选用合适的澄清剂和澄清方法是提高桑椹酒
品质的重要措施 。刘红梅[ 3] 、任玉巧[ 4] 、徐玉娟[ 5] 等
对桑椹汁的澄清进行了研究 ,但是有关果胶酶和壳
聚糖对桑椹酒的澄清效果的最佳工艺条件的试验研
究较少。笔者通过单因素对比和多因素正交试验 ,
分析果胶酶和壳聚糖两种澄清剂对桑椹酒的澄清效
果 ,确定两种澄清剂澄清桑椹酒的最佳工艺条件 ,为
桑椹产品的开发利用提供参考 。
1 材料与方法
1.1 材料
桑椹酒来源于北方民族大学生物科学与工程学
院实践教学基地自酿;果胶酶购自法国 LA LLE-
MAND公司;壳聚糖购自北京拜尔迪生物公司。
1.2 仪器
722S可见分光光度计(上海精密科学仪器有限
公司生产);台式离心机 TDL-40B(上海安亭科学仪器
厂);FE20/EL20 试验室 pH 计(梅特勒-托利多有限
公司);数显恒温水浴锅 HH-Z(国华电器有限公司)。
1.3 方法
1)桑椹酒最大透光率的测定 。用 722S 分光光
度计在 500 ～ 800 nm 波长范围内测定桑椹酒的最佳
透光率 ,并以此透光率值测定桑椹酒澄清度的波长。
一般果汁都含有天然色素 ,而且不同的色素有其特
定的最大吸收波长和透光波长 ,其中透光率是果汁
澄清度的一种衡量[ 5] 。试验设 3个稀释倍数 ,即将
桑椹酒稀释 10倍 、15倍 、20 倍 ,分别以蒸馏水作空
白对照 ,在 500 ～ 800nm 波长范围内测定透光率 。
2)单因素试验 。分别对果胶酶和壳聚糖澄清
剂的添加量 、澄清温度 、pH 、澄清时间进行单因素试
　贵州农业科学　2010 , 38(11):228 ～ 230　Guizhou Ag ricultural Science s
表 1 果胶酶 、壳聚糖单因素试验添加量
Table 1　The adding lev el of chito san and pectinase in sing le-facto r test
因素
Factor
处理
T reatment
水平 Level
1 2 3 4 5 6 7 8
浓度 果胶酶/(g/ L) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9壳聚糖/(g/ L) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
时间 果胶酶/h 6 7 8 9 10 11 12 13壳聚糖/h 1 2 3 4 5 6 7 8温度 果胶酶/ ℃ 10 15 20 25 30 35 40 45
壳聚糖/ ℃ 10 15 20 25 30 35 40 45
pH 果胶酶 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5壳聚糖 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5
　注:单因素的各试验均离心 20 min(1 500 r/min)后取上清液测定透光率。
　No te:The t ransmittance o f mulber ry wine treated w ith diffe rent concentr ation of chito san or pectina se were de tected after
centrifugalized at the ro tating speed o f 1 500 r/ min for 20 min in sing le-facto r test.
