（食品科学专业论文）固定化酵母生产柿子果酒工艺研究.pdf

固定化酵母生产柿子果酒工艺研究 摘要 论文围绕固定化酵母生产柿子果酒的技术进行研究，主要对适合柿子果酒酿造的菌 种选择、柿予果酒酵母固定化工艺、固定化酵母发酵柿子果酒的最佳工艺参数优化与确 定、柿子果酒陈酿及成品的品质分析、柿子果酒产品质量标准体系的建设等方面进行了 探讨性研究，旨在为柿子果酒的生产提供技术参考。研究结果表明由s n s 0 7 酿制的 果酒在色泽、透明度、香味、味道等方面比较好；以4 c a c l 2 作为交联剂，以2 海藻 酸钠+ 6 聚乙烯醇为载体，制得的凝胶颗粒形状和相对产酒活性比较好。包埋菌数为 5 8 1 0 6 c f u m l 的凝胶，麦芽汁与柿汁的比例为2 ：1 的增殖液，1 0 m l 的固定化细胞颗粒 对应5 0 m l 增殖液，培养活化2 4 h 效果最好；采用2 0 。c 的发酵温度，p h 值为4 o ，发酵时 间8 天。颗粒添加量为1 0 的发酵工艺条件为最佳；采用固定化酵母细胞的发酵工艺具有 很高的产酒精速率，固定化酵母细胞发酵的速度是游离细胞的1 9 倍：对成品柿子果酒 检验分析表明，质量完全符合标准要求，而且发现，柿子果酒中含有大量的氨基酸、维 生素、矿物质和微量元素。成品柿子果酒在贮藏过程中营养指标和卫生指标变化不大。 关键词：柿子，柿子果酒，固定化技术，成分分析 r e s e a r c ho nt e c h n o l o g yo fp e r s i m m o nw i n ep r o d u c e db y f i x e dm i c r o e n z y m e a b s t r c t t h ep a p e rc e n t r eo nt h et e c h n o l o g yt op r o d u c et h ep e r s i m m o nw i n ew i t hi m m o b i l i z e d y e a s t i tf o c u s e so nt h ey e a s ts t r a i ns e l e c t i o no fb r e w i n gw i n e ；t h ei m m o b i l i z e dt e c h n o l o g yo f y e a s to fp e r s i m m o nw i n e ；t h eo p t i m i z a t i o na n dd e t e r m i n a t i o no nt h eb e s t - c h o i c et e c h n o l o g y p a r a m e t e r so fi m m o b i l i z e dy e a s to fp e r s i m m o nw i n e ；t h ea t t r i b u t i v ea n a l y s i so fa g i n gw i n e a n de n dp r o d u c t ；t h ec o n s t r u c t i o no ft h es y s t e mo fp r o d u c tq u a l i t ys t a n d a r d so fp e r s i m m o n w i n e ，e r e a l lt h e s ea r ea i m e da tp r o v i d i n ge f f e c t i v ep r o d u c t i v ed a t aa n dr e f e r e n c e s f o r m a k i n gp e r s i m m o nw i n e t h er e s e a r c hr e s u l ti n d i