基本信息
- 项目名称：
- 果胶酶在人参果果酒护色和澄清中的应用研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文研究果胶酶对人参果果酒的护色和澄清作用。通过单因素与响应面设计分析果酒的pH值及酶解温度、酶解时间和果胶酶用量对人参果果酒的护色和澄清效果的影响，建立相应的回归模型；通过岭脊分析确定了人参果果酒的最佳护色工艺参数。多元回归分析结果显示，果酒的pH值、酶解温度、酶解时间及果胶酶用量与其护色、澄清效果之间回归模型拟合程度良好，可用于实际生产预测。
- 详细介绍：
- 人参果（pepino fruit）为茄科（Solamaceae）蔬菜、水果兼观赏型草本植物，其果实形状多似人心，成熟时，果皮呈金黄色并有紫色条纹，同时具有一种淡淡的清香味，果肉多汁，风味独特。目前，在我国西北的河西走廊地区被广泛种植，并以鲜食为主。研究发现，人参果果实富含多种维生素和人体必须微量元素，其中硒元素是一种强氧化剂，能激活人体细胞，保护心血管等脏器；还能刺激免疫球蛋白及抗体的产生，增强机体对疾病的抵抗力。但人参果鲜果因含水量大而不耐贮藏，或因失水而使其口感受损，都会因此导致其市场价格下跌。为提高人参果的食用价值和经济附加值，对其进行深加工是一条很好的途径。榨汁、下胶是果酒加工中的重要工序，这是因为一方面有些果蔬中氧化酶的活力较高，其鲜汁在空气中存放时容易被氧化褐变；另一方面大多数果蔬汁中含有0.2%～0.5%的果胶物质，这些果胶物质具有很强的亲水性能，是果蔬汁中最重要的混浊物稳定剂，尤其是其中的可溶性果胶多以保护胶体形式裹覆在混浊物颗粒表面，阻碍着果蔬汁的澄清。因此果酒加工中常需要加入果胶酶、纤维素酶等作护色澄清处理。 张彧等以人参果为原料，确定了低糖人参果果脯、果酱的生产工艺及质量标准。胡志和等以人参果、全脂乳粉为主料，研究其加工工艺、风味及稳定性的最佳工艺参数，由此制得的复合乳饮料风味稳定，评价效果较好。陈彦将人参果中加入果汁、蜂蜜、白兰瓜香精、印度香蕉香精、CMC-Na+海藻酸钠等得到的复合果汁营养丰富、口感良好、含Ca量高。文连奎等对人参果白兰地进行了研制，确定了最佳发酵工艺，得到色泽淡黄、颜色澄清的人参果白兰地。罗安伟等采用清汁发酵方法，对甜橙汁澄清剂的选择及甜橙干酒发酵工艺参数进行了研究。结果表明，果胶酶、壳聚糖、硅藻土的澄清效果显著。杨剑芳等对山茱萸发酵酒制备工艺条件进行优化研究，由单因素试验选取用于山茱萸后发酵液的澄清剂种类及用量，他们将由最佳发酵工艺分离得到的酒液经后发酵15d后用2.00 g/L精制果胶酶进行澄清，酒体由浑浊的深棕红色逐渐变成透明的深红色，下部沉淀结实，澄清酒液的透光率达90.4 % ，较比其他澄清剂取最佳用量水平时的最大透光率高5%。人参果营养丰富，除可供鲜食外，还可加工成人参果果酱、饮料、鲜果汁、口服液、罐头等，未见其他深加工产品报道。 本研究通过SAS 9.2软件（其中单因素效应图形用DPS软件绘制），运用响应面设计中的二次正交旋转组合设计，优化果胶酶在人参果果酒加工过程中的应用条件，从而提高人参果果酒的护色作用及澄清效果，为下一步人参果果酒发酵研究提供可靠的工艺参数。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的: 研究果胶酶对人参果果酒的护色和澄清作用，确定最佳护色工艺参数和澄清条件，为工厂的实际生产预测提供可靠数据。 基本思路：通过单因素与响应面设计分析果酒的pH值及酶解温度、酶解时间和果胶酶用量对人参果果酒的护色和澄清效果的影响，建立相应的回归模型，利用岭脊分析确定人参果果酒的最佳护色工艺参数和澄清条件。
科学性、先进性及独特之处
- 本研究通过SAS 9.2软件，运用响应面设计中的二次正交旋转组合设计，优化果胶酶在人参果果酒加工过程中的应用条件，并采用岭脊分析对人参果果酒护色及澄清两道工艺的影响因素加以分析，不仅减小了多元共线性的效应，而且由于所获得的岭回归系数为标准化系数，因此可通过它们更直观的比较果胶酶不同工艺参数对人参果果酒护色与澄清作用影响的大小。
应用价值和现实意义
- 我国人参果资源丰富，尤其是甘肃河西走廊地区是人参果的一个优势产区，人参果具有极高的营养价值，对人体有很好的保健作用，深受当地居民的喜爱，但是目前多停留在鲜食上，经济附加值不高，深加工不足。果酒是比较理想的健康时尚保健饮料，本工作正是基于此以人参果为主要原料，采用微生物液体发酵生产人参果果酒，提高人参果的经济附加值，加快当地水果资源的综合利用，增加农民的收入，带动区域经济的发展。
学术论文摘要
- 研究果胶酶对人参果果酒的护色和澄清作用。通过单因素与响应面设计分析果酒的pH值及酶解温度、酶解时间和果胶酶用量对人参果果酒的护色和澄清效果的影响，建立相应的回归模型；试验结果表明，酶解温度对人参果果酒护色作用影响显著（p<0.10），酶解温度、果胶酶用量对人参果果酒澄清作用影响显著（p<0.10），而pH值、酶解时间对二者影响均不显著（p>0.10）。通过岭脊分析确定了人参果果酒的最佳护色工艺参数为：pH 4.6，酶解温度44 ℃，酶解时间63 min，果胶酶用量0.3 g/kg；人参果果酒最佳澄清条件：果酒pH 3.9，酶解温度39 ℃，酶解时间55 min，果胶酶用量0.316 g/kg。多元回归分析结果显示，果酒的pH值、酶解温度、酶解时间及果胶酶用量与其护色、澄清效果之间回归模型拟合程度良好，可用于实际生产预测。
