香蕉果酒制备酶解条件的优化

陈智理，杨昌鹏，郭静婕

（广西农业职业技术学院，广西南宁530007）

香蕉果酒制备酶解条件的优化

陈智理，杨昌鹏*，郭静婕

（广西农业职业技术学院，广西南宁530007）

通过单因素和正交试验，对纤维素酶和果胶酶酶解处理香蕉果酒的得率和澄清度进行试验，结果表明酶解处理的最佳条件为：纤维素酶添加量0.3%、果胶酶添加量0.4%、酶解温度60℃、酶解时间2.5 h、酶解pH 4.0，其中复合酶添加量为主要影响因素。在最优条件组合下酶解后香蕉果酒的得率和透光率的综合评价指标为91.1%。

香蕉果酒；果胶酶；纤维素酶

香蕉是我国南方的重要热带水果之一，也是广西的大宗优势特色农产品。目前，广西香蕉年产总量位于全国第二位。开展香蕉酒加工，对于规模化生产优质香蕉果酒产品上市销售，延长香蕉产业链，提高香蕉的附加值，推动香蕉种植业与加工产业的发展具有十分重要的作用。

目前，国内外关于香蕉酒生产的工艺技术已有一些报道[1-4]，但所酿制的香蕉酒成品还存在果酒得率低、酒体不够澄清等问题。

香蕉中含有果胶质、半纤维素及淀粉，导致果浆的黏度大，出汁率不高，果胶酶和纤维素酶能降低香蕉浆黏度，利于果浆固液分离，使果汁得率和澄清度大大提高[5]。这是由于果胶酶可以分解果胶物质，有效地提高水果的出汁率，改善果汁的过滤效率，有加速和增强果汁澄清的作用[6]。而纤维素酶在酒精发酵时可显著提高出酒率和原料的利用率，降低溶液的黏度，缩短发酵时间[7]。目前果胶酶和纤维素酶处理已在青梅酒[8]、猕猴桃酒[9]、南瓜酒[10]等产品领域已得到成功应用。本试验使用果胶酶和纤维素酶组成的混合酶处理香蕉果酒，以探讨利用果胶酶和纤维素酶提高香蕉果酒的得率和澄清度的最佳酶解条件，为优化香蕉果酒的生产工艺提供理论参数。

1 材料与方法

1.1 材料

成熟的香蕉：市售。

1.2 试剂

果胶酶（酶活力＞50 U/mg）：南宁东南恒华道生物科技有限公司；纤维素酶（酶活力＞50 U/mg）：上海源叶生物科技有限公司；葡萄酒活性干酵母：安琪酵母股份有限公司。

1.3 仪器

T6-新世纪紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；800B台式离心机：上海安亭科学仪器厂；pHS-3C型pH计：上海精密科学仪器有限公司；HH-S数显恒温水浴锅：江苏金坛实验仪器有限公司。

1.4 方法

1.4.1 香蕉果酒制作工艺流程

原料→去皮、切分→添加果胶酶与纤维素酶混合酶液打浆→酶解→过滤→测定出汁率→杀菌（90℃，15 min）→冷却→糖酸调配→硫处理（100 mg/L）→添加酵母→发酵→香蕉果酒

1.4.2 测定项目方法

果酒得率：以果浆的出汁率表示，出汁率的计算公式为：

澄清度：果酒的澄清度采用分光光度计法测定，以果酒在T670nm处的透光率表示[11]。

1.4.3 单因素试验

1.4.3.1 果胶酶添加量对果酒得率和澄清度的影响

取300 g的香蕉果肉5份，果胶酶添加量分别为混合果肉质量的0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，加100 mL蒸馏水，在酶解温度60℃、酶解时间2 h、酶解pH 4.0的条件下进行酶解，榨汁（计算果酒得率），在室温下发酵。在发酵第15天后分别取10 mL在1 000 r/min的转速下离心5 min，取上清液在670 nm处测定透光率。

1.4.3.2 纤维素酶添加量对果酒得率和澄清度的影响

取300 g的香蕉果肉5份，纤维素酶添加量分别为混合果肉质量的0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%加100 mL蒸馏水，在酶解温度50℃、酶解时间2 h、酶解pH4.0的条件下进行酶解，榨汁（计算果酒得率），在室温下发酵。在发酵第15天后分别取10 mL果酒用离心机离心5 min后，在670 nm条件下测定透光率。

