酶對(duì)黑果腺肋花楸釀酒過(guò)程花色苷浸出率的影響

徐貝貝+張賽+馮香玉+張坤孫娜+趙權(quán)

摘要：本試驗(yàn)以黑果花楸為試驗(yàn)材料，研究了蝸牛酶、纖維素酶、半纖維素酶對(duì)黑果腺肋花楸果實(shí)釀酒過(guò)程花色苷浸出率的影響。結(jié)果表明，半纖維素酶處理對(duì)矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷浸出率最高，含量達(dá)520.48毫克/升，比對(duì)照提高20.56%；矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷含量達(dá)40.69毫克/升，比對(duì)照提高29.36%；矢車(chē)菊素-3-阿拉伯糖苷含量達(dá)157.7毫克/升，比對(duì)照提高33.19%；總花色苷含量達(dá)718.88 毫克/升，比對(duì)照提高23.83%，半纖維素酶處理顯著提高了黑果腺肋花楸果實(shí)釀酒過(guò)程花色苷的浸出率。

關(guān)鍵詞：黑果腺肋花楸；蝸牛酶；纖維素酶；半纖維素酶；花色苷

基金項(xiàng)目：國(guó)家級(jí)大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目（項(xiàng)目號(hào)：201611439001）

中圖分類(lèi)號(hào)： S663.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.10.024

黑果腺肋花楸（Aronia prunifolia Viking）薔薇科、腺肋花楸屬、多年生落葉灌木，原產(chǎn)于北美東北部。目前在食品、飲料、藥品和保健品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。成熟果實(shí)富含兒茶素、綠原酸、花色苷、黃酮、白藜蘆醇等多種活性物質(zhì) [1-2]。黑果腺肋花楸中含有四種花色苷單體，即矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷（68.68%），矢車(chē)菊素-3-阿拉伯糖苷（25.62%），矢車(chē)菊素-3-木糖苷（0.42%）和矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷（5.28%）[3]。據(jù)研究報(bào)道，黑果腺肋花楸是植物屆花色苷含量最高的植物，是葡萄的 180 倍，香蕉的2000倍[4-5]。研究表明，花色苷含量占總酚類(lèi)化合物的 25%左右，這些高含量的酚類(lèi)物質(zhì)使黑果腺肋花楸的果實(shí)顏色顯現(xiàn)紫黑色等[6]?；ㄉ罩饕嬖谟跐{果類(lèi)果實(shí)的植物細(xì)胞內(nèi)的液泡內(nèi)或吸附在細(xì)胞壁上，由于植物細(xì)胞壁而堅(jiān)硬，使細(xì)胞壁具有很大的機(jī)械強(qiáng)度，在釀酒過(guò)程中30%～40%的花色苷在釀酒發(fā)酵過(guò)程中未被浸出而損失，因此如何提高花色苷的浸出率就成為釀酒工藝的研究熱點(diǎn)。

研究發(fā)現(xiàn)蝸牛酶具有溶解細(xì)胞壁的作用[7-8]；纖維素酶具有崩潰植物果實(shí)細(xì)胞壁，提高紅葡萄汁浸提率和穩(wěn)定色澤[9-11]；植物細(xì)胞壁降解的成功與否，取決于植物中纖維素骨架的徹底降解，半纖維素酶起到非常關(guān)鍵的作用，因?yàn)橹参锛?xì)胞壁降解首先是要除去半纖維素，從而使纖維素暴露在纖維素酶中被降解為葡萄糖[12-13]。目前利用浸漬酶等提高酚類(lèi)物質(zhì)浸出率的應(yīng)用在葡萄酒釀造中已經(jīng)應(yīng)用[14]。而利用蝸牛酶、纖維素酶、半纖維素酶在黑果腺肋花楸釀酒過(guò)程對(duì)單體花色苷的浸出率是否有作用未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)以黑果腺肋花楸果實(shí)為原料，在其釀酒過(guò)程中，加入蝸牛酶、纖維素酶、半纖維素酶，采用HPLC法研究釀酒發(fā)酵前后不同種類(lèi)花色苷的含量變化，為提高黑果腺肋花楸酒相關(guān)品質(zhì)提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

黑果腺肋花楸果實(shí)于2016年9月購(gòu)自吉林市大綏河黑果腺肋花楸種植基地?；ㄉ諛?biāo)準(zhǔn)品矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷（CAS 27661-36-5）、矢車(chē)菊素-3-阿拉伯糖苷（CAS 57186-

11-5）和矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷（CAS 7084-24-4）購(gòu)自Sigma公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1釀酒 黑果腺肋花楸果實(shí)→精選→破碎→發(fā)酵→皮渣分離（第7天）檢測(cè)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)用黑果腺肋花楸果實(shí)5公斤，破碎后加酶。將酵母50.00克溶于300毫升的燒杯中放入30℃水浴鍋加熱活化20分鐘，酶按1%添加，取半纖維素酶50.00克、纖維素酶50.00克、蝸牛酶50.00克，分別放入100毫升容量瓶中定容（用35℃水），再放入35℃水浴鍋中活化4小時(shí)，活化后添加到發(fā)酵罐中。