c a t e st h ep e r s i m m o nb r e w i n gf r o ms n s 0 7i s c o m p a r a t i v e l yg o o di nt h ef i e l do fc o l o r , t r a n s p a r e n c y , s c e n t ，f l a v o r , e t c 4 c a c l 2a st h e c r o s s l i n k e da g e n ta n d2 s o d i u ma l g i n a t e + 6 p o v a la sc a r d e rm a k et h ef i n i s h e sg e lp a r t i c l e s h a p ea n dh i g he t h a n o lr a t er e l a t i v e t h eg e lb u r y i n gt h ey e a s tn u m b e rf o r5 8 xl0 6c f u m l ， b e e r w o r ta n dp e r s i m m o nj u i c ep r o p o r t i o na t2 ：1 ，10 m lf i x e dc e l lp e l l e ta n d5 0 m lp r o l i f e r a t i o n l i q u i dc o r r e s p o n d i n g ，a c t i v a t i o ne f f e c ta r eb e s tf o r2 4 h ；t h eb e s tf e r m e n t a t i o nt e c h n o l o g i c a l c o n d i t i o n si s8d a ya t2 0 * ( 2 ，p h4 0a n d10 p e l l e ta d d i t i v ea m o u n t s ；a d o p tt h ef i x e dy e a s t c e l lf e r m e n t a t i o nt e c h n o l o g yt oh a v et h ev e r yh i 曲p r o d u c ta l c o h o lr a t ea n df e r m e n t a t i o n s p e e di sa b o u t1 9t i m e st ot h et r a d i t i o n a lm e t h o d n u t r i t i o na n a l y s i st op e r s i m m o nf r u i tw i n e i n d i c a t e st h eq u a l i t yo ft h ef i n i s h e dp r o d u c ta c c o r d sc o m p l e t e l yt h es t a n d a r dd e m a n d s ，a n d f i n dt h a ti tc o n t a i n sa b u n d a n c ea m i n oa c i d ，v i t a m i n s ，m i n e r a ls u b s t a n c ea n dm i c r o e l e m e n t ； t h ec h a n g eo fn u t r i t i o na n dh y g i e n e t a r g e ta r en o tb i gi nt h ef i n i s h e dp r o d u c ti np r e s e r v e k e yw o r d s ：p e r s i m m o n ，p e r s i m m o nw i n e ，i m m o b i l i z e d t e c h n o l o g y , c o m p o n e n t i a l a n a l y s i s l i 学位论文诚信承诺书 本人提交的学位论文除标明参考文献和出处以外，其余均为本人的研究成果，绝无抄袭 己有研究成果的现象发生。