高二下冊(cè)生物酶在果酒生產(chǎn)中的應(yīng)用與研究知識(shí)點(diǎn)
高二下冊(cè)生物酶在果酒生產(chǎn)中的應(yīng)用與研究知識(shí)點(diǎn)
社會(huì)的發(fā)展，人類文明的進(jìn)步，個(gè)人生活質(zhì)量的提高，都要靠生物學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用。以下是學(xué)習(xí)啦小編為您整理的關(guān)于的相關(guān)資料，供您閱讀。
高二下冊(cè)生物酶在果酒生產(chǎn)中的應(yīng)用與研究知識(shí)點(diǎn)
1 酶可以提高出汁率和縮短壓榨時(shí)間
制汁是果酒生產(chǎn)的關(guān)鍵作業(yè)之一，這一工序要求盡可能地提高出汁率和縮短壓榨時(shí)間。已知出汁率的高低與原料的破碎程度有關(guān)，適當(dāng)提高原料的破碎程度有利于提高出汁率。果實(shí)細(xì)胞壁的構(gòu)成物質(zhì)是纖維素、半纖維和果膠等物質(zhì)。細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)較緊密，通常情況下，單純依靠機(jī)械或化學(xué)方法難以將其充分破碎，但通過添加一定量的果膠酶、纖維素酶和半纖維素酶使得細(xì)胞的這些構(gòu)成物質(zhì)水解，破壞細(xì)胞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高果實(shí)的破碎程度，從而就能在壓榨時(shí)達(dá)到提高出汁效率并縮短壓榨時(shí)間的目的。同時(shí)，把大分子的果膠物質(zhì)降解后，也有助于提高后一階段的澄清和過濾作業(yè)。
在提高果實(shí)出汁率和縮短壓榨時(shí)產(chǎn)生的一系列酶制劑中，果膠酶是最具有代表性的一種。果膠物質(zhì)是含有聚半乳糖醛主鏈的雜多糖，果膠酶依據(jù)它對(duì)聚半乳糖醛酸的作用可分為兩類：一類是能催化果膠解聚，另一類是能催化果膠分子中的酯水解，前者有聚裂解酶(PMG)、果膠裂解酶(PMGL)、聚半乳糖醛酸酶(PG)和果膠裂解酶 (PGL)，后者有果膠酯酶(PE)等。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的果膠酶制劑不僅含有一種酶活性，而是多種酶的復(fù)合體，含有數(shù)量不同的各種果膠分解酶，通常其主要作用是分離細(xì)胞和破壞部分細(xì)胞，也就是分解細(xì)胞間層的部分原果膠、纖維素，但又使果漿還保持一定程度的結(jié)構(gòu)，從而有利于果漿的壓榨，提高出汁率。
2 應(yīng)用酶有利于汁液的澄清
在果酒的生產(chǎn)中有兩種澄清作業(yè)，一是果汁的澄清，二是原酒的澄清。果汁澄清的目的是在發(fā)酵前將果汁中的雜質(zhì)盡量減少到最低限度，以避免果汁中的雜質(zhì)參與發(fā)酵而產(chǎn)生不良成分給酒帶來異味。原酒澄清的目的是為了避免果汁在貯存過程中，酒石結(jié)晶沉淀或無定形的色素微粒自行沉淀出來以及出現(xiàn)蛋白質(zhì)渾濁、微生物渾濁等不良現(xiàn)象，從而保證得到品質(zhì)較高的果酒。兩種澄清作用中，酶制劑主要用于果汁的澄清，所用到的酶主要有果膠酶、淀粉酶，此外還有蛋白酶。果膠酶的主要作用是降解果膠物質(zhì)，盡可能地使果汁中可溶性果膠物質(zhì)得到徹底分解，降低果汁粘度，這一點(diǎn)有別于壓榨中所用到的果膠酶的作用。