超高壓酶解工藝條件對瓢兒酒品質(zhì)的影響

路宏科，李雪雁，趙　煜，楊旭星，馬文錦，朱天地，殷　欣，陳興葉，張小燕，彭　濤*

（1.蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050；2.甘肅省輕工研究院，甘肅 蘭州 730000；3.甘肅省食品發(fā)酵重點(diǎn)實驗室，甘肅 蘭州 730000）

超高壓酶解工藝條件對瓢兒酒品質(zhì)的影響

路宏科1，2，3，李雪雁1，趙煜2，3，楊旭星2，3，馬文錦2，3，朱天地2，3，殷欣2，3，陳興葉2，3，張小燕2，3，彭濤2，3*

（1.蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050；2.甘肅省輕工研究院，甘肅 蘭州 730000；3.甘肅省食品發(fā)酵重點(diǎn)實驗室，甘肅 蘭州 730000）

以瓢兒為原料，對瓢兒酒加工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，將超高壓酶解和滅酶技術(shù)引入瓢兒酒的生產(chǎn)工藝，確定超高壓酶解的最佳工藝條件為：果膠酶添加量0.03%，酶解壓力160 MPa，酶解時間2.5 h，酶解溫度40℃。在此條件下，瓢兒汁的透光率為53.27%，維生素C（VC）和總酚保留率分別為93.82%和85.01%，以此瓢兒汁為原料釀酒，最終產(chǎn)品中VC和總酚含量的保存率分別為84.86%和76.24%。

瓢兒酒；超高壓；酶解工藝條件

瓢兒學(xué)名菠蘿莓（pineberry），又叫野草莓，與草莓味道、外形十分相似，只有櫻桃般大?。?］。瓢兒白色果肉上點(diǎn)綴棕紅色芝麻狀小紅點(diǎn)，果體大小僅有人工栽培草莓的1/10，生長區(qū)多分布在陜南淺山陰涼地帶，多見于略陽、漢中、甘肅隴南等地［2-3］。

瓢兒滋味鮮美，酸中帶甜，甜中帶酸，營養(yǎng)豐富，每100 g鮮果肉中含維生素C（vitamin C，VC）60～100 mg，比蘋果、葡萄含量高，并含有大量的糖類、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、果膠等營養(yǎng)物質(zhì)，此外還含有豐富的維生素B1、B2以及鈣、磷、鐵、鉀、鋅、鉻等人體所必需的礦物質(zhì)和部分微量元素，是人體必需纖維素、鐵、鉀、VC和黃酮類等的重要來源［4-5］。

甘肅省宕昌縣瓢兒栽培歷史悠久，適應(yīng)性強(qiáng)，營養(yǎng)、綠色、無污染，已成為全省乃至全國獨(dú)一無二的地方特色果品之一，是生食及釀酒的佳品。但由于瓢兒采收期集中，保存期短，主要作為鮮食水果在當(dāng)?shù)丶爸苓叺貐^(qū)出售，瓢兒資源未被有效地開發(fā)利用，產(chǎn)品附加值不高。

超高壓（ultrahigh voltage，UHV）技術(shù)又叫靜水壓技術(shù)或高壓技術(shù)。食品超高壓技術(shù)是將食品密封于超高壓容器或無菌泵系統(tǒng)中，以水或其他流體作為傳遞壓力的媒介物，在靜高壓（通常100 MPa以上壓力）和一定的溫度（通常指100℃以下）條件下處理一段時間，可以達(dá)到加工保藏的目的，但是食品的品質(zhì)幾乎不受影響的一種加工方法［6-7］。1914年，BRIGEMAN P W［8］提出在500 MPa條件下卵清蛋白會變性，在700 MPa條件下會形成凝膠現(xiàn)象。1986年，日本京都大學(xué)的學(xué)者率先提倡高壓技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用，掀起了食品高壓技術(shù)應(yīng)用的熱潮［9］。

本試驗以瓢兒為原料，進(jìn)行瓢兒酒加工關(guān)鍵技術(shù)研究，重點(diǎn)著眼于熱敏性原料瓢兒加工過程中的感官品質(zhì)，將超高壓酶解和滅酶技術(shù)引入瓢兒酒的生產(chǎn)工藝，降低了瓢兒在酶解過程中營養(yǎng)成分的損失，可開發(fā)研制出果香濃郁，口味醇厚，最大限度保留原料瓢兒中VC、多酚類等功能性營養(yǎng)成分的原生態(tài)瓢兒酒，對充分發(fā)揮天然景區(qū)“官鵝溝”瓢兒的資源優(yōu)勢，及提高其經(jīng)濟(jì)附加值和科技含量具有重要的意義［10］。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

瓢兒：采摘于甘肅省AAAA級景區(qū)宕昌縣官鵝溝；抗壞血酸（分析純）：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；果膠酶（20 000 U/g）；和氏璧生物技術(shù)有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