本人对此负责。如有抄袭，本人承担由此导致的法律责任及其他 一切后果。 学位论文作者( 签章) 啄 知 签字日期：扣。1 年亿月( 7 日 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据 我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的 研究成果；也不包含为获得扬州大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 h 学位论文作者签名：；峰却 签字日期：年l t 月l 。7 日 弘d i 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解扬州大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权扬州大学可以 将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文。 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期：年月日签字日期：年月日 学位论文作者毕业后去向：内蒙古包头市 工作单位：包头市机电工业学校西校区 通讯地址：包头市友谊大街1 4 9 号 电话：1 3 0 1 5 0 6 4 0 5 7 邮编：0 1 4 0 1 0 吴晓伟：闻定化酵母生产柿予果酒t 芝：倒f 究 固定化酵母生产柿子果酒工艺研究 j 上- - 1 日l j吾 1 1 柿子的营养保健价值 柿子( p e r s i m m o n ) ，又名朱果、米果、猴枣，柿科( e b e n a c e a c ) 柿属( d i o s p y r o s ) ， 呈圆形或扁圆形，红色或黄色。属于柿科植物的果实，多年生落叶果树，乔木。学名d i o s p y r o s k a k il f t l l 。 柿子营养丰富、色泽鲜艳、柔软多汁、香甜可口、老少喜食。据测定每1 0 0 克柿子中 含碳水化合物2 5 克，糖分2 8 克，蛋白质1 3 6 克、脂肪0 2 克、磷1 9 毫克、铁8 毫克、 钙1 0 毫克、维生素c 1 6 毫克，还含有胡萝卜素等多种营养1 2 】。 柿子不但营养丰富，而且还具有较高的药用价值。生柿能清热解毒，是降压止血的良 药，对治疗高血压、痔疮出血、便秘有良好的疗效。另外，柿蒂、柿叶都是很有价值的药 材【3 】。中医认为：柿子味甘、涩，性寒，有清热去燥、润肺化痰、软坚、止渴生津、健脾、 治痢、止血等功能，可以缓解大便干结、痔疮疼痛或出血、干咳、喉痛、高血压等症【4 】； 柿子又是慢性支气管炎、高血压、动脉硬化、内外痔疮患者的天然保健食品。如果用柿叶 煎服或冲开水当茶饮，也有促进机体新陈代谢、降低血压、增加冠状动脉血流量及镇咳化 痰的作用。柿饼中含有甘露糖醇、蔗糖、葡萄糖和木糖醇。柿饼有降压止血、清热润肠之 作用。柿饼上的白霜也叫柿霜，柿霜能治咽喉干痛、1 2 1 舌生疮、肺热咳嗽、咯血等症【5 1 。 用柿霜，薄荷，冰片放在一起磨细，涂擦，可治口疮、口角炎。用柿叶加工制成柿叶茶， 常饮能增强人体新陈代谢净化血液使机体组织细胞复苏，增加冠状动脉血流量的作用，是 高血压冠心病患者难得的保健饮料，随着对柿叶的深入研究，柿叶在防止心脑血管系统疾 病和美容领域将发挥重大作用【6 】。