由于果膠的分解能使渾濁顆粒失去膠體保護(hù)而相互絮凝，從而大大提高了澄清效果。在使用酶制劑對(duì)果汁進(jìn)行處理時(shí)要注意溫度、pH值等的影響，如用果膠酶澄清葡萄汁時(shí)只能在常溫、常壓下進(jìn)行，通常24小時(shí)左右可使果汁澄清。而酶制劑使用量的確定，則應(yīng)在小型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上找出最佳效果的使用量，例如應(yīng)用酶活力為20000單位的果膠酶對(duì)薏斯林葡萄汁進(jìn)行澄清試驗(yàn)，當(dāng)果膠酶用量在40mg/l時(shí)澄清效果最佳。
對(duì)于一些淀粉含量較高的水果，如蘋果，在壓榨過程中和壓榨后，淀粉會(huì)從果漿和細(xì)胞塊進(jìn)入果汁中，并在加熱時(shí)溶解，然后通過凝沉作用，以析出渾濁物的形式出現(xiàn)在果汁中。由于淀粉是一種典型的強(qiáng)水合性親水膠體，能夠覆蓋渾濁物顆粒，并使渾濁物顆粒在果汁中呈懸浮狀態(tài)，想要獲得滿意的澄清度和澄清穩(wěn)定性，必須用淀粉酶徹底將果汁的淀粉水解。
果汁中還含有少量蛋白質(zhì)和一定數(shù)量的酚類物質(zhì)，蛋白質(zhì)是由細(xì)胞原生質(zhì)中滲透出來的，它很容易與酚類物質(zhì)反應(yīng)，生成渾濁物和沉淀物。此外，在一些果汁如蘋果原汁(pH3.2～3.5)中，蛋白質(zhì)還因帶正電荷而能與帶負(fù)電荷的果膠物質(zhì)或與具有強(qiáng)水合能力的含果膠渾濁物顆粒聚合，形成懸浮狀態(tài)的渾濁物。因此，同樣為了獲得較好的澄清效果和澄清穩(wěn)定性，可采用蛋白酶將果汁中的蛋白質(zhì)水解。
3 酶可以提高過濾能力
果酒的透明度是果酒質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，要獲得清亮透明的果酒，過濾是一項(xiàng)必不可少的技術(shù)手段。過濾是用多孔隔膜進(jìn)行固相物質(zhì)與液相物質(zhì)分離的操作，其作用效果受被過濾物料的物理性質(zhì)，如液體粘度、固體顆粒大小等因素影響。在進(jìn)行果汁或原酒的過濾時(shí)，如果粘度過大或者其中的固體顆粒過大，則很容易堵塞過濾層，使過濾能力下降。導(dǎo)致汁液粘度較大的主要原因是殘留的果膠物質(zhì)、淀粉及一些中性低聚糖等作用的結(jié)果，因此如果在過濾前的操作中利用果膠酶、淀粉酶等將這些物質(zhì)水解，降低汁液的粘度，就能提高過濾能力和加快過濾的速度。據(jù)報(bào)道，將酶制劑應(yīng)用于超濾工藝中，能夠較好地解決超濾膜堵塞和清洗的問題，從而提高超濾膜的通透量和縮短超濾膜的清洗時(shí)間，所用到的酶主要有淀粉酶、果膠酶、半乳聚糖酶、阿拉伯聚糖酶等。
4 酶應(yīng)用于浸漬芳香物質(zhì)，改善果酒風(fēng)味
果酒的風(fēng)味也是衡量果酒品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。果酒的風(fēng)味物質(zhì)主要來自水果本身和發(fā)酵過程，酶制劑在這方面的應(yīng)用主要是針對(duì)前者。在水果中，風(fēng)味物質(zhì)以兩種形式存在，一種是以游離態(tài)形式存在，另一種是與糖類形成糖苷而以鍵合形式存在(即風(fēng)味前提物)。許多研究表明，萜烯類化合物是形成水果風(fēng)味的主要成分，這些萜烯化合物與糖形成糖苷而呈無芳香氣味的風(fēng)味前提物。