获奖情况
- 2010年12月在河西学院第六届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中荣获三等奖。 2011年3月被食品科学录用。
鉴定结果
- 在河西学院第六届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中荣获三等奖。
参考文献
- [1] Elsa Uribe,Antonio Vega-Gálvez,Karina Di Scala,et al.Characteristics of Convective Drying of Pepino Fruit(Solanummuricatum Ait):Application of Weibull Distribution[J].Food Bioprocess Technol,2009,25（7） [2] 张建和,符伟玉,李尚德.香瓜茄人心果的营养成分分析研究[J].广东微量元素科学,2007,14(3）:48～52 [3] Jaime Prohens,Juan J. Ruiz and Fernando Nuez.The pepino (Solanum muricatum,Solanaceae): A “New” crop with a history[J].Economic Botany.1996, 50(4):355～368 [4] 任雪峰,巩维忠,吴冬青,等.火焰原子吸收光谱法测定不同产地人参果中11种微量元素含量[J].兰州大学学报(自然科学版),2009,45(3):73～76 [5] 北京西贝芦荟研究所.植物性汁液的澄清防浊研究.2001,2. [6] 张彧,朱蓓薇,董秀萍.低糖人参果果脯.果酱的研制.食品工业科技,2001,22(6):54-56. [7] 胡志和,白祝清.人参果复合乳饮料的研究.食品科学,1998,19(6):20-22. [8] 陈彦.人参果果汁加工技术研究.食品工业科技,2001,22(4):69-70. [9] 文连奎,张健,冯永巍,等.人参果白兰地的研制.食品科学,2005,26(增刊):215-216. [10] 罗安伟,刘兴华,石慧,等.甜橙汁澄清剂的选择及甜橙干酒的酿造工艺.西北农林科技大学学报(自然科学版),2006,34(12):185-188. [11] 杨剑芳,黄明勇,路福平,等.山茱萸发酵酒制备工艺条件优化研究.北京林业大学学报,2009,31(5):131-136. [12] 梁志芳,李午申,王迎娜.二次正交旋转组合实验设计孵化器.哈尔滨工业大学学报,2004,11(36):1561-1563.
同类课题研究水平概述
- 果酒是一种健康时尚饮品，国家在宏观产业政策上也制定了“粮食酒向水果酒转变”的发展策略，这为果酒生产提供了很好契机。我国水果资源丰富，能酿酒的水果有很多，比如苹果、梨、猕猴桃、山楂、杨梅等都可以用来酿造果酒，而水果酿酒又大都提升了水果品种的经济附加值，既可以节省酿酒粮食，又可以开发山区经济，因此开发果酒市场前景非常广阔。但由于我国果酒尚处于起步阶段，仍存在许多迄待解决的问题，特别是菌种选择、发酵参数的控制及调酒等方面，还有待进一步深入研究（罗安伟 2006）。 人参果是甘肃河西走廊地区的一种特色资源，目前主要以鲜食为主。人参果具有高蛋白、低糖、人体必需氨基酸含量丰富、富含多种维生素及人体必需微量元素等特点，具有极高的营养价值。然而其深加工不足，高端产品极为少见，张彧等以人参果为原料，确定了低糖人参果果脯、果酱的生产工艺及质量标准（张彧等 2001）。胡志和等以人参果、全脂乳粉为主料，研究其加工工艺、风味及稳定性的最佳工艺参数，由此制得的复合乳饮料风味稳定，评价效果较好（胡志和等 1998）。陈彦将人参果中加入果汁、蜂蜜、白兰瓜香精、印度香蕉香精、CMC-Na+、海藻酸钠等得到的复合果汁营养丰富、口感良好、含Ca量高（陈彦 2001）。文连奎等对人参果白兰地进行了研制，确定了最佳发酵工艺，得到色泽淡黄、颜色澄清的人参果白兰地（文连奎等 2005）。应该研究开发更多的深加工品种，将其向更广的地区推广，使之占有更多的消费市场，服务地方经济。对人参果果酒的研究，不但可以提高果品的利用率，而且能使果品的用途多元化，这样既符合国家产业政策及饮料酒结构调整方向，又能在满足消费者饮酒情趣的同时赋予养生保健意义。 总之，河西走廊地区人参果资源丰富，而且年产量也在不断的增加，特别是这几年年产量呈直线上升趋势，但消费者对人参果的消费水平没有明显的增长，因此造成了人参果的大量积压，特别是在水果收获的季节，未能及时贮运的水果发生腐烂变质，造成大量浪费。因此，为服务地方经济，提高人参果的经济附加值，对人参果进行深加工方面的研究显的非常重要。这一方面，可以为人参果的销售渠道开辟一条新的思路，避免人参果因为销售不出去而大量积压造成原料的大量浪费。另一方面，可以寻求水果生产者与果酒企业之间形成一种产业链，提升人参果的经济附加值。