1.4.3.3 果胶酶与纤维素酶添加量对果酒得率和澄清度的影响

将纤维素酶添加量设为果肉质量的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，果胶酶添加量设果肉质量的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和100 mL的水，进行随机组合，在酶解温度60℃、酶解时间2 h、酶解pH4.0的条件下进行酶解，榨汁（计算果酒得率），在发酵第15天后分别取10 mL在1 000 r/min的转速下离心5 min，取上清液在670 nm处测定透光率。

1.4.4 正交试验

依据单因素试验得出的结果，设计了四因素三水平的正交试验，因素水平设计如表1所示。

表1 复合酶处理香蕉果酒L9（34）正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels of the orthogonal test for compound enzym treatment composite banana wine

2 结果与讨论

2.1 果胶酶添加量对果酒得率和澄清度的影响

果胶酶添加量对果酒得率和澄清度的影响结果如图1所示。

图1 果胶酶添加量对果酒得率和澄清度的影响Fig.1 Effects of the pectinase quantity on the yield and clarification of wine

由图1可知，没有添加果胶酶的果酒得率和透光率很低，仅为20.64%和50.0%，添加果胶酶酶解后果酒的得率和透光率大大提高。果酒得率随果胶酶添加量的增加呈缓慢上升的趋势，但总的变化幅度不算大，果胶酶添加量果肉质量的0.30%时果酒得率达78.33%以上。果酒的透光率也随着果胶酶添加量的增加而提高，果胶酶添加量由0增加到混合果肉质量的0.10%，果酒透光率上升幅度较大，而由0.10%增加到0.50%，果胶酶透光率上升幅度较小。故要提高果酒得率和澄清度，应在香蕉果酒中添加果胶酶，果胶酶添加量应不小于混合果肉质量的0.10%，这与在桑椹酒的澄清中果胶酶添加量0.07%[12]，无核黄皮发酵酒澄清中果胶酶添加量0.15%[13]相似。

2.2 纤维素酶添加量对果酒得率和澄清度的影响

纤维素酶对果酒得率和澄清度的影响情况如图2所示。

图2 纤维素酶添加量对果酒得率和澄清度的影响Fig.2 Effects of the cellulase quantity on the yield and clarification of wine

由图2可知，没有添加纤维素酶的果酒得率和透光率也很低，当纤维素酶添加量大于0.3%时果酒的得率和透光率都大幅度提高，且在在试验范围内随着纤维素酶添加量的增加而提高。但在香蕉果酒中单独使用纤维素酶的得率和透光率比单独使用果胶酶的效果稍差。

2.3 果胶酶与纤维素酶添加量对果酒得率和澄清度的影响

果胶酶与纤维素酶添加量对果酒得率的影响情况如表2所示。

表2 复合酶添加量对果酒得率和澄清度的影响Table 2 Effects of the compound enzym quantity on the yield and clarification of wine

续表2 复合酶添加量对果酒得率和澄清度的影响Continue table 2 Effects of the compound enzym quantity on the yield and clarification of wine

由表2可知，使用果胶酶和纤维素酶混合的复合酶比单独使用单种酶的果酒得率和澄清度有所提高。纤维素酶的加入对凸显果胶酶的作用有积极意义[9]。其原因可能是由于纤维素酶与果胶酶协同作用，一定程度上对破坏果肉纤维类物质和果胶相互包裹的结构有利，便于细胞壁物质及其胞内后含物的释放[14]。

而且，由表2可知，混合酶中纤维素酶添加量为0.3%～0.5%时，香蕉果酒的得率明显比添加量为0.1%～0.2%时高，纤维素酶添加量为0.5%得率可达80.0%以上。混合酶中纤维素酶和果胶酶添加量大于0.3%时，香蕉果酒的澄清度明显比混合酶中纤维素酶和果胶酶添加量为0.1%～0.2%时高；但当混合酶中纤维素酶由0.3%增加到0.5%，果酒的透光率上升幅度较小，并有稍微下降的趋势。故要提高果酒澄清度，混合酶中纤维素酶添加量应选择果肉质量的0.3%，果胶酶添加量应不小于果肉质量的0.30%。

2.4 香蕉果酒的最佳酶解工艺

在单因素试验结果的基础上，进行四因素三水平正交试验，其结果参见表3。

表3 复合酶酶解处理香蕉果酒L9（34）正交试验结果Table 3 The results of the orthogonal test for the effects of compound enzym treatment banana wine