用柿树皮烧成炭，磨成粉，用植物油调和一下，可治疗 烫伤。 现代研究表明：柿叶中含有黄酮类、鞣质、酚类、香豆素、有机酸、胡萝卜素、维生 素c 等多种化学成分，并具有广泛的药理作用。柿叶提取物具有抑制体液免疫及保护羊红 细胞膜下不致溶血的作用，大剂量时有抑制细胞免疫的作用。柿叶茶对亚硝胺类所诱发的 小鼠前胃鳞状上皮增生和癌变有一定的阻止作用【7 】。柿叶提取物能使麻醉狗冠脉血流量平 均增加7 8 3 ，冠脉阻力下降4 9 3 ：可抑制氯化钾引起的离体家兔大动脉的收缩，抑制 率为7 5 1 ；对离体兔心和在体蛙心均有增强冠状动脉血流量的作用i 引。1 9 6 0 年中冲太七 郎报告从柿叶中分离得到紫云英甙。1 9 7 9 年日本s h i n o if u m a y a m a 分离紫云英甙和异槲皮 2 扬州大学硕f j 论文 甙2 种黄酮类物质。马桂荣在此基础上建立柿叶黄酮甙的定量分析方法。松蒲信从柿叶中 分离得到桦木酸、齐墩果酸和熊果酸9 1 。 1 2 柿子栽培现状 1 2 1 我国柿子的栽培现状 柿子在我国已有3 0 0 0 多年的栽培历史，素有“木本粮食、“铁杆庄稼”之美称。它 是我国传统的特色果品，南北均有种植生产。我国从汉代开始进行栽培，“柿”字最早见 于礼记内则，野生，分布广，十九世纪后半叶传入欧洲。柿子又叫米果、猴枣，属于 柿科。现今东南亚和欧美各国所栽培的柿树，多为我国柿树的后裔。我国的柿子品种很多， 主要有陕西鸡心黄柿和尖柿、北京的大磨盘柿、河北的莲花柿、菏泽的镜面柿、河南的红 柿、浙江的铜盆柿和方柿等柿子品种。此外，河北易县甜心柿、山东青岛金瓶柿、贵州湄 潭大花柿、安徽铃灯柿等也都是很名贵的品种【1 0 1 。 我国是世界上生产柿子最多的国家，截止到2 0 0 2 年底，全国柿的面积大约有3 0 0 万 亩( 2 0 万公顷) ，2 0 0 多个柿子品种，柿子产量近2 0 0 万吨，占世界总产量的8 0 。中国加 入世贸组织以后，发展柿子产业具有一定的优势1 1 1 1 。 柿的分布区域广泛，除干旱地区外，以山东、山西、河南、河北、陕西、北京、安徽、 江苏、台湾等省市栽培较多。目前栽培较多是涩柿品种，甜柿品种栽培面积不足2 ( 日本 占5 9 ) 等。此外，甜柿6 0 - 7 0 集中在北方的河南、山东、陕西等省，南方栽培面积小。 1 2 2 世界柿子的栽培现状 目前，全世界每年柿子总产量已超过2 5 0 万吨，并呈现逐渐增多的态势。欧盟于1 9 9 6 年在农业种质资源的保存项目中，专门立项收集、保存、开发和利用柿属植物尤其是甜柿 品种资源【1 2 】。 日本最古老的p v n a 品种“禅寺丸 ，是1 3 世纪发现的，而p c n a 品系在1 7 世纪或 更晚才被发现。中国的完全甜柿品种“落天天使”在河北省栽培已有9 0 0 多年的历史，比 日本的p c n a 品系更古老。 日本据日本农林水产省调查，日本水果产量中柑橘类最高，苹果第二，这两种果品之 和在栽培面积和产量上约占总量的一半左右。柿子在栽培面积上位于第4 位，占果品栽培 总面积的9 ，年产量排在日本梨之后位于第4 ，为3 0 万吨，占果品总产量的7 。此外， 还有1 8 吨柿饼的产量。到了7 0 年代，由于欧美果品进入同本市场，日本果品业受到了很 吴晓伟：1 4 1 定化酵母生产柿予果酒t 岂研究 大冲击。作为对策，日本扶植并发展具有东亚特色的柿子和日本梨，因而柿子的生产直 处于平稳状态，产量一直维持在3 0 万吨左右【1 3 】。 富有、次郎和平核无的栽培面积逐渐扩大，逐渐取代了古老野生种。进入9 0 年代后， 富有、次郎和平核无又分别被其早熟优良芽变品种逐渐更新。平核无的优良芽变品种刀根 早生比平核无提早两周成熟，自1 9 8 0 年起，栽培面积持续增长，到1 9 9 0 年发展到2 0 3 6 h m 2 。 