超高压酶解工艺条件对瓢儿酒品质的影响

路宏科，李雪雁，赵　煜，杨旭星，马文锦，朱天地，殷　欣，陈兴叶，张小燕，彭　涛*

（1.兰州理工大学生命科学与工程学院，甘肃 兰州 730050；2.甘肃省轻工研究院，甘肃 兰州 730000；3.甘肃省食品发酵重点实验室，甘肃 兰州 730000）

超高压酶解工艺条件对瓢儿酒品质的影响

路宏科1，2，3，李雪雁1，赵煜2，3，杨旭星2，3，马文锦2，3，朱天地2，3，殷欣2，3，陈兴叶2，3，张小燕2，3，彭涛2，3*

（1.兰州理工大学生命科学与工程学院，甘肃 兰州 730050；2.甘肃省轻工研究院，甘肃 兰州 730000；3.甘肃省食品发酵重点实验室，甘肃 兰州 730000）

以瓢儿为原料，对瓢儿酒加工关键技术进行研究，将超高压酶解和灭酶技术引入瓢儿酒的生产工艺，确定超高压酶解的最佳工艺条件为：果胶酶添加量0.03%，酶解压力160 MPa，酶解时间2.5 h，酶解温度40℃。在此条件下，瓢儿汁的透光率为53.27%，维生素C（VC）和总酚保留率分别为93.82%和85.01%，以此瓢儿汁为原料酿酒，最终产品中VC和总酚含量的保存率分别为84.86%和76.24%。

瓢儿酒；超高压；酶解工艺条件

瓢儿学名菠萝莓（pineberry），又叫野草莓，与草莓味道、外形十分相似，只有樱桃般大小［1］。瓢儿白色果肉上点缀棕红色芝麻状小红点，果体大小仅有人工栽培草莓的1/10，生长区多分布在陕南浅山阴凉地带，多见于略阳、汉中、甘肃陇南等地［2-3］。

瓢儿滋味鲜美，酸中带甜，甜中带酸，营养丰富，每100 g鲜果肉中含维生素C（vitamin C，VC）60～100 mg，比苹果、葡萄含量高，并含有大量的糖类、蛋白质、有机酸、果胶等营养物质，此外还含有丰富的维生素B1、B2以及钙、磷、铁、钾、锌、铬等人体所必需的矿物质和部分微量元素，是人体必需纤维素、铁、钾、VC和黄酮类等的重要来源［4-5］。

甘肃省宕昌县瓢儿栽培历史悠久，适应性强，营养、绿色、无污染，已成为全省乃至全国独一无二的地方特色果品之一，是生食及酿酒的佳品。但由于瓢儿采收期集中，保存期短，主要作为鲜食水果在当地及周边地区出售，瓢儿资源未被有效地开发利用，产品附加值不高。

超高压（ultrahigh voltage，UHV）技术又叫静水压技术或高压技术。食品超高压技术是将食品密封于超高压容器或无菌泵系统中，以水或其他流体作为传递压力的媒介物，在静高压（通常100 MPa以上压力）和一定的温度（通常指100℃以下）条件下处理一段时间，可以达到加工保藏的目的，但是食品的品质几乎不受影响的一种加工方法［6-7］。1914年，BRIGEMAN P W［8］提出在500 MPa条件下卵清蛋白会变性，在700 MPa条件下会形成凝胶现象。1986年，日本京都大学的学者率先提倡高压技术在食品领域的应用，掀起了食品高压技术应用的热潮［9］。

本试验以瓢儿为原料，进行瓢儿酒加工关键技术研究，重点着眼于热敏性原料瓢儿加工过程中的感官品质，将超高压酶解和灭酶技术引入瓢儿酒的生产工艺，降低了瓢儿在酶解过程中营养成分的损失，可开发研制出果香浓郁，口味醇厚，最大限度保留原料瓢儿中VC、多酚类等功能性营养成分的原生态瓢儿酒，对充分发挥天然景区“官鹅沟”瓢儿的资源优势，及提高其经济附加值和科技含量具有重要的意义［10］。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

