陳智理 楊昌鵬 郭靜婕
摘要:以龍眼(Dimocarpus longan)和菠蘿(Ananas comosus)果實(shí)為原料制備復(fù)合果酒,采用果膠酶酶解處理龍眼菠蘿復(fù)合果汁以提高果酒的得率和澄清度,通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化酶解條件。結(jié)果表明,果膠酶添加量對(duì)龍眼菠蘿果酒的得率和澄清度影響最大,其次是酶解時(shí)間和酶解溫度,酶解pH的影響最小。酶解處理的最佳條件組合為果膠酶添加量占混合果肉質(zhì)量的0.4%、酶解時(shí)間2.5 h、酶解溫度45 ℃、酶解pH 3.5。在最優(yōu)條件組合下酶解后龍眼菠蘿復(fù)合果酒的得率和透光率分別為92.3%和91.9%。
關(guān)鍵詞:龍眼(Dimocarpus longan);菠蘿(Ananas comosus);復(fù)合果酒;果膠酶
中圖分類號(hào):TS262.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2013)07-1638-03
發(fā)酵型果酒是一類以水果為主要原料發(fā)酵釀制的低度酒,其風(fēng)味獨(dú)特,具有較高的營養(yǎng)價(jià)值,深受消費(fèi)者的歡迎。龍眼(Dimocarpus longan)及菠蘿(Ananas comosus)是中國南方生產(chǎn)的主要水果種類,龍眼營養(yǎng)豐富,果肉中含有大量碳水化合物以及鉀、磷、鈣、鐵等人體所需的營養(yǎng)物質(zhì);菠蘿香氣濃郁,果實(shí)中富含糖分、有機(jī)酸和多種維生素。以龍眼和菠蘿果實(shí)為原料釀造復(fù)合果酒有較大的市場潛力和良好的發(fā)展前景。
果膠酶是應(yīng)用于果汁、果酒生產(chǎn)中的最重要酶制劑之一,它可以有效地提高水果的出汁率或果酒的得率,加速和增強(qiáng)果汁、果酒的澄清作用,已在草莓酒[1]、西洋參酒[2]、香蕉菠蘿復(fù)合果酒[3]等產(chǎn)品的生產(chǎn)中成功應(yīng)用,目前關(guān)于龍眼果酒的加工工藝已有一些研究[4-6],但將果膠酶應(yīng)用于龍眼菠蘿復(fù)合果酒的研究尚未見報(bào)道。為此,本研究探討利用果膠酶提高龍眼菠蘿復(fù)合果酒的得率和澄清度的最佳酶解條件,以期為生產(chǎn)龍眼菠蘿復(fù)合果酒提供酶解處理的工藝參數(shù)。
1 材料與方法
1.1 材料與儀器
成熟的龍眼、菠蘿均為市售。葡萄酒釀造用高活性干酵母為湖北安琪酵母股份有限公司產(chǎn)品;果膠酶(食品級(jí),活力50 000 U/g)購自武漢生發(fā)生物科技有限公司。
主要儀器包括800B臺(tái)式離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)、752型紫外可見分光光度計(jì)(上海恒平科學(xué)儀器有限公司)、pHSJ-3F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)等。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 龍眼菠蘿果酒制備工藝流程 龍眼、菠蘿果實(shí)洗凈去皮后切分,按等質(zhì)量比混合,添加適量果膠酶液混合打漿。果漿在一定溫度下酶解一定時(shí)間后過濾混合果汁,所得果汁90 ℃滅菌15 min后冷卻。調(diào)節(jié)果汁糖度和酸度,加入少量亞硫酸鹽,添加固定化酵母(或游離酵母)室溫發(fā)酵15 d即得龍眼菠蘿果酒。
1.2.2 指標(biāo)測定 果酒得率以果漿的出汁率表示,出汁率=榨汁后果汁質(zhì)量/酶解前果漿質(zhì)量×100%。果酒的澄清度采用分光光度法測定,發(fā)酵后的果酒3 000 r/min離心5 min,以上清液在670 nm處的透光率T表示[3]。
1.2.3 單因素試驗(yàn) 設(shè)置單因素試驗(yàn)考察果膠酶酶解過程中果膠酶用量、酶解溫度、酶解時(shí)間和酶解pH對(duì)果酒得率和澄清度的影響。①果膠酶添加量。取等質(zhì)量比混合的龍眼、菠蘿果肉300 g 4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%,加100 mL蒸餾水,在酶解溫度50 ℃、酶解pH 4.0的條件下酶解2 h,榨汁計(jì)算果酒得率。混合果汁室溫發(fā)酵15 d后取10 mL果酒1 000 r/min離心5 min,取上清液在670 nm處測定果酒的透光率。②酶解溫度。果膠酶添加量為混合果肉質(zhì)量的0.2%、酶解時(shí)間2 h、酶解pH 4.0,分別在35、40、45、50、55 ℃酶解后榨汁,計(jì)算果酒得率。混合果汁室溫發(fā)酵15 d后測定果酒的透光率。③酶解時(shí)間。果膠酶添加量占混合果肉質(zhì)量的0.2%、酶解溫度50 ℃、酶解pH 4.0,分別酶解1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h后榨汁,計(jì)算果酒得率。混合果汁室溫發(fā)酵15 d后測定果酒的透光率。④酶解pH。果膠酶添加量占混合果肉質(zhì)量的0.2%,調(diào)節(jié)酶解液pH分別為2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0,50 ℃酶解2 h后榨汁,計(jì)算果酒得率?;旌瞎覝匕l(fā)酵15 d后測定果酒的透光率。