由表3的极差分析可知，影响香蕉果酒酶解的主次因素顺序为：果胶酶添加量＞酶解温度＞酶解pH＞酶解时间。理论上最佳组合应为A2B3C3D2，即0.3%纤维素酶+0.4%果胶酶添加量、酶解温度60℃、酶解时间2.5 h、酶解pH 4.0。在此优化的酶解工艺条件下进行验证试验，酶解后香蕉果酒的得率和透光率的综合评价指标为91.1%。在此条件下香蕉果酒的得率为88.3%，比不酶解直接制作果酒的得率（50.0%）提高了38.3%。因此，在生产中应用果胶酶和纤维素酶酶解香蕉果酒可节约成本、提高效率。

3 结论

1）果胶酶和纤维素酶酶解处理对香蕉果酒得率和澄清度有一定的影响，在试验范围内，果酒得率和澄清度随着酶解时间的延长、酶解温度的升高而升高。

2）试验考察的酶解处理条件中，纤维素酶和果胶酶添加量对香蕉果酒得率和透光率的影响最大，其次是酶解温度和酶解pH，酶解时间的影响最小，最佳酶解条件组合为混合酶中纤维素酶添加量0.3%+果胶酶添加量0.4%、酶解温度60℃、酶解时间2.5 h、酶解pH4.0。

[1] 郭晓明,温海祥,吕顺,等.响应面法优化香蕉酒的制作工艺[J].现代食品科技,2011,27(11):1382-1386

[2] 徐云升,宋维春,陈军.常温发酵法生产香蕉酒工艺的研究[J].琼州大学学报,2006,13(2):18-22

[3] 邓红梅,王春,劳秋梅.香蕉酒的酿造工艺研究[J].酿酒科技,2011(2):84-88

[4] 黄发新,张剑,黄玉斌.香蕉酒的研究[J].福建热作科技,1999,24(2):17-23

[5] 王素雅,王璋.复合酶液化香蕉浆机理探究[J].食品与发酵工业,2006,32(8):10-14

[6] 陈松河,林耀辉,刘新民,等.固定化果胶酶澄清果汁的条件及效果[J].亚热带植物通讯,1996,25(2):6-12

[7] 闫训友,刘志敏,史振霞,等.纤维素酶在食品工业中的应用进展[J].食品工业科技,2004,25(10):140-142

[8] 叶倩雯.青梅酒发酵工艺研究及品质分析[D].广州:仲恺农业工程学院,2014

[9] 张超,徐洲,游玲,等.野生猕猴桃果酒带渣发酵的研究[J].食品研究与开发,2012,33(8):23-27

[10]郑海鹏.南瓜酒发酵工艺及香气成分变化研究[D].重庆:西南大学,2009

[11]王鸿飞,李和生.果胶酶对草莓汁澄清效果的研究[J].农业工程学报,2003,19(3):161-164

[12]林勤,唐春燕.壳聚糖和果胶酶对桑椹酒的澄清效果[J].贵州农业科学,2010,38(11):228-230

[13]寇兆民,郭正忠,林捷,等.果胶酶和壳聚糖对无核黄皮发酵酒澄清效果的比较研究[J].酿酒科技,2009(6):76-77

[14]刘胜祥,黎维平.植物学[M].北京:科学出版社,2007:24-29

Effects of Compound Enzym Treatment on the Yield and Clarification of Banana Wine

CHEN Zhi-li，YANG Chang-peng*，GUO Jing-jie
（Guangxi Agricultural Vocational and Technical College，Nanning 530007，Guangxi，China）

Single factor and orthogonal test were designed to study the effects of cellulase and pectinase treatment on the yield and clarification of banana wine.The results showed that the optimal condictions of pectinase treatment was as followed：cellulase usage of 0.3%，pectinas usage of 0.4%，temperature of 60℃，enzymolysis times of 2.5 hours and pH value of 4.0，and the additive amount of compound enzym was the main factor.The composite score of banana wine was 91.1%with the enzymatic hydrolysis.

banana wine；pectinase；cellulase

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.22.017

2014年国家农业科技成果转化项目（2014GB2E100282）

陈智理（1979—），女（汉），副教授，硕士，主要从事食品科学方面的教学研究。

*通信作者：杨昌鹏（1964—），男，教授，硕士生导师，博士。

2016-11-23

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