瓢儿：采摘于甘肃省AAAA级景区宕昌县官鹅沟；抗坏血酸（分析纯）：天津市科密欧化学试剂有限公司；果胶酶（20 000 U/g）；和氏璧生物技术有限公司。

1.2仪器与设备

ZG140榨汁机：广州振兴实业有限公司；AL204电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；KL-10超高压杀菌仪：凯兰德科技实业有限公司；723-可见分光光度计：上海棱光科技有限公司；930N荧光分光光度计：上海仪电分析仪器有限公司；DNM-9606酶标分析仪：北京普朗新技术有限公司。

1.3试验方法

1.3.1瓢儿营养成分的测定

蛋白质按照国标GB5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》中的方法测定［11］；脂肪按照国标GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》中的方法测定［12］；粗纤维按照国标GB/T 5009.88—2008《食品中膳食纤维的测定》中的方法测定［13］；总酸按照国标GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》中的酸碱滴定法［14］；总糖按照国标GB/T 5009.7—2008《食品中还原糖的测定》中的3，5-二硝基水杨酸（dinitrosalicylic acid，DNS）法［15］；pH值：pH计；VC按照国标GB 14754—2010《食品添加剂维生素C（抗坏血酸）》2，6-二氯靛酚滴定法［16］；总酚福林酚法；钙测定GB/T 5009.92—2003《食品中钙的测定》［17］；磷测定GB/T 5009.87—2003《食品中磷的测定》［18］；铁测定GB/T 5009.90—2003《食品中铁、镁、锰的测定》［19］；菌落总数按照GB/T 4789.2—2010《食品微生物学检验菌落总数测定》中的方法进行。

1.3.2瓢儿酒加工工艺流程及操作要点

原料拣选→清洗沥干→打浆破碎→超高压酶解和灭酶→调整成分→无菌接种→低温发酵→发酵醪→下胶处理→冷冻过滤→复配陈酿→冷冻精滤→瓢儿酒

操作要点：

（1）原料预处理：挑选成熟、无病害的新鲜瓢儿，去除果梗后，用清水冲洗果实表面的泥土，沥干水分。

（2）榨汁：将沥干的瓢儿放入组织破碎机中破碎，采用流加的方式向瓢儿浆中加入抗坏血酸护色，添加量为0.2 g/kg。

（3）超高压酶解和灭酶：瓢儿浆中按果肉量0.01%～0.05%配比添加果胶酶，搅拌均匀，然后装入聚丙烯薄膜袋中，并用真空包装机封口，置于超高压设备的压力腔内，选择压力为100～200 MPa，保持温度30℃，酶解2～4 h。酶解结束后，将压力升至300 MPa，保压10 min，灭酶。

（4）调整成分：经超高压酶解后的瓢儿浆，调整糖度至20～24°Bx，调整pH至3.3～3.9。

（5）酿酒酵母活化：按一定配比将酿酒活性干酵母用10倍水溶解，在30～35℃条件下活化20 min，然后加入到少量瓢儿原浆中活化20 min，冷却备用。

（6）酵母菌接种：将活化后的酿酒酵母加入到糖分调节后的瓢儿浆中进行无菌接种，接种量为原浆量的3%。

（7）低温发酵：采用低温发酵有利于瓢儿中易挥发香气物质最大限度地保留。发酵温度控制在13～18℃，定期测定发酵液中总糖和酒精含量，原浆发酵至总糖＜4 g/L时结束发酵，然后进行压榨分离，将自流汁与压榨汁分别存放，待降温静置7 d后，将二者混合得到瓢儿原酒。