1985年，Gunata等已確定葡萄中以糖苷形式存生的風(fēng)味前提物主要有 -D-葡萄糖苷、6-0-a-L-吡喃型鼠李糖基- -D-吡喃型葡萄糖苷和6-0-a-L-呋喃型阿拉伯糖基- -D-吡喃型葡萄糖苷和6-0- -D-芹菜糖基- -D-吡喃型葡萄糖苷，其中后三種糖苷是二糖苷。其配基則是萜烯類化合物，主要有里哪醇、a-萜品醇、橙花醇、香葉醇和芳樟醇，此外也存在一些揮發(fā)性芳香化合物的前提物，如沉香醇氧化物、揮發(fā)性酚類物質(zhì)等。這些以糖苷形式存在的風(fēng)味前提物即使在發(fā)酵過程中或在葡萄酒的貯存過程中都很穩(wěn)定，難以溶出，但是通過風(fēng)味酶水解作用將風(fēng)味物質(zhì)釋放出來，從而顯著增加葡萄酒的風(fēng)味，其中所用到的風(fēng)味酶主要有-D-葡萄糖苷酶、a-L-鼠李糖苷酶、a-L-呋喃型阿拉伯糖苷酶和 -D-芹菜糖苷酶。酶解二葡萄糖苷的過程分兩步進(jìn)行，首先是在a-L-鼠李糖苷酶或a-L-呋喃型阿拉伯糖苷酶或 -D-芹菜糖苷酶的作用下，二糖苷分子中糖分子相結(jié)合的鍵被切斷，-D-葡萄糖苷被釋放出來，然后經(jīng)-D-葡萄糖苷酶的作用將糖苷鍵切斷而釋放出相應(yīng)的糖苷配基，即具有芳香氣味的萜烯類化合物。在葡萄酒加工過程中，應(yīng)用于這方面的商業(yè)酶劑有UVA FLORAL\Macer8(R)和Rapibase 2000等。
5 酶應(yīng)用于提取色素物質(zhì)，改善果酒的色澤
一些果酒需持有一定的色澤，如紅葡萄酒，因此其色澤也是衡量其品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在這類果酒生產(chǎn)中必須提取出一定的色素物質(zhì)。果實(shí)中的色素物質(zhì)主要是花青素，存在于細(xì)胞的液泡中，如果在果漿或果汁中加入一定量的果膠酶和蛋白酶，果膠酶能水解果膠物質(zhì)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，蛋白酶則能破壞液泡膜，從而釋放出花青素等色素物質(zhì)。應(yīng)用于這方面的商業(yè)酶制劑有UVA COULEUR Rapidase Ex Colour和Rohapect VR等，這些酶在pH3～5、溫度10～55℃之間有較強(qiáng)的活性，用于紅葡萄酒的釀造時(shí)，可在發(fā)酵時(shí)將酶制劑與酵母一起加入。
6 酶可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的穩(wěn)定性
各種水果中或多或少地都含有一定量的蛋白質(zhì)，如不經(jīng)過處理，這些蛋白質(zhì)就會(huì)殘留在果酒中，容易在貯存中引起果酒的渾濁和沉淀，因此必須在裝瓶前對(duì)果酒中的殘留蛋白質(zhì)進(jìn)行處理，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。處理果酒中的蛋白質(zhì)常用皂土吸附法，這種方法雖然較有效，但是皂土吸附劑對(duì)于各種蛋白質(zhì)并沒有專一吸附性，如果利用外加蛋白酶來水解果酒中的蛋白質(zhì)，也能取得較好的效果，并且不同的蛋白酶對(duì)不同的蛋白質(zhì)具有專一性。
此外，多數(shù)水果中含有的多酚氧化酶也容易使果汁或果酒發(fā)生氧化，不同程度地破壞果酒的色澤、風(fēng)味，使產(chǎn)品質(zhì)量下降，因此也有必要采取一定的措施以破壞多酚氧化酶的活性。
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