陳智理，楊昌鵬，郭靜婕

（廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530007）

香蕉果酒制備酶解條件的優(yōu)化

陳智理，楊昌鵬*，郭靜婕

（廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530007）

通過單因素和正交試驗(yàn)，對纖維素酶和果膠酶酶解處理香蕉果酒的得率和澄清度進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明酶解處理的最佳條件為：纖維素酶添加量0.3%、果膠酶添加量0.4%、酶解溫度60℃、酶解時(shí)間2.5 h、酶解pH 4.0，其中復(fù)合酶添加量為主要影響因素。在最優(yōu)條件組合下酶解后香蕉果酒的得率和透光率的綜合評價(jià)指標(biāo)為91.1%。

香蕉果酒；果膠酶；纖維素酶

香蕉是我國南方的重要熱帶水果之一，也是廣西的大宗優(yōu)勢特色農(nóng)產(chǎn)品。目前，廣西香蕉年產(chǎn)總量位于全國第二位。開展香蕉酒加工，對于規(guī)模化生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)香蕉果酒產(chǎn)品上市銷售，延長香蕉產(chǎn)業(yè)鏈，提高香蕉的附加值，推動(dòng)香蕉種植業(yè)與加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的作用。

目前，國內(nèi)外關(guān)于香蕉酒生產(chǎn)的工藝技術(shù)已有一些報(bào)道[1-4]，但所釀制的香蕉酒成品還存在果酒得率低、酒體不夠澄清等問題。

香蕉中含有果膠質(zhì)、半纖維素及淀粉，導(dǎo)致果漿的黏度大，出汁率不高，果膠酶和纖維素酶能降低香蕉漿黏度，利于果漿固液分離，使果汁得率和澄清度大大提高[5]。這是由于果膠酶可以分解果膠物質(zhì)，有效地提高水果的出汁率，改善果汁的過濾效率，有加速和增強(qiáng)果汁澄清的作用[6]。而纖維素酶在酒精發(fā)酵時(shí)可顯著提高出酒率和原料的利用率，降低溶液的黏度，縮短發(fā)酵時(shí)間[7]。目前果膠酶和纖維素酶處理已在青梅酒[8]、獼猴桃酒[9]、南瓜酒[10]等產(chǎn)品領(lǐng)域已得到成功應(yīng)用。本試驗(yàn)使用果膠酶和纖維素酶組成的混合酶處理香蕉果酒，以探討利用果膠酶和纖維素酶提高香蕉果酒的得率和澄清度的最佳酶解條件，為優(yōu)化香蕉果酒的生產(chǎn)工藝提供理論參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料

成熟的香蕉：市售。

1.2 試劑

果膠酶（酶活力＞50 U/mg）：南寧東南恒華道生物科技有限公司；纖維素酶（酶活力＞50 U/mg）：上海源葉生物科技有限公司；葡萄酒活性干酵母：安琪酵母股份有限公司。

1.3 儀器

T6-新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；800B臺式離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；pHS-3C型pH計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；HH-S數(shù)顯恒溫水浴鍋：江蘇金壇實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。

1.4 方法

1.4.1 香蕉果酒制作工藝流程

原料→去皮、切分→添加果膠酶與纖維素酶混合酶液打漿→酶解→過濾→測定出汁率→殺菌（90℃，15 min）→冷卻→糖酸調(diào)配→硫處理（100 mg/L）→添加酵母→發(fā)酵→香蕉果酒

1.4.2 測定項(xiàng)目方法

果酒得率：以果漿的出汁率表示，出汁率的計(jì)算公式為：

澄清度：果酒的澄清度采用分光光度計(jì)法測定，以果酒在T670nm處的透光率表示[11]。

1.4.3 單因素試驗(yàn)

1.4.3.1 果膠酶添加量對果酒得率和澄清度的影響

取300 g的香蕉果肉5份，果膠酶添加量分別為混合果肉質(zhì)量的0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，加100 mL蒸餾水，在酶解溫度60℃、酶解時(shí)間2 h、酶解pH 4.0的條件下進(jìn)行酶解，榨汁（計(jì)算果酒得率），在室溫下發(fā)酵。在發(fā)酵第15天后分別取10 mL在1 000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心5 min，取上清液在670 nm處測定透光率。