西村早生是不完全甜柿的早熟品种，比富有还要早熟一个多月，其栽培面积也从1 9 7 4 年 的1 8 3 h m 2 上升到1 9 9 0 年的11 2 4h m 2 ，是目前最受欢迎的品种。前川次郎是次郎的早熟芽 变品种，单果重2 0 0 2 5 0 9 ，果实的裂纹现象比次郎要轻，果皮呈艳丽的橙朱红色，比次郎 漂亮，1 9 9 0 年栽培面积达到7 5 5 h m 2 ，西条是涩柿品种，以岛根县栽培最多，约为6 0 0 h m 2 ， 占岛根县柿子栽培总面积的8 0 ，全国西条柿栽培面积为1 0 0 0 l l i i l 2 。 根据1 9 9 0 年日本农林水产省调查，甜柿品种的栽培面积占柿总面积的4 7 ，其中富 有占3 1 。不完全甜柿的平核无和刀根早生的栽培面积占2 6 。其次是松本早生富有，西 村早生及涩柿的蜂屋和西条。现在，西村早生成为最主要的出口品种。峰屋多被加工成柿 饼，很少鲜食，伊豆是1 9 7 0 年定名的新品种【1 4 1 。 朝鲜半岛的柿子可追溯到1 3 世纪末。然而直到本世纪5 0 6 0 年代，柿子的商品化生产 才正式起步，并逐渐成为农业生产的重要组成部分。 在朝鲜南部的海岸线也有柿子栽培，但经济生产限于韩国，优良品种主要集中在韩国 南部出产，如庆尚南道北道和全罗南道北道。据不完全统计，韩国共有2 3 3 个品种，其 中本地品种1 8 6 个，其余大部分为外来品种。据远藤( 1 9 8 8 ) 调查：韩国的许多品种与日本 海一带的柿子品种在形状、肉质上极其相似。例如韩国的盘柿、水柿、庆山盘柿等在外观 和肉质上都与日本的平核无、禅寺丸相近似。韩国的霜柿、高种柿与日本的横野柿相近似 等。 近几年，韩国从日本引进了富有及其芽变的甜柿品种以逐渐取代本地品种，富有等栽 培面积迅速扩大，已成为韩国的主栽品种。1 9 7 5 1 9 9 5 的2 0 年间，柿子发展迅速，柿子的 栽培面积，1 9 7 5 年是6 6 7 9 h m 2 ，1 9 9 5 年是2 5 万h m 2 。1 9 9 5 年柿子总产量1 9 4 万吨。1 9 9 5 年，韩国果树栽培面积为1 7 万h m 2 ，总产量为2 3 0 万吨，柿子面积为水果总面积的1 4 4 ， 但产量为水果总产量的8 5 。主栽品种中，8 0 是甜柿，2 0 是涩柿，富有独占甜柿产量 的8 5 。 1 7 世纪初，来中国旅行的欧洲传教士将柿子带回了欧洲，但柿子的生产栽培始于1 9 世纪初，主要在地中海沿岸栽培，近些年直接或间接从日本引进不少品种。意大利现有柿 扬州人学硕七论文 子栽培面积9 0 0 0 h m 2 ，柿果主要向法国和德国出口。法国只有2 h m 2 的柿面积。此外，土耳 其及地中海沿岸各国也均有少量的柿予栽培。 美国北美大陆的原产柿子有d v i r g i n i a n al 涩柿，其显著特征是个体较小。东亚的柿子 导入美国始于1 8 2 8 年。1 8 7 0 年，美国又从日本大批引入了柿嫁接苗，栽在加利佛尼亚及 南部渚州，品种有蜂屋、清州无核、衣纹等。此后，美国又多次从日本引入柿品种苗木， 到本世纪初，又引进了富有及其芽变甜柿品种。同时期，美国认为中国北部栽培的柿子， 比同本柿子抗寒性强，且更适于美国的风土，于是从中国北部引进了磨盘柿。现在美国栽 培的涩柿品种有蜂屋、平核无、鹤子、衣纹、大磨盘、美浓等，甜柿品种主要有富有及其 芽变品种，像禅寺丸、江户一、御所、甘百目、黑熊、妙丹等【1 5 】。 新西兰十几年前从日本引进了许多柿品种，尤其是甜柿品种，像禅寺丸、江户一、御 所、甘百目、黑熊、妙丹等。近几年，柿子作为猕猴桃的互补水果得到了迅速发展。主栽 品种为富有，其次是次郎和平核无，栽培面积有1 0 0 多h m 2 ( 1 9 8 8 年统计) 且在不断逐年扩 大。新西兰大量发展柿子的主要目的之一是向日本出口，利用季节差来占领和填补了日本 柿子的淡季市场。 