验 ,确定各因素的适宜用量范围。浓度因素试验时 ,
固定另外 3个因素条件 ,即桑椹酒自然 pH ,酒体温
度 40℃,果胶酶澄清时间 8h 、壳聚糖澄清时间 4h;
温度 、pH 及时间的单因素试验时 ,浓度选择以浓度
单因素试验得出的适宜浓度为固定条件 ,其余相应
因素的固定条件与浓度单因素试验时的条件相同 。
各因素的设计水平见表 1。
3)正交试验 。根据单因素试验结果 ,以添加量 、
澄清温度 、pH 、澄清时间 4个参数的适宜用量 ,设计
因素水平 ,进行 4 因素 3 水平正交试验 ,按 L 9(34)
正交表安排试验 ,确定果胶酶和壳聚糖澄清桑椹酒
的最佳工艺。
2 结果与分析
2.1 桑椹酒最大透光率
由图 1 可以看出 ,稀释 10倍 、15倍和 20 倍的
桑椹酒的透光率在 720nm 以前均逐渐增大 , 在
720 nm 达到最大 ,过了 720 nm 以后开始缓慢减小 。
因此 ,试验选定在波长 720 nm 下 ,以蒸馏水做空白
对照 ,测定透光率。
图 1 不同稀释倍数的桑椹酒在不同波长下的透光率曲线
　Fig.1　The transmit tance cur ve of mulber ry w ine with
different dilution ratio
2.2 单因素试验中各因素的适宜水平
2.2.1 适宜的澄清剂浓度 由图 2可以看出 ,不
同浓度的果胶酶对桑椹酒的澄清效果总体波动不
大 ,在 0.2 ～ 0.9 g/L 范围内透光率相差 1.4%,在
0.7 g/ L时透光率最大;不同浓度的壳聚糖对桑椹酒
的澄清效果在 0.3 g/L 时透光率最大 ,随后由于壳
聚糖用量的增加引起浑浊 ,透光率降低 。因此 ,后续
图 2 不同浓度的果胶酶和壳聚糖澄清桑椹酒的透光率
F ig.2　The transmittance o f mulbe rry wine treated w ith
diffe rent concentration of chito san or pectinase
的试验选用果胶酶的浓度为 0.7 g/L ,壳聚糖的浓度
为 0.3g/L 。
2.2.2 适宜的酒体温度 由图 3可以看出 ,在 10 ～
30℃随着温度的升高透光率迅速变大 ,到 30℃时透
光率达到最大 ,温度再升高 ,果胶酶的活性有所降
低 ,造成透光率下降;在 10 ～ 25℃随着温度的升高
透光率迅速变大 ,到 25℃时透光率达到最大 ,随着
温度再升高 ,壳聚糖的活性有所降低 ,透光率下降。
　　　图 3 不同酒体温度条件下果胶酶和壳聚糖
澄清桑椹酒的透光率
Fig.3　The transmit tance of mulber ry w ine treated with
different concentr ation of chito san o r pectina se at
different wine tempera ture
·229·　第 11 期 林　勤 等　壳聚糖和果胶酶对桑椹酒的澄清效果
因此 , 后续试验选择果胶酶作用下酒体温度为
30℃,壳聚糖作用下酒体温度为 25℃。
2.2.3 适宜的 pH 从图 4 看出 ,果胶酶在 pH3
的酸度环境下 ,透光率值最大 ,澄清效果最好;壳聚
糖在 pH 4的酸度环境下 ,酒体透光率值最大 ,澄清
效果最好 。因此 ,后续的单因素试验选择果胶酶在
pH 3的条件下进行 ,壳聚糖在 pH 4的条件下进行 。
　　　图 4 不同酸度条件下的果胶酶和壳聚糖澄
清桑椹酒的透光率
　Fig.4　The transmit tance of mulber ry w ine treated with
different concentr ation of chito san o r pectina se
under different pH
2.2.4 适宜的澄清时间 从图 5 可以看出 ,桑椹
酒中加入果胶酶后 ,前 11 h 随着时间延长 ,果胶酶
分解果胶等物质 ,酒体的粘度下降 ,澄清效果渐显 ,
11 h后透光率变化不大;壳聚糖对桑椹酒的澄清效
果在前 5h 呈递增态势 ,随着时间的延长透光率趋
向平稳 ,说明酒体较为稳定。因此 ,后续试验果胶酶
澄清时间选择 11 h ,壳聚糖澄清时间选择 5 h。