ZG140榨汁機(jī)：廣州振興實業(yè)有限公司；AL204電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；KL-10超高壓殺菌儀：凱蘭德科技實業(yè)有限公司；723-可見分光光度計：上海棱光科技有限公司；930N熒光分光光度計：上海儀電分析儀器有限公司；DNM-9606酶標(biāo)分析儀：北京普朗新技術(shù)有限公司。

1.3試驗方法

1.3.1瓢兒營養(yǎng)成分的測定

蛋白質(zhì)按照國標(biāo)GB5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》中的方法測定［11］；脂肪按照國標(biāo)GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》中的方法測定［12］；粗纖維按照國標(biāo)GB/T 5009.88—2008《食品中膳食纖維的測定》中的方法測定［13］；總酸按照國標(biāo)GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》中的酸堿滴定法［14］；總糖按照國標(biāo)GB/T 5009.7—2008《食品中還原糖的測定》中的3，5-二硝基水楊酸（dinitrosalicylic acid，DNS）法［15］；pH值：pH計；VC按照國標(biāo)GB 14754—2010《食品添加劑維生素C（抗壞血酸）》2，6-二氯靛酚滴定法［16］；總酚福林酚法；鈣測定GB/T 5009.92—2003《食品中鈣的測定》［17］；磷測定GB/T 5009.87—2003《食品中磷的測定》［18］；鐵測定GB/T 5009.90—2003《食品中鐵、鎂、錳的測定》［19］；菌落總數(shù)按照GB/T 4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》中的方法進(jìn)行。

1.3.2瓢兒酒加工工藝流程及操作要點(diǎn)

原料揀選→清洗瀝干→打漿破碎→超高壓酶解和滅酶→調(diào)整成分→無菌接種→低溫發(fā)酵→發(fā)酵醪→下膠處理→冷凍過濾→復(fù)配陳釀→冷凍精濾→瓢兒酒

操作要點(diǎn)：

（1）原料預(yù)處理：挑選成熟、無病害的新鮮瓢兒，去除果梗后，用清水沖洗果實表面的泥土，瀝干水分。

（2）榨汁：將瀝干的瓢兒放入組織破碎機(jī)中破碎，采用流加的方式向瓢兒漿中加入抗壞血酸護(hù)色，添加量為0.2 g/kg。

（3）超高壓酶解和滅酶：瓢兒漿中按果肉量0.01%～0.05%配比添加果膠酶，攪拌均勻，然后裝入聚丙烯薄膜袋中，并用真空包裝機(jī)封口，置于超高壓設(shè)備的壓力腔內(nèi)，選擇壓力為100～200 MPa，保持溫度30℃，酶解2～4 h。酶解結(jié)束后，將壓力升至300 MPa，保壓10 min，滅酶。

（4）調(diào)整成分：經(jīng)超高壓酶解后的瓢兒漿，調(diào)整糖度至20～24°Bx，調(diào)整pH至3.3～3.9。

（5）釀酒酵母活化：按一定配比將釀酒活性干酵母用10倍水溶解，在30～35℃條件下活化20 min，然后加入到少量瓢兒原漿中活化20 min，冷卻備用。

（6）酵母菌接種：將活化后的釀酒酵母加入到糖分調(diào)節(jié)后的瓢兒漿中進(jìn)行無菌接種，接種量為原漿量的3%。

（7）低溫發(fā)酵：采用低溫發(fā)酵有利于瓢兒中易揮發(fā)香氣物質(zhì)最大限度地保留。發(fā)酵溫度控制在13～18℃，定期測定發(fā)酵液中總糖和酒精含量，原漿發(fā)酵至總糖＜4 g/L時結(jié)束發(fā)酵，然后進(jìn)行壓榨分離，將自流汁與壓榨汁分別存放，待降溫靜置7 d后，將二者混合得到瓢兒原酒。

（8）澄清處理：在上述瓢兒原酒中添加0.03%的明膠與0.06%的單寧，使原酒中不穩(wěn)定物質(zhì)沉淀，過濾分離。

（9）冷凍過濾：將澄清處理后的原酒在-10～-5℃條件下存放7 d，然后在保持原酒溫度-5℃左右過濾。

（10）復(fù)配陳釀：對原酒的酒精度和糖度進(jìn)行調(diào)整后靜置陳釀，陳釀溫度保持在13～15℃。

（11）冷凍精濾：將復(fù)配陳釀后的原酒在-10～-5℃條件下存放7 d，冷凍過濾，溫度保持在-5℃左右。

1.3.3超高壓酶解瓢兒的工藝優(yōu)化

以透光率（采用分光光度計于波長720 nm處測定瓢兒汁透光率）和VC保存率（超高壓酶解的瓢兒漿中VC含量與未處理的瓢兒中VC含量的比值）為評價指標(biāo)，主要考察果膠酶添加量、超高壓壓力、保壓時間、酶解溫度4個因素對酶解效果的影響，通過單因素試驗確定瓢兒最佳酶解工藝條件，每個水平進(jìn)行3次重復(fù)試驗，取平均值。