1.4.3.2 纖維素酶添加量對果酒得率和澄清度的影響

取300 g的香蕉果肉5份，纖維素酶添加量分別為混合果肉質(zhì)量的0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%加100 mL蒸餾水，在酶解溫度50℃、酶解時(shí)間2 h、酶解pH4.0的條件下進(jìn)行酶解，榨汁（計(jì)算果酒得率），在室溫下發(fā)酵。在發(fā)酵第15天后分別取10 mL果酒用離心機(jī)離心5 min后，在670 nm條件下測定透光率。

1.4.3.3 果膠酶與纖維素酶添加量對果酒得率和澄清度的影響

將纖維素酶添加量設(shè)為果肉質(zhì)量的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，果膠酶添加量設(shè)果肉質(zhì)量的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和100 mL的水，進(jìn)行隨機(jī)組合，在酶解溫度60℃、酶解時(shí)間2 h、酶解pH4.0的條件下進(jìn)行酶解，榨汁（計(jì)算果酒得率），在發(fā)酵第15天后分別取10 mL在1 000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心5 min，取上清液在670 nm處測定透光率。

1.4.4 正交試驗(yàn)

依據(jù)單因素試驗(yàn)得出的結(jié)果，設(shè)計(jì)了四因素三水平的正交試驗(yàn)，因素水平設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 復(fù)合酶處理香蕉果酒L9（34）正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of the orthogonal test for compound enzym treatment composite banana wine

2 結(jié)果與討論

2.1 果膠酶添加量對果酒得率和澄清度的影響

果膠酶添加量對果酒得率和澄清度的影響結(jié)果如圖1所示。

圖1 果膠酶添加量對果酒得率和澄清度的影響Fig.1 Effects of the pectinase quantity on the yield and clarification of wine

由圖1可知，沒有添加果膠酶的果酒得率和透光率很低，僅為20.64%和50.0%，添加果膠酶酶解后果酒的得率和透光率大大提高。果酒得率隨果膠酶添加量的增加呈緩慢上升的趨勢，但總的變化幅度不算大，果膠酶添加量果肉質(zhì)量的0.30%時(shí)果酒得率達(dá)78.33%以上。果酒的透光率也隨著果膠酶添加量的增加而提高，果膠酶添加量由0增加到混合果肉質(zhì)量的0.10%，果酒透光率上升幅度較大，而由0.10%增加到0.50%，果膠酶透光率上升幅度較小。故要提高果酒得率和澄清度，應(yīng)在香蕉果酒中添加果膠酶，果膠酶添加量應(yīng)不小于混合果肉質(zhì)量的0.10%，這與在桑椹酒的澄清中果膠酶添加量0.07%[12]，無核黃皮發(fā)酵酒澄清中果膠酶添加量0.15%[13]相似。

2.2 纖維素酶添加量對果酒得率和澄清度的影響

纖維素酶對果酒得率和澄清度的影響情況如圖2所示。

圖2 纖維素酶添加量對果酒得率和澄清度的影響Fig.2 Effects of the cellulase quantity on the yield and clarification of wine

由圖2可知，沒有添加纖維素酶的果酒得率和透光率也很低，當(dāng)纖維素酶添加量大于0.3%時(shí)果酒的得率和透光率都大幅度提高，且在在試驗(yàn)范圍內(nèi)隨著纖維素酶添加量的增加而提高。但在香蕉果酒中單獨(dú)使用纖維素酶的得率和透光率比單獨(dú)使用果膠酶的效果稍差。

2.3 果膠酶與纖維素酶添加量對果酒得率和澄清度的影響

果膠酶與纖維素酶添加量對果酒得率的影響情況如表2所示。

表2 復(fù)合酶添加量對果酒得率和澄清度的影響Table 2 Effects of the compound enzym quantity on the yield and clarification of wine

續(xù)表2 復(fù)合酶添加量對果酒得率和澄清度的影響Continue table 2 Effects of the compound enzym quantity on the yield and clarification of wine

由表2可知，使用果膠酶和纖維素酶混合的復(fù)合酶比單獨(dú)使用單種酶的果酒得率和澄清度有所提高。纖維素酶的加入對凸顯果膠酶的作用有積極意義[9]。其原因可能是由于纖維素酶與果膠酶協(xié)同作用，一定程度上對破壞果肉纖維類物質(zhì)和果膠相互包裹的結(jié)構(gòu)有利，便于細(xì)胞壁物質(zhì)及其胞內(nèi)后含物的釋放[14]。

