無(wú)花果酒生產(chǎn)中酶解條件的優(yōu)化

徐兵，錢(qián)超

（常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，江蘇常熟215500）

無(wú)花果酒生產(chǎn)中酶解條件的優(yōu)化

徐兵，錢(qián)超

（常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，江蘇常熟215500）

針對(duì)無(wú)花果酒酶解條件優(yōu)化展開(kāi)研究。以無(wú)花果酒中可溶性固形物含量為指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)確定最佳pH值、酶解時(shí)間、酶解溫度以及酶含量，再使用正交設(shè)計(jì)對(duì)無(wú)花果酒酶解條件進(jìn)一步優(yōu)化，其結(jié)果為pH值、酶解時(shí)間以及酶解溫度在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中的作用相對(duì)顯著，而酶含量對(duì)整個(gè)試驗(yàn)的影響作用不顯著，得到最佳酶解條件為pH3.5，酶解時(shí)間為40 min，酶解溫度為50℃，在此條件下其可溶性固形物含量為9.4%。

無(wú)花果酒；酶解；正交試驗(yàn)

無(wú)花果（Ficus carica L.）又稱(chēng)天仙果、蜜果等，果實(shí)皮薄無(wú)核，肉質(zhì)松軟，風(fēng)味甘甜，含糖量15%～28%，無(wú)花果含有多種對(duì)人體有益的營(yíng)養(yǎng)成分，氨基酸含量最高達(dá)400 mg/100 g，具有清熱潤(rùn)腸、保肝護(hù)肝的功效[1－3]。現(xiàn)代研究表明，無(wú)花果富含多酚、香豆、補(bǔ)骨脂素和多糖等具有抗癌、抗腫瘤、鎮(zhèn)痛、抑菌作用的成分[4－8]。無(wú)花果季節(jié)性強(qiáng)，在常溫下極不耐貯，易腐爛變質(zhì)，無(wú)花果果酒的釀造，一般是以無(wú)花果為原料，通過(guò)發(fā)酵而成的低度飲料酒，既能延長(zhǎng)保存時(shí)間，又能保留其藥用價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)成分[9－10]。本試驗(yàn)對(duì)無(wú)花果酒生產(chǎn)工藝中涉及到的酶解條件進(jìn)行優(yōu)化，旨在為無(wú)花果酒生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

無(wú)花果鮮果：常熟神農(nóng)果業(yè)有限公司；果膠酶（100 000 U/g）：無(wú)錫銳陽(yáng)生物技術(shù)科技公司。

打漿機(jī)（G4460112701）：水田打漿機(jī)制造廠；電熱鼓風(fēng)干燥箱（WGL－230B）：天津市泰斯特儀器有限公司；阿貝折光儀（2WAT）：上海光學(xué)儀器五廠；分析天平（ATY224）：上海英展機(jī)電企業(yè)有限公司；電子秤（018440）：上海越平科學(xué)儀器有限公司；pH計(jì)（FE20）：梅特勒－托利多儀器有限公司；水浴鍋（HH－4）：金壇市醫(yī)療器具場(chǎng)；冰箱（CSSC－SB030）：江蘇亞科冷鏈設(shè)備有限公司；電磁爐（AE－1106B）：北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 無(wú)花果酒制作工藝流程

無(wú)花果鮮果→清洗→去蒂以及切分→鈍酶→打漿→加入果膠酶→酶解→調(diào)整成分→接種酵母→發(fā)酵→過(guò)濾→無(wú)花果原酒→調(diào)配→殺菌→無(wú)花果果酒

1.2.2 可溶性固形物的測(cè)定方法

取5份等量的果漿5 g放入5個(gè)50 mL的小燒杯中，然后加入20 g的純凈水，并在每個(gè)燒杯中加入試驗(yàn)所需的果膠酶。然后調(diào)節(jié)試驗(yàn)所需pH值，然后將5個(gè)燒杯放入試驗(yàn)所需溫度的水浴鍋，試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到試驗(yàn)所需后，從水浴鍋中取出5個(gè)小燒杯，用阿貝折光儀測(cè)量其5個(gè)燒杯中的溶液的可溶性固形物含量，并記錄下其所得的數(shù)據(jù)[11]。