　　　图 5 不同作用条件下的果胶酶和壳聚糖澄
清桑椹酒的透光率
Fig.5　The transmittance o f mulbe rry wine t reated w ith
differ ent concentration o f chitosan or pectinase
under diffe rent treatment time
2.3 澄清效果最佳工艺
2.3.1 正交试验因素水平的确定 根据各单因素
试验结果 ,确定果胶酶法及壳聚糖法正交试验因素
的水平范围(表 2)。
2.3.2 果胶酶法澄清桑椹酒最佳工艺 果胶酶法
澄清桑椹酒的正交试结果(表 3)表明 ,影响果胶酶
的澄清效果的主要因素是时间 ,其次是澄清剂浓度 ,
再次是 pH ,温度的影响最小。试验的最优组合为
A 3B2 C1 D1 , 即 , 果胶酶的浓度为 0.7 g/ L , 酒体
32℃,PH 2.8 ,澄清时间 10.5h 。
2.3.3 壳聚糖法澄清桑椹酒最佳工艺 壳聚糖法
澄清桑椹酒的正交试结果(表 4)表明 ,pH 值是对壳
表 2 果胶酶法澄清桑椹酒的因素及水平
　　Table 2　The factor and lev el in the clarification test o f
mulberr y w ine by adding pectinase o r chitosan
方法
Method
水平
Level
试验因素 Facto r
A
温度/ ℃
B
浓度/(g/ L)
C
pH
D
时间/ h
果胶酶法 1 28 0.65 2.8 10.5
2 30 0.7 3 11
3 32 0.75 3.2 11.5
壳聚糖法 1 23 0.25 3.8 4.5
2 25 0.3 4 5
3 27 0.35 4.2 5.5
表 3 果胶酶澄清桑椹酒多因素正交试验结果
　　Table 3　The re sult of the or thogonal design fo r clarifi-
ca tion of mulber ry w ine by adding pectinase
试验号
No.
试验因素 Factor
A
温度/ ℃
B
浓度/(g/ L)
C
pH
D
时间/h
透光率/ %
T ransmittance
1 1 1 1 1 83.8
2 1 2 2 2 83.5
3 1 3 3 3 79.6
4 2 1 2 3 76.6
5 2 2 3 1 81.3
6 2 3 1 2 84.3
7 3 1 3 2 81.2
8 3 2 1 3 83.4
9 3 3 2 1 86.3
K 1 246.9 241.6 251.5 251.4
K 2 242.2 248.2 246.4 249
K 3 250.9 237.4 242.1 239.6
k1 82.3 80.5 83.8 83.8
k2 80.7 82.7 82.1 83
k3 83.6 79.1 80.7 79.9
极差(R) 2.9 3.6 3.1 3.9
表 4 壳聚糖澄清桑椹酒多因素正交试验结果
　　Table 4　The re sult of the or thogonal design fo r clarifi-
ca tion of mulber ry w ine by adding chitosan
试验号
No.
试验因素 Factor
A
温度/ ℃
B
浓度/(g/ L)
C
pH
D
时间/h
透光率/ %
T ransmittance
1 1 1 1 1 84.9
2 1 2 2 2 86.5
3 1 3 3 3 76.2
4 2 1 2 3 87　
5 2 2 3 1 80.8
6 2 3 1 2 88.6
7 3 1 3 2 86　
8 3 2 1 3 82.9
9 3 3 2 1 85.7
K 1 247.6 257.9 256.4 251.4
K 2 256.4 250.2 259.2 261.1
K 3 250.5 250.5 243 246.1
k1 82.5 86 85.5 83.8
k2 85.5 83.4 86.4 87
k3 83.5 83.5 81 82
极差/ R 3 2.6 5.4 5
聚糖澄清效果影响最显著的因素 ,其次是时间 、温
度 ,最后是浓度。试验的最优组合为 A 2B1C2D2 ,即
