復(fù)合澄清劑對(duì)柿子醋澄清效果的研究

程浩，武紀(jì)天，趙航，李楠

(廣西大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，南寧 530004)

果醋是目前集豐富營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及保健功效于一體的新型產(chǎn)品，含有多種營(yíng)養(yǎng)成分，越來(lái)越受到消費(fèi)者的喜愛(ài)。采用桂林月柿子為原料進(jìn)行酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵得到柿子醋[1,2]，柿子醋較其他食醋的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更為豐富，含有豐富的人體所必需氨基酸、多酚、果膠等物質(zhì)[3]。柿子醋兼有柿子和醋的功能，能夠促進(jìn)新陳代謝，調(diào)節(jié)酸堿平衡，具有多種功效。由于其富含大量的單寧、果膠和蛋白質(zhì)，柿子醋在存儲(chǔ)及運(yùn)輸過(guò)程中極易變渾濁，形成沉淀，影響外觀與色澤，透光率下降。殼聚糖是含有氨基官能團(tuán)直鏈多聚糖物質(zhì)，在酸性制品中，殼聚糖的氨基與氫離子結(jié)合而帶正電，通過(guò)與帶正電的微粒結(jié)合絮凝沉淀，可以達(dá)到澄清的目的。果醋渾濁常有兩種原因[4]：一是生物性渾濁，二是非生物性渾濁，生物性渾濁主要由菌種污染所致，滅菌不徹底，長(zhǎng)期暴露于空氣中；非生物性渾濁是果醋中復(fù)雜成分相互作用，形成絡(luò)合物析出。本研究主要利用復(fù)合澄清劑(殼聚糖+酸性蛋白酶+纖維素酶)的最適條件組合對(duì)柿子原醋進(jìn)行澄清[5,6]，使柿子醋的透光率達(dá)到最高，大大地提高了其穩(wěn)定性和品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

桂林月柿發(fā)酵柿子醋；殼聚糖：上海瑞永生物科技有限公司；酸性蛋白酶、纖維素酶：南寧龐博生物工程有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

分析天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；電子天平 杭州三永德儀器儀表有限公司；恒溫水浴鍋 重慶雅馬拓科技有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱 吳江市閩鑫烘箱電爐制造有限公司；UV-1600型紫外分光光度計(jì) 上海MAPAPDA公司。

1.3 方法

1.3.1 殼聚糖單因素試驗(yàn)對(duì)柿子醋透光率的影響[7]

1.3.1.1 殼聚糖用量對(duì)柿子醋澄清試驗(yàn)的影響

分別準(zhǔn)確量取100 mL柿子發(fā)酵醋液于6支150 mL三角瓶中，分別添加殼聚糖量(W/V)為0.3‰、0.4‰、0.5‰、0.6‰、0.7‰、0.8‰，樣品充分混勻后置于45 ℃水浴鍋中水浴6 h，取出后靜置2 d，以未作澄清處理的柿子原醋為空白對(duì)照，運(yùn)用分光光度計(jì)法，以蒸餾水為參比，在680 nm處測(cè)定其透光率[8]。

1.3.1.2 殼聚糖澄清溫度對(duì)柿子醋澄清試驗(yàn)的影響

分別準(zhǔn)確量取100 mL柿子發(fā)酵醋液于6支150 mL三角瓶中，殼聚糖添加量為0.5‰，分別在不同溫度30，35，40，45，50，55 ℃條件下?lián)u勻，水浴6 h后取出，靜置2 d，以未作澄清處理的柿子醋為空白對(duì)照，方法同上，測(cè)定其透光率。

1.3.1.3 殼聚糖澄清時(shí)間對(duì)柿子醋澄清試驗(yàn)的影響

分別準(zhǔn)確量取100 mL柿子發(fā)酵醋液于6支150 mL三角瓶中，殼聚糖添加量為0.5‰，分別在不同時(shí)間3，6，9，12，24，48 h于45 ℃水浴后取出，靜置2 d，以未作澄清處理的柿子醋為空白對(duì)照，方法同上，測(cè)定其透光率。

1.3.2 殼聚糖澄清工藝參數(shù)的優(yōu)化[9-11]

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以柿子醋的透光率為指標(biāo)，分別選取殼聚糖用量、處理溫度、處理時(shí)間3個(gè)因素，每個(gè)因素選取3個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中，透光率越大越好，采用L9(33)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，因素水平表見(jiàn)表1。

表1 澄清條件正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 The orthogonal experimental factors and levels of clarification conditions

1.3.3 酸性蛋白酶對(duì)柿子醋澄清的影響

柿子醋經(jīng)殼聚糖處理后，添加酸性蛋白酶進(jìn)行酶解處理，以提高其透光率。分別準(zhǔn)確量取100 mL柿子發(fā)酵醋液于6支150 mL三角瓶中，分別加入0，100，150，200，250，300 mg/L的酸性蛋白酶，于40 ℃水浴12 h后取出，靜置2 d，以未作澄清處理的柿子醋為空白對(duì)照，測(cè)定其在680 nm下的透光率。

1.3.4 纖維素酶對(duì)柿子醋澄清的影響

為使柿子醋的透光率達(dá)到最大值，經(jīng)殼聚糖、酸性蛋白酶處理后，向其中加入纖維素酶。分別準(zhǔn)確量取100 mL柿子發(fā)酵醋液于6支150 mL三角瓶中，分別加入0，100，150，200，250，300 mg/L的纖維素酶，于50 ℃水浴12 h后取出，靜置2 d，以未作澄清處理的柿子醋為空白對(duì)照，測(cè)定其在680 nm下的透光率。