果膠酶添加量：固定壓力為140 MPa，保壓時間2 h，酶解溫度40℃，調(diào)節(jié)果膠酶的添加量分別為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，考察果膠酶添加量對酶解效果的影響。

酶解壓力：固定果膠酶的添加量為0.03%，保壓時間2 h，酶解溫度40℃，調(diào)節(jié)壓力分別為120 MPa、140 MPa、160 MPa、180 MPa、200 MPa，考察酶解壓力對酶解效果的影響。

保壓時間：固定壓力為160 MPa，果膠酶添加量為0.03%，酶解溫度40℃，調(diào)節(jié)保壓時間分別為1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h、3.0 h、3.5 h，考察保壓時間對酶解效果的影響。

酶解溫度：固定壓力為160 MPa，果膠酶的添加量為0.03%，保壓時間2.5 h，調(diào)節(jié)酶解溫度分別為30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃，考察酶解溫度對酶解效果的影響。

1.3.4超高壓酶解和滅酶過程對瓢兒品質(zhì)的影響

瓢兒果漿經(jīng)超高壓酶解后，迅速將壓力升高到400 MPa，保壓10 min，隨后立即將其置于0℃冰浴中冷卻，采用滴定法測定殘余果膠酶的酶活A(yù)t。以保壓時間0 min時的酶活為A0，計算相對殘余酶活A(yù)t/A0。同時測定蛋白質(zhì)、VC、總酸、總糖、總酚、pH值以及菌落總數(shù)。

2　結(jié)果與分析

2.1瓢兒營養(yǎng)成分的測定

瓢兒營養(yǎng)成分測定結(jié)果見表1。

表1　瓢兒營養(yǎng)成分測定結(jié)果Table 1 Detection results of nutritional ingredient in pineberry

由表1可知，瓢兒中含有豐富的VC和總酚，其VC含量為103.6 mg/g，這對于維持瓢兒酒色澤和口感具有重要作用；瓢兒中鈣、磷、鐵的含量較高。瓢兒中有6.03%糖含量，因此，以瓢兒為原料制備的瓢兒酒具有較高的營養(yǎng)價值，能夠補(bǔ)充人體所需的維生素和微量元素。

2.2果膠酶添加量對超高壓酶解效果的影響

圖1　果膠酶添加量對超高壓酶解效果的影響Fig.1 Effect of pectinase addition on UHV enzymolysis

由圖1可知，隨著果膠酶的添加量從0.01%增加至0.05%，透光率增大，即酶解效果增強(qiáng)。當(dāng)果膠酶添加量從0.01%增加至0.03%，透光率顯著增加，當(dāng)果膠酶的添加量＞0.03%時，酶解效果隨著果膠酶用量增加變化不顯著。同時，在酶解過程中，由于溫度的作用，導(dǎo)致VC的保存率降低，在果膠酶添加量為0.03%時，VC保存率隨著果膠酶的添加量變化影響不顯著，VC保存率為93.82%。綜合考慮，選擇果膠酶添加量為0.03%。

2.3酶解壓力對超高壓酶解效果的影響

圖2　酶解壓力對超高壓酶解效果的影響Fig.2 Effect of enzymolysis pressure on UHV enzymolysis

由圖2可知，當(dāng)酶解壓力由100 MPa增加至160 MPa時，隨著酶解壓力增大，透光率增大，即酶解效果增強(qiáng)。隨后進(jìn)一步增大壓力，透光率減小，當(dāng)酶解壓力為160 MPa時，酶解效果最好，透光率為50.12%。同時，VC保存率隨著酶解壓力增大而降低，酶解壓力在200 MPa時，VC保存率仍為90.02%，說明超高壓酶解能保持較好原料的營養(yǎng)成分。當(dāng)酶解壓力從100 MPa增加到160 MPa時，VC含量變化不顯著，損失率僅為1.23%。綜合考慮，選擇酶解壓力為160 MPa。

2.4保壓時間對超高壓酶解效果的影響

圖3　酶解時間對超高壓酶解效果的影響Fig.3 Effect of enzymolysis time on UHV enzymolysis

由圖3可知，隨著保壓時間的延長，透光率增大，酶解效果增強(qiáng)。當(dāng)時間增加到2.5 h，透光率為53.27%，若繼續(xù)酶解，透光率增大不顯著，而且成本高。同時，VC保存率隨著保壓時間的延長而降低，當(dāng)酶解時間控制在2.5 h內(nèi)完成，其VC保存率降低不明顯。綜合考慮，選擇保壓時間為2.5 h。