（8）澄清处理：在上述瓢儿原酒中添加0.03%的明胶与0.06%的单宁，使原酒中不稳定物质沉淀，过滤分离。

（9）冷冻过滤：将澄清处理后的原酒在-10～-5℃条件下存放7 d，然后在保持原酒温度-5℃左右过滤。

（10）复配陈酿：对原酒的酒精度和糖度进行调整后静置陈酿，陈酿温度保持在13～15℃。

（11）冷冻精滤：将复配陈酿后的原酒在-10～-5℃条件下存放7 d，冷冻过滤，温度保持在-5℃左右。

1.3.3超高压酶解瓢儿的工艺优化

以透光率（采用分光光度计于波长720 nm处测定瓢儿汁透光率）和VC保存率（超高压酶解的瓢儿浆中VC含量与未处理的瓢儿中VC含量的比值）为评价指标，主要考察果胶酶添加量、超高压压力、保压时间、酶解温度4个因素对酶解效果的影响，通过单因素试验确定瓢儿最佳酶解工艺条件，每个水平进行3次重复试验，取平均值。

果胶酶添加量：固定压力为140 MPa，保压时间2 h，酶解温度40℃，调节果胶酶的添加量分别为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，考察果胶酶添加量对酶解效果的影响。

酶解压力：固定果胶酶的添加量为0.03%，保压时间2 h，酶解温度40℃，调节压力分别为120 MPa、140 MPa、160 MPa、180 MPa、200 MPa，考察酶解压力对酶解效果的影响。

保压时间：固定压力为160 MPa，果胶酶添加量为0.03%，酶解温度40℃，调节保压时间分别为1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h、3.0 h、3.5 h，考察保压时间对酶解效果的影响。

酶解温度：固定压力为160 MPa，果胶酶的添加量为0.03%，保压时间2.5 h，调节酶解温度分别为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃，考察酶解温度对酶解效果的影响。

1.3.4超高压酶解和灭酶过程对瓢儿品质的影响

瓢儿果浆经超高压酶解后，迅速将压力升高到400 MPa，保压10 min，随后立即将其置于0℃冰浴中冷却，采用滴定法测定残余果胶酶的酶活At。以保压时间0 min时的酶活为A0，计算相对残余酶活At/A0。同时测定蛋白质、VC、总酸、总糖、总酚、pH值以及菌落总数。

2　结果与分析

2.1瓢儿营养成分的测定

瓢儿营养成分测定结果见表1。

表1　瓢儿营养成分测定结果Table 1 Detection results of nutritional ingredient in pineberry

由表1可知，瓢儿中含有丰富的VC和总酚，其VC含量为103.6 mg/g，这对于维持瓢儿酒色泽和口感具有重要作用；瓢儿中钙、磷、铁的含量较高。瓢儿中有6.03%糖含量，因此，以瓢儿为原料制备的瓢儿酒具有较高的营养价值，能够补充人体所需的维生素和微量元素。

2.2果胶酶添加量对超高压酶解效果的影响

图1　果胶酶添加量对超高压酶解效果的影响Fig.1 Effect of pectinase addition on UHV enzymolysis

由图1可知，随着果胶酶的添加量从0.01%增加至0.05%，透光率增大，即酶解效果增强。当果胶酶添加量从0.01%增加至0.03%，透光率显著增加，当果胶酶的添加量＞0.03%时，酶解效果随着果胶酶用量增加变化不显著。同时，在酶解过程中，由于温度的作用，导致VC的保存率降低，在果胶酶添加量为0.03%时，VC保存率随着果胶酶的添加量变化影响不显著，VC保存率为93.82%。综合考虑，选择果胶酶添加量为0.03%。

2.3酶解压力对超高压酶解效果的影响

图2　酶解压力对超高压酶解效果的影响Fig.2 Effect of enzymolysis pressure on UHV enzymolysis

由图2可知，当酶解压力由100 MPa增加至160 MPa时，随着酶解压力增大，透光率增大，即酶解效果增强。随后进一步增大压力，透光率减小，当酶解压力为160 MPa时，酶解效果最好，透光率为50.12%。同时，VC保存率随着酶解压力增大而降低，酶解压力在200 MPa时，VC保存率仍为90.02%，说明超高压酶解能保持较好原料的营养成分。当酶解压力从100 MPa增加到160 MPa时，VC含量变化不显著，损失率仅为1.23%。综合考虑，选择酶解压力为160 MPa。