1.2.4 正交試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以果酒綜合得分[綜合得分=(果酒得率+透光率)/2×100%]為指標(biāo),設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)進(jìn)一步考察果膠酶添加量、酶解溫度、酶解時(shí)間和酶解pH 4個(gè)因素對(duì)果酒得率和澄清度的影響。
2 結(jié)果與分析
2.1 果膠酶添加量對(duì)果酒得率和澄清度的影響
果膠酶添加量對(duì)果酒得率和澄清度的影響如圖1所示。由圖1可知,在試驗(yàn)范圍內(nèi)果酒得率隨果膠酶添加量的增加呈緩慢上升的趨勢,但變化幅度不大,果膠酶添加量為混合果肉質(zhì)量的0.2%或0.3%時(shí)果酒得率高于90%。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0.2%,果酒透光率上升幅度較大,而由0.2%增加到0.3%,果膠酶透光率上升幅度較小。可見要提高果酒得率和澄清度,果膠酶添加量應(yīng)不小于混合果肉質(zhì)量的0.2%,但也不宜過高,否則會(huì)增加生產(chǎn)成本。
2.2 酶解溫度對(duì)果酒得率和澄清度的影響
酶解溫度對(duì)果酒得率和澄清度的影響如圖2所示。由圖2可知,果酒得率和透光率都隨著酶解溫度的升高而升高。酶解溫度由35 ℃升高到50 ℃,果酒得率和透光率增幅較大,但酶解溫度超過50 ℃時(shí)二者上升的趨勢變得緩慢。酶解溫度過高還會(huì)導(dǎo)致酶活力的降低,且不利于保留龍眼、菠蘿復(fù)合果酒的營養(yǎng)成分和香氣。因此,適宜的酶解溫度為45~50 ℃,這與利用果膠酶澄清香蕉菠蘿酒[3]、蘋果酒[7]、山楂酒[8]的研究結(jié)果相似,但不同于果膠酶澄清西洋參酒的酶解溫度60 ℃[2]。
2.3 酶解時(shí)間對(duì)果酒得率和澄清度的影響
酶解時(shí)間對(duì)果酒得率和澄清度的影響如圖3所示。由圖3可知,酶解時(shí)間為1.0~2.5 h時(shí)果酒的得率和透光率均隨著酶解時(shí)間的延長而升高,酶解1.5 h時(shí)果酒的透光率達(dá)90.0%;酶解2.0 h時(shí)果酒得率達(dá)到90.0%;當(dāng)酶解時(shí)間長于2.0 h時(shí),果酒的得率和透光率隨酶解時(shí)間的延長增幅不大。
2.4 酶解pH對(duì)果酒得率和澄清度的影響
酶解pH對(duì)果酒得率和澄清度的影響結(jié)果如圖4所示。由圖4可知,果酒的得率和透光率隨酶解pH的升高均呈先升高后下降的變化趨勢,酶解pH在3.5~4.0范圍內(nèi)酶解澄清效果較好,透光率可達(dá)89%以上。酶解pH 4.0時(shí)果酒得率最高,可達(dá)90%;pH高于4.5時(shí)酶解效果變差,果膠物質(zhì)未能完全分解,透光率和果酒得率都明顯下降。
2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果
在上述單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)四因素三水平正交試驗(yàn)優(yōu)化果膠酶酶解條件,正交試驗(yàn)因素與水平見表1,結(jié)果見表2。由表2的極差分析可知,影響龍眼菠蘿復(fù)合果酒酶解的因素主次順序?yàn)楣z酶添加量、酶解時(shí)間、酶解溫度、酶解pH。最佳試驗(yàn)組合為A3B3C3D1,即果膠酶添加量占混合果肉質(zhì)量的0.4%、酶解時(shí)間2.5 h、酶解溫度50 ℃、酶解pH 3.5。由于酶解溫度為45 ℃或50 ℃對(duì)龍眼菠蘿復(fù)合果酒的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)影響較小,為節(jié)約成本并保持果酒的風(fēng)味和香氣,酶解溫度宜選擇45 ℃。在優(yōu)化的酶解工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),酶解后龍眼菠蘿復(fù)合果酒的得率和透光率分別為92.3%和91.9%,綜合得分為92.1%,高于所有正交試驗(yàn)組合的結(jié)果,表明正交試驗(yàn)優(yōu)化的結(jié)果是可行的。
3 結(jié)論
1)果膠酶酶解處理對(duì)龍眼菠蘿復(fù)合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添加量的增加、酶解時(shí)間的延長和酶解溫度的升高而升高。
2)試驗(yàn)考察的果膠酶酶解處理?xiàng)l件中,果膠酶添加量對(duì)龍眼菠蘿復(fù)合果酒得率和透光率的影響最大,其次是酶解時(shí)間和酶解溫度,酶解pH的影響最小,最佳酶解條件為果膠酶添加量占混合果肉質(zhì)量的0.4%、酶解時(shí)間2.5 h、酶解溫度45 ℃、酶解pH 3.5。
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