此外巴西、以色列、智利、澳大利亚、比利时等国近年也竟相发展柿树。在东南亚各 国，尤其是在泰国柿树发展迅速，其栽培面积已经大大超过了日本【1 6 1 。 随着柿子生产的快速发展，世界各国相继开展了对柿子研究工作。1 9 9 5 年7 月在泰国 曼谷召开了首届国际柿子研计会，大会论文集收集了来自世界各地的研究论文4 5 篇，2 0 0 0 年在新西兰和澳大利亚召开了二届国际柿子研讨会。 1 3 柿子加工和综合开发 1 3 1 柿饼、柿脯 柿饼，是我国传统的加工品种，在加工品中所占比重最大，销路最广。加工的工序各 地大同小异，大体有原料处理、干燥、出霜三个过程。人工干制柿饼的周期为5 6 天【1 7 】。根 据张海生等的研究表吲1 8 j ，柿饼在干制过程中分为三个阶段，三个阶段所需的温度和时间 分别为：3 5 - - 4 0 ，2 4 h ；5 5 6 0 。c ，1 2 h ；4 0 一4 5 ，6 h 。柿饼的干燥程度以柿子水分含量 为3 8 - - 4 2 时品质最佳。还可采用自然法干制柿饼。在柿子充分黄熟、肉质坚硬时采收。 用剪刀剪下，留t 字形果柄，以便挂晒。若铺于席箔上晒制，则无需剪t 字柄。用旋皮机或 手工旋皮，果萼处皮尽量去净，并去除萼片，只留萼盘。将去皮的柿子用二股合一的麻绳 缚住成串，挂于用木椽搭成的晒架上暴晒。若遇阴雨，以薄膜或苇席搭盖，雨后取走再晒。 待柿子表面形成1 层干皮时，即行第次捏饼，把干皮内果内组织捏乱成稀糊状，方法是 吴晓伟：固定化酵母生产柿了果酒工艺研究 纵横捏，边捏边转，直至内部变软，柿核歪斜为止。第一次捏饼后再晒5 , - - , 6 天，整串取下， 堆积覆盖凹j 软2 天，然后行第二次捏饼，方法是顶住柿萼，用拇指从中间向外捏，边捏边 转，成中间薄四周高的碟形。然后再晒3 4 天，再堆积回软1 天，重新整形一次，再晒3 4 天，即可上霜。上霜时析出的白色结晶，其主要成分是甘露醇和葡萄糖，有润肺止痰功 效。各地上霜方法不一。一般方法是用陶瓷缸，将缸置于阴凉处，两饼相合，1 层柿皮、l 层柿饼置于缸内，装满后上面盖1 层柿皮，然后封缸，约经3 0 天即可出霜。柿饼出霜的好 坏，一是与含水量有关，二是与环境温度有关。如含水量太大，入缸后水分外渗，表面发 黏，不能出霜；如含水量太小，也不易出霜。而环境温度越低，则出霜越好，因为低温使 可溶性固形物的溶解度下降而结晶析出【1 9 1 。 柿脯，也是我国传统柿子食品，它以鲜柿子为原料，经过选料、清洗、脱涩、旋皮、 脱盐、硫处理、糖煮、烘干、包装等工序加工，从而制成带弹性、呈棕黄色的柿脯。 1 3 2 柿醋 柿汁经微生物发酵可制成柿子醋。柿子醋色泽鲜亮，味道圆润。有研究表明，柿子醋 含有醋酸、有机酸、醇、糖、矿物质、维生素、氨基酸等成分，有很大的营养价值和保健 作用，与粮食醋相比营养更为丰剖2 0 1 。目前柿子醋的生产工艺有：传统发酵工艺、液态发 酵工艺和固态发酵工艺三种。 周文凤发现1 2 1 】：把柿汁液态发酵与柿渣、粮食固态发酵相结合起来的即前液后固的发 酵工艺，一方面可以克服液态发酵工艺风味差的缺点；另一方面也减轻劳动强度，节约能 源消耗，降低了生产成本，适用于中小企业进行规模化生产。 1 3 3 柿汁、柿饮料 柿子中含有丰富的单宁类物质，具有抗氧化、降压、清火等活性功能，对高血压和痔 疮出血有疗效。特别是柿叶内v c 含量很高，可配合其他营养药物，配制成保健饮料；将 软柿洗净( 或剥皮法蒂，搅成糊状与谷壳混匀，用洁净的粗布压榨过滤( 不可用铁器) ，将 滤出液澄清、沉淀后用虹吸管吸出上部的清亮液，再过滤成鲜柿汁。鲜柿汁清亮味甜，金 黄或橙红色，因品种不同而异，含糖量约在2 0 左右。每1 0 0 公斤鲜柿可制汁5 0 6 0 公 斤。 