1.2.3 單因素試驗(yàn)

1.2.3.1 pH值對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響

以可溶性固形物含量為指標(biāo)，考察不同pH值對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響。pH值分別設(shè)定為2.5、3.0、3.5、4.0和4.5，酶解時(shí)間為60 min，酶解溫度為50℃，酶含量為0.075 g。

1.2.3.2 酶解溫度對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響

以可溶性固形物含量為指標(biāo)，考察不同溫度對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響。溫度分別設(shè)定為40、45、50、55、60℃，酶解時(shí)間為60min，pH值為3.5，酶含量為0.075g。

1.2.3.3 酶解時(shí)間對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響

以可溶性固形物含量為指標(biāo)，考察不同酶解時(shí)間對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響。酶解時(shí)間分別設(shè)定為20、40、60、80、100 min，pH值為3.5，酶解為50℃，酶含量為0.075 g。

1.2.3.4 酶含量對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響

以可溶性固形物含量為指標(biāo)，考察不同酶含量對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響。酶含量分別設(shè)定為0.025、0.050、0.075、0.100、0.125 g，酶解時(shí)間為60 min，酶解為50℃，pH值為3.5。

1.2.4 無(wú)花果果膠酶解的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

無(wú)花果果膠酶解的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1

表1 正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test

2 結(jié)果分析

2.1 單因素對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響

2.1.1 pH值對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響

pH值對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響見(jiàn)圖1。

由圖1可知，pH值在3.5左右的時(shí)候，可溶性固形物的含量是處在一個(gè)高峰值，整個(gè)趨勢(shì)呈現(xiàn)一個(gè)山峰狀，上半部分是上升趨勢(shì)，到達(dá)最高峰值的時(shí)候。隨著pH值的變大，可溶性固形物也隨之變少，呈現(xiàn)一個(gè)下降的趨勢(shì)。由此可以初步的判斷pH值在3.5的時(shí)候，可溶性固形物含量最高，達(dá)到7.1%。

圖1 pH值對(duì)果膠酶解的影響Fig.1 The effect of pH on fig pectin enzymatic hydrolysis

2.1.2 酶解時(shí)間對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響

酶解時(shí)間對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響見(jiàn)圖2。

圖2 酶解時(shí)間對(duì)果膠酶解的影響Fig.2 The effect of time on pectin enzymatic hydrolysis

由圖2可知，可溶性固形物隨著酶解時(shí)間的變化而改變，一開(kāi)始隨著酶解時(shí)間的增加，其可溶性固形物也隨之變多，在60分鐘時(shí)達(dá)到峰值，為7.5%，這是因?yàn)樵谡麄€(gè)反應(yīng)的過(guò)程之中。果膠酶不會(huì)一下子全部酶解，而是慢慢開(kāi)始整個(gè)過(guò)程，但是酶的量是一定的，當(dāng)全部的酶解結(jié)束后，隨著時(shí)間的增加，其可溶性固形物慢慢降低。

2.1.3 酶解溫度對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響

酶解溫度對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響見(jiàn)圖3。

由圖3可知，可溶性固形物含量升高，達(dá)到酶的最適溫度的時(shí)候，其可溶性固形物含量最高，溫度繼續(xù)升高的時(shí)候，酶失活，導(dǎo)致可溶性固形物降低，當(dāng)溫度在50℃的時(shí)候，達(dá)到酶的最適溫度，酶的活性最高，其含量也最高，達(dá)到7.3%。

2.1.4 酶含量對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響

酶含量對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響見(jiàn)圖4。

圖3 酶解溫度對(duì)果膠酶解的影響Fig.3 The effect of temperature on pectin enzymatic hydrolysis

圖4 果膠酶含量對(duì)果膠酶解的影響Fig.4 The effect of enzyme amount pectinase content on pectin enzymatic hydrolysis