1.2.2 花色苷的檢測(cè) 黑果腺肋花楸酒中花色苷的檢測(cè)參照趙權(quán)的方法[15]。色譜柱采用反相ODS-C18柱（250mm×4.6mm），流動(dòng)相：4%磷酸（PH=2）∶乙腈（HPLC）=85∶15；流速：1毫升/分鐘；柱溫：30℃；檢測(cè)波長(zhǎng)：520 nm；進(jìn)樣量2。矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷、矢車(chē)菊素-3-阿拉伯糖苷、矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷三種花色苷標(biāo)準(zhǔn)品混標(biāo)如下。矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷出峰時(shí)間5.102，標(biāo)準(zhǔn)方程為Y=17332.62X + 114270.8（R2=0.9999346）；矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷出峰時(shí)間5.637分鐘，標(biāo)準(zhǔn)方程為Y = 14169.4X + 68199.53（R2=0.9999619）；矢車(chē)菊素-3-阿拉伯糖苷出峰時(shí)間6.601min，標(biāo)準(zhǔn)方程為Y=29482.8X+85457.36 （R2=0.9998405）。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品色譜分析

圖1為標(biāo)準(zhǔn)品及樣品高效液相色譜圖，各種花色苷分開(kāi)比較清楚，樣品出峰時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)品相近，表明該條件適合黑果腺肋花楸酒中花色苷的檢測(cè)。

2.2蝸牛酶對(duì)花色苷浸出率的影響

由圖2得知，蝸牛酶對(duì)黑果腺肋花楸果實(shí)釀酒過(guò)程各種單體花色苷浸漬到酒中作用顯著。通過(guò)酶處理，矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷含量為481.9毫克/升，比對(duì)照提高了14.21%；矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷含量為40.39毫克/升，比對(duì)照提高了28.84%；矢車(chē)菊素-3-阿拉伯糖苷含量為133.19毫克/升，比對(duì)照提高了20.92%。由于矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷、矢車(chē)菊素-3-阿拉伯糖苷、矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷占總花色苷的99.58%，因此將上述三種花色苷的和視為總花色苷?？偦ㄉ蘸繛?55.48毫克/升，比對(duì)照提高了16.47%。

2.3纖維素酶對(duì)花色苷浸出率的影響

由圖3得知，通過(guò)纖維素酶處理，矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷含量為466.14毫克/升，比對(duì)照提高了11.31%，作用顯著；矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷含量為31.44毫克/升，比對(duì)照提高了8.66%；矢車(chē)菊素-3-阿拉伯糖苷含量為85.04毫克/升，而對(duì)照為105.36毫克/升，小于對(duì)照；總花色苷含量為582.62毫克/升，比對(duì)照提高了6.02%。

2.4半纖維素酶對(duì)花色苷浸出率的影響

由圖4得知，通過(guò)纖維素酶處理，矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷含量為520.48毫克/升，比對(duì)照提高了20.57%，作用顯著；矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷含量為40.69毫克/升，比對(duì)照提高了29.35%；矢車(chē)菊素-3-阿拉伯糖苷含量為157.71毫克/升，比對(duì)照提高了33.21%；總花色苷含量為718.87毫克/升，比對(duì)照提高了23.86%。

2.5三種酶對(duì)花色苷浸出率的比較分析

將不同酶處理得出的矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷、矢車(chē)菊素-3-阿拉伯糖苷、矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷、總花色苷浸出率進(jìn)行比較分析。由圖5可知，蝸牛酶、纖維素酶、半纖維素酶處理對(duì)矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷浸出率均高于對(duì)照，其中半纖維素酶處理最高為520.48毫克/升，比對(duì)照提高20.56%；蝸牛酶、纖維素酶、半纖維素酶處理對(duì)矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷苷浸出率均高于對(duì)照，其中半纖維素酶處理最高為40.69毫克/升，比對(duì)照提高29.36%，蝸牛酶處理為40.39毫克/升，二者差異比不顯著；蝸牛酶、半纖維素酶處理對(duì)矢車(chē)菊素-3-阿拉伯糖苷浸出率均高于對(duì)照，其中半纖維素酶處理最高為157.71毫克/升，比對(duì)照提高33.19%，纖維素酶處理為85.04毫克/升，比對(duì)照低19.28%；蝸牛酶、纖維素酶、半纖維素酶處理對(duì)總花色苷浸出率均高于對(duì)照，其中半纖維素酶處理最高為718.88毫克/升，比對(duì)照提高23.83%。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)以黑果腺肋花楸果實(shí)為原料，在其釀酒過(guò)程中，加入蝸牛酶、纖維素酶、半纖維素酶，采用HPLC法研究釀酒發(fā)酵前后不同種類(lèi)花色苷的含量變化，結(jié)果表明，半纖維素酶處理對(duì)矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷浸出率最高，含量達(dá)520.48毫克/升高為，比對(duì)照提高20.56%；矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷含量達(dá)40.69毫克/升，比對(duì)照提高29.36%；矢車(chē)菊素-3-阿拉伯糖苷含量達(dá)157.71毫克/升，比對(duì)照提高33.19%；總花色苷含量達(dá)718.88毫克/升，比對(duì)照提高23.83%，半纖維素酶處理顯著提高了黑果腺肋花楸果實(shí)釀酒過(guò)程花色苷的浸出率。

本實(shí)驗(yàn)僅對(duì)蝸牛酶、纖維素酶、半纖維素酶在花色苷的浸出率方面進(jìn)行了初步研究，酶對(duì)植物細(xì)胞壁起到破壞和溶解作用的機(jī)理還不清楚，酶的最佳使用量、酶的最佳pH值條件、最佳使用溫度等方面還需進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)僅對(duì)三種單體花色苷及總花色苷進(jìn)行了檢測(cè)，而對(duì)綠原酸、新綠原酸、兒茶素、表兒茶素等的浸出是否具有促進(jìn)作用還有待進(jìn)一步研究。

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作者簡(jiǎn)介：徐貝貝，在讀本科生，研究方向：中藥新產(chǎn)品研發(fā)。

通訊作者：趙權(quán)，博士，教授，研究方向：中藥資源開(kāi)發(fā)。