而且，由表2可知，混合酶中纖維素酶添加量為0.3%～0.5%時(shí)，香蕉果酒的得率明顯比添加量為0.1%～0.2%時(shí)高，纖維素酶添加量為0.5%得率可達(dá)80.0%以上?；旌厦钢欣w維素酶和果膠酶添加量大于0.3%時(shí)，香蕉果酒的澄清度明顯比混合酶中纖維素酶和果膠酶添加量為0.1%～0.2%時(shí)高；但當(dāng)混合酶中纖維素酶由0.3%增加到0.5%，果酒的透光率上升幅度較小，并有稍微下降的趨勢。故要提高果酒澄清度，混合酶中纖維素酶添加量應(yīng)選擇果肉質(zhì)量的0.3%，果膠酶添加量應(yīng)不小于果肉質(zhì)量的0.30%。

2.4 香蕉果酒的最佳酶解工藝

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)，其結(jié)果參見表3。

表3 復(fù)合酶酶解處理香蕉果酒L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 The results of the orthogonal test for the effects of compound enzym treatment banana wine

由表3的極差分析可知，影響香蕉果酒酶解的主次因素順序?yàn)椋汗z酶添加量＞酶解溫度＞酶解pH＞酶解時(shí)間。理論上最佳組合應(yīng)為A2B3C3D2，即0.3%纖維素酶+0.4%果膠酶添加量、酶解溫度60℃、酶解時(shí)間2.5 h、酶解pH 4.0。在此優(yōu)化的酶解工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，酶解后香蕉果酒的得率和透光率的綜合評價(jià)指標(biāo)為91.1%。在此條件下香蕉果酒的得率為88.3%，比不酶解直接制作果酒的得率（50.0%）提高了38.3%。因此，在生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶和纖維素酶酶解香蕉果酒可節(jié)約成本、提高效率。

3 結(jié)論

1）果膠酶和纖維素酶酶解處理對香蕉果酒得率和澄清度有一定的影響，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，果酒得率和澄清度隨著酶解時(shí)間的延長、酶解溫度的升高而升高。

2）試驗(yàn)考察的酶解處理?xiàng)l件中，纖維素酶和果膠酶添加量對香蕉果酒得率和透光率的影響最大，其次是酶解溫度和酶解pH，酶解時(shí)間的影響最小，最佳酶解條件組合為混合酶中纖維素酶添加量0.3%+果膠酶添加量0.4%、酶解溫度60℃、酶解時(shí)間2.5 h、酶解pH4.0。

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Effects of Compound Enzym Treatment on the Yield and Clarification of Banana Wine

CHEN Zhi-li，YANG Chang-peng*，GUO Jing-jie
（Guangxi Agricultural Vocational and Technical College，Nanning 530007，Guangxi，China）

Single factor and orthogonal test were designed to study the effects of cellulase and pectinase treatment on the yield and clarification of banana wine.The results showed that the optimal condictions of pectinase treatment was as followed：cellulase usage of 0.3%，pectinas usage of 0.4%，temperature of 60℃，enzymolysis times of 2.5 hours and pH value of 4.0，and the additive amount of compound enzym was the main factor.The composite score of banana wine was 91.1%with the enzymatic hydrolysis.

banana wine；pectinase；cellulase

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.22.017

2014年國家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（2014GB2E100282）

陳智理（1979—），女（漢），副教授，碩士，主要從事食品科學(xué)方面的教學(xué)研究。

*通信作者：楊昌鵬（1964—），男，教授，碩士生導(dǎo)師，博士。

2016-11-23

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《食品研究與開發(fā)》是由天津市食品研究所有限公司和天津市食品工業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心主辦，國內(nèi)外公開發(fā)行的食品專業(yè)科技期刊，1980年創(chuàng)刊，半月刊，采用國際流行開本大16開。其專業(yè)突出，內(nèi)容豐富，印刷精美，是一本既有基礎(chǔ)理論研究，又包括實(shí)用技術(shù)的刊物。本刊已被“萬方數(shù)據(jù)庫”、“中文科技期刊數(shù)據(jù)庫”、《烏利希期刊指南》、美國《化學(xué)文摘》、英國國際農(nóng)業(yè)與生物科學(xué)研究中心（CABI）、英國《食品科技文摘》（FSTA）等知名媒體收錄，并被列入“中文核心期刊”、“中國科技核心期刊”、RCCSE中國核心學(xué)術(shù)期刊（A）。主要欄目有：基礎(chǔ)研究、分離提取、研發(fā)與工藝、標(biāo)準(zhǔn)與檢測、生物工程、營養(yǎng)保健、貯藏保鮮、質(zhì)量安全、專題論述、食品機(jī)械等。

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