1 3 4 风味食品 鲜柿及其加工品可进一步加工成糕点或做成地方风味小吃，如油炸柿予饼、桂花白糖 柿子饼：日本利用柿的特殊风味，盐渍小菜、或利用柿子挖空后作为食品盛器、也有用柿 6 扬州大学硕士论文 叶包装点心等等【2 2 】。另外，用容易脱涩的无核品种作原料，脱涩成硬柿。削皮后，切成2 毫米以下的薄片，在6 0 - - 8 0 。c 的温度下烘干成柿脆片。不要烘烤过度，以防焦糊。成品甘 甜酥脆，清洁卫生，耐运输，可长久贮存，但要防虫蛀和返潮。 1 3 5 柿子酒 我国传统的柿子果酒的酿造方式主要采用蒸馏法和泡制法，但从营养价值和保健作用 来看，发酵酒更具优势，因此发酵法是柿子果酒今后发展的主要方向。国内有一些研究， 但目前普遍存在的问题是缺乏合适的专用酿酒酵母，发酵速度慢，成酒口感、风味差。目 前采用的液态发酵法，是用s 0 2 灭菌后再进行人工发酵，适宜发酵温度为2 5 , - - 2 7 。c ，稍高于 葡萄酒等其他果酒的发酵适温，其成品酒的单宁含量、澄清度和产酒率等数项指标均优于 其他处理。若采用带皮渣固态发酵法酿制柿子酒，确定发酵最佳工艺条件为糖度2 0 0 9 l 、 p h 值4 o 、发酵温度1 8 。c 、酵母添加量为0 5 9 m 。对于不同发酵工艺的比较还鲜有报道。由 于柿子自身的生物学特性，采用常规方法获得的发酵酒往往带有强烈的涩味，酒液过于浑 浊且产酒率低，故改进柿子发酵酒生产工艺、优化工艺参数已是柿子酒生产中需要迫切解 决的问题，也是柿子产业化发展的需型2 3 1 。 1 3 6 综合开发 柿子的综合开发得到了快速发展，提高了柿子的利用率。柿子中还可以提取柿涩，用 于做涂料、油漆和添加剂2 4 1 。柿子中的单宁被广泛应用于工业、医药及化妆品行。柿各部 位均有一定的药用价值，柿叶中含有丰富的黄酮、多酚类化合物等多种活性成分，可用于 开发成药品原材料或保健食品，如柿叶茶可与传统的红茶、绿茶、花茶等相比，其成分中 不含茶碱和咖啡因，因此不用担心因晚上喝浓茶会引起兴奋而失眠，甚至增加心脏、肾脏 负担，是一种纯天然绿色健康饮品。 柿叶茶的开发，当柿叶生长停止而未老化时采取( 必须未喷敌敌畏等农药的) ，采收 后将柿叶用线穿成串，投入8 5 的热水锅中浸1 5 秒钟，随即移入冷水中降温，冷却后提 出，放通风处风干或用真空干燥法烘干。待充分干燥后粉碎，装入容器内密封，即成为柿 叶茶。为了更好地保存柿叶中的维生素c ，从采回到入锅浸汤，应在3 5 小时内完成，风 干时也不要放在阳光下直晒。柿叶茶的饮用方法与普通茶一样，用滚开水冲泡。泡出来的 茶色黄绿，味道清香中有微甘【2 5 】。 1 4 固定化细胞技术概况 1 4 1 固定化细胞技术概述 吴晓伟：固定化酵母牛产柿了果酒工艺研究 7 一 所谓固定化细胞技术，就是将具有一定生理功能的生物细胞，例如微生物细胞、植物 细胞或动物细胞等，用一定的方法将其固定，作为固体生物催化剂而加以利用的一项技术。 固定化细胞与固定化酶技术一起组成了现代的固定化生物催化剂技术。 早在1 9 世纪初叶，人们就利用微生物细胞在固体表面吸附的倾向而采用滴滤法来生 产醋酸，后来，又有人将类似方法来进行污水处理。现代的固定化细胞技术是在固定化酶 技术的推动下而发展起来的。1 9 6 9 年，日本的千烟- - f i l l 2 6 1 成功地将固定化氨基酰化酶用于 d l 氨基酸的光学拆分。1 9 7 3 年，日本首次在工业上成功地利用固定化微生物细胞连续生 产l 天冬氨酸，接着，固定化细胞技术受到广泛重视，并很快从固定化休止细胞发展到固 定化增殖细胞。至今，在生产菌种方面已很少有未被涉足过的研究领域了【2 7 1 。 固定化细胞的应用范围极广，目前己遍及工业、医学、制药、化学分析、环境保护、 能源开发等多种领域。