壳聚糖的浓度为 0.25 g/ L ,酒体温度 25℃, pH 4 ,澄
清时间 5 h。
(下转第 233 页)
·230· 　　　　　　　　　　　　 　　　　贵 州 农 业 科 学 2010 , 38 卷
表 4 不同浓度马桑生物碱的杀虫效果
Table 4　Disinsection effect of alkaloid at different concentration
马桑生物碱浓度/(mg/ L)
Concentr ation
0 25 50 75 100 200 300 400 500
死亡率/ % Death ra te 7 12 18 31 47 67 80 83 85
生物碱收率影响显著(F=0.656>F0.05),其他因素
对马桑生物碱收率影响不显著 。所以提取过程应控
制好乙醇浓度。
2.3 不同浓度马桑生物碱对蚜虫死亡率的影响
从表 4可以看出 ,蚜虫的死亡率随着马桑生物
碱浓度的升高而增大 ,但当浓度高于 400mg/L 时 ,
蚜虫死亡率逐渐趋于平缓 ,保持在 80%以上 ,综合
各种因素考虑 ,确定其适宜的杀虫浓度为 400mg/
L。
3 小结
1)马桑叶中马桑生物碱的最佳提取工艺为 A 3
B2 C2D1 ,即乙醇浓度 85%, 提取时间 3h , 料液比
1∶16 ,提取温度 65℃。在最佳提取工艺下 ,收率为
3.53%。
2)马桑生物碱对蚜虫的杀虫效果良好 ,其适宜
杀虫浓度为 400mg/L 。
3)马桑在我国分布很广 ,目前有关其活性成分
的提取及生物活性的研究还不是很多 ,但其活性成
分作为绿色环保型农药 ,将会吸引越来越多的研究
者进行此方面的工作 。
[ 参 考 文 献]
[ 1 ] 严 淑 ,刘宝瑞.七种天然生物碱抗肿瘤作用研究进
展[ J] .现代肿瘤医学 , 2010 , 18(6):1227-1230.
[ 2] 欧贤红 , 刘华钢 ,徐　恒.天然生物碱及衍生物抗肿瘤
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[ 3] 耿敬章 , 徐福星.生物碱生理功能及其提取分离研究
进展[ J] .粮食与油脂 , 2007 , 3(4):44-46.
[ 4] 尹文清 , 段少卿 , 张　岩 , 等.钩藤不同溶剂提取物及
总生物碱抗氧化活性研究[ J] .广西师范大学学报:自
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(责任编辑:刘　海)
(上接第 230 页)
3 结论与讨论
1)引起果酒浑浊的因素有来自于原料的大分
子物质 、发酵微生物与发酵过程 。其他引起果酒浑
浊的物质包括有机酸 、单宁 、糖 、蛋白质等[ 6] 。果胶
酶可水解酒中的果胶质 ,使形成混浊的果胶 、蛋白质
等胶体物质被破坏 ,从而达到澄清的目的。壳聚糖分
子中含有活性基团—氨基和羟基 ,在酸性溶液中带正
电荷 ,与果汁中带有负电荷的阴离子电解质作用 ,稳
定的胶体结构被破坏 ,经过滤使果汁得以澄清[ 7] 。
2)试验用果胶酶和壳聚糖 2种新型澄清剂 ,从
澄清剂浓度 、酒体温度 、酒体 pH 和作用时间 4个主
要影响因子对桑椹酒的澄清效果进行比较 ,得出 2
种澄清剂的最佳工艺条件 。果胶酶法最佳工艺:果
胶酶浓度 0.7 g/L 、酒体 pH 2.8 、酒体温度 32℃、作
用时间 10.5 h;壳聚糖法最佳工艺为:浓度 0.25 g/
L 、酒体 pH 4.0 、酒体温度 25℃、作用时间 5 h 。
3)壳聚糖法澄清相对于果胶酶法所需的澄清
剂量小 、温度温和 、时间短。另外 ,壳聚糖无毒 、无
害 、来源广泛 、成本低廉 、制备简单 ,在澄清过程中条
件控制容易 ,澄清透光率较高。因此 ,在桑椹酒澄清
过程中 ,壳聚糖法略优于果胶酶法。
[ 参 考 文 献]
[ 1] 许牡丹 ,陈 合.药食兼用食品加工技术[ M] .北京:
化学工业出版社 , 2006.
[ 2] 李时珍.本草纲目(第三册)[ M] .北京:人民卫生出版
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(责任编辑:姜　萍)
·233·　第 11 期 杨海涛 等　马桑生物碱的提取工艺及室内毒力测定