由圖4可知，所加的酶的量對(duì)酶解的結(jié)果影響不大，酶的量在不同情況下，其可溶性固形物的含量忽高忽低，一直在4.8%左右，幾乎不變，所以酶含量對(duì)酶解影響不大。

2.2 無(wú)花果果膠酶解的正交試驗(yàn)結(jié)果

無(wú)花果果膠酶解的正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。酶解時(shí)間和酶解溫度在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中的作用相對(duì)顯著，而酶含量對(duì)整個(gè)試驗(yàn)的影響作用不顯著，確定了pH值、酶解時(shí)間以及酶解溫度為無(wú)花果果膠酶解的關(guān)鍵因素，最后，得到最佳發(fā)酵條件為pH3.5，酶解時(shí)間為40 min，酶解溫度為50℃，酶含量為0.050 g在此條件下其可溶性固形物含量為9.4%。

表2 正交試驗(yàn)方案及結(jié)果Table 2 Orthogonal experimental method and results

表3 正交試驗(yàn)方差分析表Table 3 Orthogonal experiment anova table

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行分析，結(jié)果如表2所示，各因素對(duì)無(wú)花果果膠酶解的最佳條件為A2B1C2D1，即最佳酶解工藝組合為pH3.5，酶解時(shí)間為40 min，酶解溫度為50℃，酶量為0.050 g。由正交試驗(yàn)方案的方差分析表來(lái)看，當(dāng)F值＞F臨界值時(shí)，表示這個(gè)單因素對(duì)該反應(yīng)過(guò)程的影響是顯著的，當(dāng)F因子＞F0.01時(shí)，則稱(chēng)此因素的作用是高度顯著的。在4個(gè)單因素的試驗(yàn)中，pH值、酶解時(shí)間以及酶解溫度對(duì)無(wú)花果果膠酶解的影響作用為顯著作用，而酶含量的影響卻不顯著，對(duì)整個(gè)反應(yīng)的過(guò)程影響力不大。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

使用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)無(wú)花果果膠酶解優(yōu)化條件進(jìn)行3組平行驗(yàn)證試驗(yàn)，當(dāng)取得酶解溫度50℃，pH3.5，酶解時(shí)間40 min時(shí)，酶含量0.050 g時(shí)，最終得出可溶性固形物為9.4%，的最優(yōu)條件。高于正交表中可溶性固形物含量最高的第9組及其它各組處理，證實(shí)了此優(yōu)化結(jié)果的可靠性。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)對(duì)無(wú)花果酒酶解條件優(yōu)化展開(kāi)研究。以無(wú)花果酒中可溶性固形物為指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)確定了最佳pH值、酶解時(shí)間、酶解溫度以及酶含量再經(jīng)過(guò)使用正交設(shè)計(jì)軟件來(lái)研究這4個(gè)單因素之間對(duì)無(wú)花果酒酶解條件的影響作用的顯著性，正交結(jié)果為：pH值、

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The Optimiztion of Enzymatic Hydrolysis Condition for the Fig Wine Production

XU Bing，QIAN Chao
（College of Biology and Food Engineering，Changshu Institute of Technology，Changshu 215500，Jiangsu，China）

The study of optimization of enzymatic hydrolysis conditions of fig wine was done.As the index of soluble solids in fig wine，the optimal pH，enzymatic hydrolysis time，temperature and enzyme amount were assigned by the single-factor experiment.Through orthogonal design software，the effect of these four single factors on the enzymatic hydrolysis conditions on fig wine was studied.The results showed，pH，enzymatic hydrolysis time and temperature were in the relatively significant roles，while the enzyme amount was not related signifi－cantly.The optimum fermentation conditions was that pH 3.5，the enzymatic hydrolysis time of 40 min，the temperature of 50℃.Under this condition，the soluble solids content was 9.4%.

fig wine；enzymatic hydrolysis；orthogonal design

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.10.024

2016-08-17

徐兵（1982—），男（漢），實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向：食用菌學(xué)。