酶对黑果腺肋花楸酿酒过程花色苷浸出率的影响
作者：徐贝贝 张赛 冯香玉 张坤孙娜 赵权 来源：《吉林农业·下半月》2017年第05期
摘要：本试验以黑果花楸为试驗材料，研究了蜗牛酶、纤维素酶、半纤维素酶对黑果腺肋花楸果实酿酒过程花色苷浸出率的影响。结果表明，半纤维素酶处理对矢车菊素-3-半乳糖苷浸出率最高，含量达520.48毫克/升，比对照提高20.56%；矢车菊素-3-葡萄糖苷含量达40.69毫克/升，比对照提高29.36%；矢车菊素-3-阿拉伯糖苷含量达157.7毫克/升，比对照提高33.19%；总花色苷含量达718.88 毫克/升，比对照提高23.83%，半纤维素酶处理显著提高了黑果腺肋花楸果实酿酒过程花色苷的浸出率。
关键词：黑果腺肋花楸；蜗牛酶；纤维素酶；半纤维素酶；花色苷 基金项目：国家级大学生科技创新项目（项目号：201611439001）
中图分类号： S663.1 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.10.024 黑果腺肋花楸（Aronia prunifolia Viking）蔷薇科、腺肋花楸属、多年生落叶灌木，原产于北美东北部。目前在食品、饮料、药品和保健品等领域得到广泛应用。成熟果实富含儿茶素、绿原酸、花色苷、黄酮、白藜芦醇等多种活性物质 [1-2]。黑果腺肋花楸中含有四种花色苷单体，即矢车菊素-3-半乳糖苷（68.68%），矢车菊素-3-阿拉伯糖苷（25.62%），矢车菊素-3-木糖苷（0.42%）和矢车菊素-3-葡萄糖苷（5.28%）[3]。据研究报道，黑果腺肋花楸是植物届花色苷含量最高的植物，是葡萄的 180 倍，香蕉的2000倍[4-5]。研究表明，花色苷含量占总酚类化合物的 25%左右，这些高含量的酚类物质使黑果腺肋花楸的果实颜色显现紫黑色等[6]。花色苷主要存在于浆果类果实的植物细胞内的液泡内或吸附在细胞壁上，由于植物细胞壁而坚硬，使细胞壁具有很大的机械强度，在酿酒过程中30%～40%的花色苷在酿酒发酵过程中未被浸出而损失，因此如何提高花色苷的浸出率就成为酿酒工艺的研究热点。
研究发现蜗牛酶具有溶解细胞壁的作用[7-8]；纤维素酶具有崩溃植物果实细胞壁，提高红葡萄汁浸提率和稳定色泽[9-11]；植物细胞壁降解的成功与否，取决于植物中纤维素骨架的彻底降解，半纤维素酶起到非常关键的作用，因为植物细胞壁降解首先是要除去半纤维素，从而使纤维素暴露在纤维素酶中被降解为葡萄糖[12-13]。目前利用浸渍酶等提高酚类物质浸出率的应用在葡萄酒酿造中已经应用[14]。而利用蜗牛酶、纤维素酶、半纤维素酶在黑果腺肋花楸酿酒过程对单体花色苷的浸出率是否有作用未见报道。本试验以黑果腺肋花楸果实为原料，在其
酿酒过程中，加入蜗牛酶、纤维素酶、半纤维素酶，采用HPLC法研究酿酒发酵前后不同种类花色苷的含量变化，为提高黑果腺肋花楸酒相关品质提供理论参考。 1材料与方法 1.1试验材料
黑果腺肋花楸果实于2016年9月购自吉林市大绥河黑果腺肋花楸种植基地。花色苷标准品矢车菊素-3-半乳糖苷（CAS 27661-36-5）、矢车菊素-3-阿拉伯糖苷（CAS 57186- 11-5）和矢车菊素-3-葡萄糖苷（CAS 7084-24-4）购自Sigma公司。 1.2 试验方法
1.2.1酿酒 黑果腺肋花楸果实→精选→破碎→发酵→皮渣分离（第7天）检测。每个实验用黑果腺肋花楸果实5公斤，破碎后加酶。将酵母50.00克溶于300毫升的烧杯中放入30℃水浴锅加热活化20分钟，酶按1%添加，取半纤维素酶50.00克、纤维素酶50.00克、蜗牛酶50.00克，分别放入100毫升容量瓶中定容（用35℃水），再放入35℃水浴锅中活化4小时，活化后添加到发酵罐中。