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖用量對(duì)柿子醋的澄清效果

不同殼聚糖用量對(duì)柿子醋的澄清效果見(jiàn)表2。

表2 殼聚糖對(duì)柿子醋的澄清效果Table 2 Clarification effect of chitosan on persimmon vinegar

由表2可知，殼聚糖對(duì)柿子醋的澄清有很大影響，顯著提高了其透光率，低用量下的透光率隨添加量的增加而增加，高用量下的透光率隨添加量的增加而減少，當(dāng)殼聚糖添加量為0.5‰時(shí)，柿子醋的澄清效果最好，透光率達(dá)到86.6%。

2.2 殼聚糖澄清溫度對(duì)柿子醋的澄清效果

不同溫度下，殼聚糖對(duì)柿子醋的澄清效果見(jiàn)圖1。

圖1 溫度與澄清效果的關(guān)系Fig.1 The relationship between temperature and clarification effect

由圖1可知，隨著澄清溫度的增加，柿子醋的透光率先增加后減少。當(dāng)溫度為45 ℃時(shí)，透光率達(dá)到最大，為86.6%，因此選擇澄清溫度為45 ℃。

2.3 殼聚糖澄清時(shí)間對(duì)柿子醋的澄清效果

不同時(shí)間下殼聚糖對(duì)柿子醋的澄清效果見(jiàn)圖2。

圖2 時(shí)間與澄清效果的關(guān)系Fig.2 The relationship between time and clarification effect

由圖2可知，隨著殼聚糖澄清時(shí)間的增加，柿子醋的透光率呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)。當(dāng)殼聚糖澄清時(shí)間為6 h時(shí)，其透光率達(dá)到最大，為86.6%，因此選擇殼聚糖澄清時(shí)間為6 h。

2.4 殼聚糖澄清柿子醋正交試驗(yàn)分析

根據(jù)正交試驗(yàn)的結(jié)果，通過(guò)直觀分析和方差分析來(lái)確定最佳的工藝條件，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 正交試驗(yàn)L9(33)結(jié)果Table 3 The results of orthogonal test L9(33)

對(duì)表3中數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 正交試驗(yàn)方差分析Table 4 The analysis of variance of orthogonal test

由表3和表4可知，影響殼聚糖澄清柿子醋效果的主次因素為A>B>C，即殼聚糖用量>殼聚糖澄清時(shí)間>殼聚糖澄清溫度，其中殼聚糖用量的顯著性最大，而殼聚糖澄清時(shí)間和殼聚糖澄清溫度的顯著性次之，沒(méi)有達(dá)到顯著水平。綜合極差分析和方差分析結(jié)果，最終確定殼聚糖澄清工藝參數(shù)為A2B1C2，即殼聚糖用量為0.5‰，殼聚糖澄清時(shí)間為6 h，殼聚糖澄清溫度為45 ℃。

2.5 酸性蛋白酶用量對(duì)柿子醋的澄清效果[12,13]

柿子醋經(jīng)殼聚糖處理后，其透光率達(dá)到86.6%，此時(shí)進(jìn)行酸性蛋白酶酶解，不同酸性蛋白酶添加量對(duì)澄清效果的影響見(jiàn)表5。

表5 酸性蛋白酶對(duì)澄清效果的影響Table 5 Clarification effect of acid protease on persimmon vinegar

由表5可知，在40 ℃、水浴12 h下，酸性蛋白酶對(duì)柿子醋澄清有一定的效果，其透光率隨著酸性蛋白酶添加量的增加呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)，當(dāng)酸性蛋白酶添加量為200 mg/L時(shí)，其透光率達(dá)到最大，為89.8%。

2.6 纖維素酶用量對(duì)柿子醋的澄清效果

柿子醋經(jīng)殼聚糖、酸性蛋白酶處理后，向其中加入纖維素酶進(jìn)行酶解[14]，不同纖維素酶用量對(duì)澄清效果的影響見(jiàn)表6。

表6 纖維素酶對(duì)澄清效果的影響Table 6 Clarification effect of cellulase on persimmon vinegar

由表6可知，在50 ℃、水浴12 h下，纖維素酶對(duì)柿子醋澄清效果沒(méi)有顯著的影響，在一定程度上提高了其透光率，其透光率隨著纖維素酶添加量的增加先升高后降低，當(dāng)纖維素酶的添加量為250 mg/L時(shí)，其透光率達(dá)到最大，為91.9%。

3 總結(jié)

目前，選取復(fù)合澄清劑先利用殼聚糖處理，然后加入酸性蛋白酶和纖維素酶進(jìn)行酶解處理研究柿子醋的澄清工藝很少見(jiàn)報(bào)道。本文使用復(fù)合澄清劑(殼聚糖+酸性蛋白酶+纖維素酶)可以達(dá)到理想的澄清效果，顯著提高了柿子醋的透光率，使其久置后不易產(chǎn)生沉淀，穩(wěn)定性大幅度提升。經(jīng)試驗(yàn)，殼聚糖的添加量為0.5‰(W/V)，澄清時(shí)間為6 h，澄清溫度為45 ℃時(shí)，澄清效果最佳，其透光率達(dá)到86.6%；然后用酸性蛋白酶酶解，酸性蛋白酶添加量為200 mg/L，澄清時(shí)間為12 h，澄清溫度為40 ℃時(shí)，透光率達(dá)到89.8%；最后用纖維素酶處理，纖維素酶添加量為250 mg/L，澄清時(shí)間為12 h，澄清溫度為50 ℃時(shí)，柿子醋的透光率達(dá)到最高，為91.9%。通過(guò)澄清處理工藝，減輕了柿子醋后續(xù)過(guò)濾的難度，為工業(yè)化生產(chǎn)柿子醋提供了理論指導(dǎo)。