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

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

AbstractIn this study，three single-factor tests and an orthogonal experiment were designed to optimize the conditions for clarification of mulberry wine with pectinase.The results showed that the optimum conditions 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.

KeywordsMulberry 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，分別置于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（34）正交表（见表1）设计了3因素3水平的正交试验。

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。

2.1.2酶解温度与透光率的关系可以看出，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℃。

2.1.3pH值与透光率的关系从可以看出，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

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>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。

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。

试验序号 透光率（%）192.1292.6393.0平均92.5工艺优化前83.23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：

[1]潘叶，王娟，黄惠华.菠萝果汁的浑浊及澄清机理的初步研究[J].现代食品科技，2010，26（10）：1071-1075.

[2]王振斌，马海乐，钟惠惠，等.草莓胡萝卜复合澄清汁后浑浊机理研究[J]. 农业工程学报，2007，23（6）：246-251.

[3]Kashyap D R， Vohra P K，Chopra S， et al. Applications of pectinases in the commercial sector： a review[J]. Bioresource Technology， 2001，77：215-227.

[4]Pinelo M， Zeuner B， Meyer A S. Juice clarification by protease and pectinase treatments indicates new roles of pectin and protein in cherry juice turbidity[J]. Food and Bioproducts Processing，2010，88：259-265.

[5]于建樂，王志萍.苹果汁酶澄清工艺[J].食品科学，2009（5）：30-32.

[6]王鸿飞，李元瑞.果胶酶在猕猴桃果汁澄清中的应用研究[J].西北农业大学学报，2008（3）：107-109.

[7]刘崑，杨玲辉，闫迎春，等.果胶酶澄清葡萄汁的工艺研究[J].中国农学通报，2011，27（5）：447-451.