1.2.2 花色苷的检测 黑果腺肋花楸酒中花色苷的检测参照赵权的方法[15]。色谱柱采用反相ODS-C18柱（250mm×4.6mm），流动相：4%磷酸（PH=2）∶乙腈（HPLC）=85∶15；流速：1毫升/分钟；柱温：30℃；检测波长：520 nm；进样量2。矢车菊素-3-半乳糖苷、矢车菊素-3-阿拉伯糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖苷三种花色苷标准品混标如下。矢车菊素-3-半乳糖苷出峰时间5.102，标准方程为Y=17332.62X + 114270.8（R2=0.9999346）；矢车菊素-3-葡萄糖苷出峰时间5.637分钟，标准方程为Y = 14169.4X + 68199.53（R2=0.9999619）；矢车菊素-3-阿拉伯糖苷出峰时间6.601min，标准方程为Y=29482.8X+85457.36 （R2=0.9998405）。 2 结果与分析 2.1 样品色谱分析
图1为标准品及样品高效液相色谱图，各种花色苷分开比较清楚，样品出峰时间与标准品相近，表明该条件适合黑果腺肋花楸酒中花色苷的检测。 2.2蜗牛酶对花色苷浸出率的影响
由图2得知，蜗牛酶对黑果腺肋花楸果实酿酒过程各种单体花色苷浸渍到酒中作用显著。通过酶处理，矢车菊素-3-半乳糖苷含量为481.9毫克/升，比对照提高了14.21%；矢车菊素-3-葡萄糖苷含量为40.39毫克/升，比对照提高了28.84%；矢车菊素-3-阿拉伯糖苷含量为133.19
毫克/升，比对照提高了20.92%。由于矢车菊素-3-半乳糖苷、矢车菊素-3-阿拉伯糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖苷占总花色苷的99.58%，因此将上述三种花色苷的和视为总花色苷。总花色苷含量为655.48毫克/升，比对照提高了16.47%。 2.3纤维素酶对花色苷浸出率的影响
由图3得知，通过纤维素酶处理，矢车菊素-3-半乳糖苷含量为466.14毫克/升，比对照提高了11.31%，作用显著；矢车菊素-3-葡萄糖苷含量为31.44毫克/升，比对照提高了8.66%；矢车菊素-3-阿拉伯糖苷含量为85.04毫克/升，而对照为105.36毫克/升，小于对照；总花色苷含量为582.62毫克/升，比对照提高了6.02%。 2.4半纤维素酶对花色苷浸出率的影响
由图4得知，通过纤维素酶处理，矢车菊素-3-半乳糖苷含量为520.48毫克/升，比对照提高了20.57%，作用显著；矢车菊素-3-葡萄糖苷含量为40.69毫克/升，比对照提高了29.35%；矢车菊素-3-阿拉伯糖苷含量为157.71毫克/升，比对照提高了33.21%；总花色苷含量为718.87毫克/升，比对照提高了23.86%。 2.5三种酶对花色苷浸出率的比较分析
将不同酶处理得出的矢车菊素-3-半乳糖苷、矢车菊素-3-阿拉伯糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖苷、总花色苷浸出率进行比较分析。由图5可知，蜗牛酶、纤维素酶、半纤维素酶处理对矢车菊素-3-半乳糖苷浸出率均高于对照，其中半纤维素酶处理最高为520.48毫克/升，比对照提高20.56%；蜗牛酶、纤维素酶、半纤维素酶处理对矢车菊素-3-葡萄糖苷苷浸出率均高于对照，其中半纤维素酶处理最高为40.69毫克/升，比对照提高29.36%，蜗牛酶处理为40.39毫克/升，二者差异比不显著；蜗牛酶、半纤维素酶处理对矢车菊素-3-阿拉伯糖苷浸出率均高于对照，其中半纤维素酶处理最高为157.71毫克/升，比对照提高33.19%，纤维素酶处理为85.04毫克/升，比对照低19.28%；蜗牛酶、纤维素酶、半纤维素酶处理对总花色苷浸出率均高于对照，其中半纤维素酶处理最高为718.88毫克/升，比对照提高23.83%。 3 结论与讨论
本试验以黑果腺肋花楸果实为原料，在其酿酒过程中，加入蜗牛酶、纤维素酶、半纤维素酶，采用HPLC法研究酿酒发酵前后不同种类花色苷的含量变化，结果表明，半纤维素酶处理对矢车菊素-3-半乳糖苷浸出率最高，含量达520.48毫克/升高为，比对照提高20.56%；矢车菊素-3-葡萄糖苷含量达40.69毫克/升，比对照提高29.36%；矢车菊素-3-阿拉伯糖苷含量达157.71毫克/升，比对照提高33.19%；总花色苷含量达718.88毫克/升，比对照提高23.83%，半纤维素酶处理显著提高了黑果腺肋花楸果实酿酒过程花色苷的浸出率。
酶对黑果腺肋花楸酿酒过程花色苷浸出率的影响