2.5酶解溫度對超高壓酶解效果的影響

圖4　酶解溫度對超高壓酶解效果的影響Fig.4 Effect of enzymolysis temperature on UHV enzymolysis

由圖4可知，當(dāng)酶解溫度由30℃升高至40℃時，透光率增大較快；酶解溫度40℃時，透光率為53.27%；隨后繼續(xù)提高酶解溫度，透光率增加緩慢。同時，VC保存率隨著酶解溫度的升高，迅速降低，即VC損失較多，當(dāng)溫度升高至50℃時，VC保存率僅為76.65%。由此表明，溫度對于VC含量的影響遠(yuǎn)大于超高壓的壓力，高溫會加速瓢兒汁中VC的損失。綜合考慮，選擇超高壓酶解溫度為40℃。

2.6超高壓酶解對瓢兒酒品質(zhì)的影響

通過單因素試驗結(jié)果分析，確定超高壓酶解的最佳工藝條件為果膠酶添加量0.03%，酶解壓力160 MPa，酶解時間2.5h，酶解溫度40℃。在此條件下，瓢兒汁的透光率為53.27%，VC和總酚含量分別為97.20 mg/100 g和94.79 mg/100 g，保存率分別為93.82%和85.01%。以此最佳條件下處理的瓢兒汁釀酒，考察超高壓酶解對瓢兒酒品質(zhì)的影響，結(jié)果見表2。

表2　超高壓酶解處理后瓢兒酒營養(yǎng)成分測定結(jié)果Table 2 The detection results of nutritional ingredient in pineberry wine after UHV enzymolysis

由表2可知，超高壓滅酶處理后，果膠酶的相對殘留酶活為26.28%，表明超高壓處理具有較好的滅酶效果。以此瓢兒汁為原料釀酒，最終產(chǎn)品中VC和總酚含量的保存率分別是84.86%和76.24%，表明超高壓處理能較好地保持原料中原有的營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)。

3　結(jié)論

通過單因素試驗，確定超高壓酶解的最佳工藝條件為果膠酶添加量0.03%，酶解壓力160 MPa，酶解時間2.5 h，酶解溫度40℃。在此條件下瓢兒汁的透光率為53.27%，VC保留率為93.82%。由此得出，超高壓酶解和滅酶對瓢兒營養(yǎng)成分的影響較小，能較好地保持飄兒原料中原有的營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)。以此最佳條件下處理的瓢兒汁釀酒，VC和總酚保存率分別是84.86%和76.24%。

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［12］中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.6—2003食品中脂肪的測定［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

［13］中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.88—2008食品中膳食纖維的測定［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［14］中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 12456—2008食品中總酸的測定［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［15］中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.7—2008食品中還原糖的測定［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［16］中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 14754—2010食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑維生素C（抗壞血酸）［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

［17］中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.92—2003食品中鈣的測定［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

［18］中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.87—2003食品中磷含量的測定方法［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

［19］中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.90——2003食品中鐵、鎂、錳的測定［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

Effect of ultrahigh voltage enzymolysis conditions on the quality of pineberry wine

LU Hongke1，2，3，LI Xueyan1，ZHAO Yu2，3，YANG Xuxing2，3，MA Wenjin2，3，ZHU Tiandi2，3，YIN Xin2，3，CHEN Xingye2，3，ZHANG Xiaoyan2，3，PENG Tao2，3*
（1.College of Life Science and Engineering，LanZhou University of Technology，Lanzhou 730050，China；2.Gansu Research Institute of Light Industry，Lanzhou 730000，China；3.Key Laboratory of Fermentation，Lanzhou 730000，China）

Using the pineberry as raw material，the key technology of the pineberry wine processing was researched.Ultrahigh voltage（UHV）enzymolysis and the enzyme inactivated technology was introduced into the processing of the pineberry wine，the optimum conditions of UHV enzymolysis were determined as followed：pectinase 0.03%，enzymolysis pressure 160 MPa，enzymolysis time 2.5 h，temperature 40℃.Under the conditions，the transmittance of pineberry juice was 53.27%，and the retention rate of VC and total phenol was 93.82%and 85.01%.Using pineberry juice as raw materia to produce wine，the retention rate of VC and total phenol of the wine product was 84.86%and 76.24%，respectively.

pineberry wine；ultrahigh voltage；enzymolysis technological conditions

Q815

0254-5071（2016）03-0094-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.03.021

2015-11-09

甘肅省重點(diǎn)實驗室建設(shè)項目

路宏科（1986-），男，助理工程師，碩士研究生，研究方向為食品發(fā)酵。

彭濤（1970-），男，高級工程師，本科，研究方向為食品工程、發(fā)酵。