2.4保压时间对超高压酶解效果的影响

图3　酶解时间对超高压酶解效果的影响Fig.3 Effect of enzymolysis time on UHV enzymolysis

由图3可知，随着保压时间的延长，透光率增大，酶解效果增强。当时间增加到2.5 h，透光率为53.27%，若继续酶解，透光率增大不显著，而且成本高。同时，VC保存率随着保压时间的延长而降低，当酶解时间控制在2.5 h内完成，其VC保存率降低不明显。综合考虑，选择保压时间为2.5 h。

2.5酶解温度对超高压酶解效果的影响

图4　酶解温度对超高压酶解效果的影响Fig.4 Effect of enzymolysis temperature on UHV enzymolysis

由图4可知，当酶解温度由30℃升高至40℃时，透光率增大较快；酶解温度40℃时，透光率为53.27%；随后继续提高酶解温度，透光率增加缓慢。同时，VC保存率随着酶解温度的升高，迅速降低，即VC损失较多，当温度升高至50℃时，VC保存率仅为76.65%。由此表明，温度对于VC含量的影响远大于超高压的压力，高温会加速瓢儿汁中VC的损失。综合考虑，选择超高压酶解温度为40℃。

2.6超高压酶解对瓢儿酒品质的影响

通过单因素试验结果分析，确定超高压酶解的最佳工艺条件为果胶酶添加量0.03%，酶解压力160 MPa，酶解时间2.5h，酶解温度40℃。在此条件下，瓢儿汁的透光率为53.27%，VC和总酚含量分别为97.20 mg/100 g和94.79 mg/100 g，保存率分别为93.82%和85.01%。以此最佳条件下处理的瓢儿汁酿酒，考察超高压酶解对瓢儿酒品质的影响，结果见表2。

表2　超高压酶解处理后瓢儿酒营养成分测定结果Table 2 The detection results of nutritional ingredient in pineberry wine after UHV enzymolysis

由表2可知，超高压灭酶处理后，果胶酶的相对残留酶活为26.28%，表明超高压处理具有较好的灭酶效果。以此瓢儿汁为原料酿酒，最终产品中VC和总酚含量的保存率分别是84.86%和76.24%，表明超高压处理能较好地保持原料中原有的营养成分和风味物质。

3　结论

通过单因素试验，确定超高压酶解的最佳工艺条件为果胶酶添加量0.03%，酶解压力160 MPa，酶解时间2.5 h，酶解温度40℃。在此条件下瓢儿汁的透光率为53.27%，VC保留率为93.82%。由此得出，超高压酶解和灭酶对瓢儿营养成分的影响较小，能较好地保持飘儿原料中原有的营养成分和风味物质。以此最佳条件下处理的瓢儿汁酿酒，VC和总酚保存率分别是84.86%和76.24%。

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［11］中华人民共和国卫生部.GB 5009.5—2010食品安全国家标准食品中蛋白质的测定［S］.北京：中国标准出版社，2010.

［12］中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.6—2003食品中脂肪的测定［S］.北京：中国标准出版社，2003.

［13］中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.88—2008食品中膳食纤维的测定［S］.北京：中国标准出版社，2008.

［14］中华人民共和国卫生部.GB/T 12456—2008食品中总酸的测定［S］.北京：中国标准出版社，2008.

［15］中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.7—2008食品中还原糖的测定［S］.北京：中国标准出版社，2008.

［16］中华人民共和国卫生部.GB 14754—2010食品安全国家标准食品添加剂维生素C（抗坏血酸）［S］.北京：中国标准出版社，2010.

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［18］中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.87—2003食品中磷含量的测定方法［S］.北京：中国标准出版社，2003.

［19］中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.90——2003食品中铁、镁、锰的测定［S］.北京：中国标准出版社，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

甘肃省重点实验室建设项目

路宏科（1986-），男，助理工程师，硕士研究生，研究方向为食品发酵。

彭涛（1970-），男，高级工程师，本科，研究方向为食品工程、发酵。