在工业方面，如利用产葡萄糖异构酶的固定化细胞生产果葡糖浆； 将糖化酶与含a 淀粉酶的细菌、霉菌或酵母细胞一起共固定，可以直接将淀粉转化成葡萄 糖；利用海藻酸钙或卡拉胶包埋酵母菌，通过批式或连续发酵方式生产啤酒；利用固定化 酵母细胞生产酒精或葡萄酒；此外，还可利用固定化细胞大量生产氨基酸、有机酸、抗生 素、生化药物和甾体激素等发酵产品。在医学方面，如将固定化的胰岛细胞制成微囊，能 治疗糖尿病；用固定化细胞制成的生物传感器可用于医疗诊断。在化学分析方面，可制成 各种固定化细胞传感器，除上述医疗诊断外，还可测定醋酸、乙醇、谷氨酸、氨b o d 等。 此外，固定化细胞在环境保护、产能和生化研究等领域都有着重要的应用。 1 4 2 固定化细胞的优缺点 1 4 2 1 固定化细胞的优点 与游离细胞发酵相比，固定化细胞发酵具有以下优点：固定化细胞可以将微生物发酵 改为连续酶反应；可以获得更高的细胞浓度；细胞可以重复使用；在高稀释率时，不会产 生洗脱现象；单位容积的产率高；提高遗传稳定性；细胞不会受到剪切效应的影响；发酵 液中菌体含量少，有利于产品的分离纯化。 与固定化酶相比，固定化细胞具有以下优点：免去了破碎细胞提取酶的手续；酶在细 胞内的稳定性较高，完整细胞固定化后酶活性损失少；固定化细胞制备的成本比固定化酶 低；无需辅酶再生。 1 4 2 2 固定化细胞的缺点 虽然固定化细胞具有上述许多优点，但也有不足之处，具体表现在：仅能利用胞内酶： 扬州大学硕上论文 细胞膜、细胞壁和载体都存在着扩散限制作用；载体形成的孔隙大小影响高分子底物的通 透性；可能有副反应。 1 4 3 固定化细胞的分类 按固定的细胞类型不同分为三类：微生物；动物；植物。 按细胞的生理状态不同分为两大类：死细胞：包括完整细胞、细胞碎片、细胞器。适 用于一种酶催化的反应；活细胞：包括增殖细胞、静止细胞、饥饿细胞。适用于多酶反应， 特别是需要辅酶的反应。 1 4 4 细胞固定化的方法 固定化细胞的制备方法主要有吸附法( 载体结合法) 、包埋法、包络法、共价法、交联 法( 架桥法) 和无载体固定法6 种。 1 4 4 1 吸附法 所谓吸附法就是依据带电荷的细胞和载体之间的静电、表面张力和粘附力的作用，使细 胞固定在载体表面和内部形成生物膜。这是一种廉价有效和比较常用的方法，其可分为物 理吸附法和离子吸附法两种。物理吸附法是使用具有高吸附能力的物质，如硅胶、活性炭、 多孔玻璃、碎石、硅藻土、多孔砖、陶瓷片、木屑等吸附剂，将微生物吸附在表面使其固 定化；离子吸附法是利用微生物在解离状态下离子键合作用而固定于带有相反电荷的离子 交换剂上，常见的离子交换剂有d e a e 纤维素、c m 纤维素等【2 8 1 。 1 4 4 2 包埋法 包埋法是将微生物包裹于凝胶格子或聚合物半透膜微胶囊中的方法。包埋材料通常采用 聚乙烯醇( p v a ) 、丙烯酰胺( a c a m ) 、聚乙烯7 , - - 醇( p e g ) 、琼脂、海藻酸钙、卡拉胶等， 其中天然高分子凝胶对微生物细胞无毒，传质阻力小，但结合强度小；有机合成高分子凝 胶强度高，影响微生物生物活性，同时传质阻力大。由于包埋法所需条件温和、回收率较 高，具有一定的普适性，选择适当的包埋材料使其不会破坏微生物的活性这项技术的关键， 但该方法空间位阻大，故不适于固定对大分子有机物作用的微生物。共固定化技术是在混 合发酵技术和固定化技术基础上发展起来的- - l - j 新技术，就是将几种细胞同时包埋于同一 载体中形成共固定化细胞系统。这种系统稳定，可将不同的几种微生物协同作用。混合细 胞的固定化技术综合了混合发酵和固定化技术的优点，与遗传工程构建的细胞相比更有希 望在短时间内应用于生产2 9 l 。 1 4 4 3 包络法 吴晓伟：固定化酵母生产柿子果酒工艺研究 9 2 0 世纪9 0 年代初期，为克服吸附法和包埋法固定微生物的缺点，又提出用包络法固定 微生物的新技术。包络法以人工合成生物相容性好的聚丙烯酸酯共聚物基体型多孔颗粒为 载体。郑邦乾等研究表明，微生物既可在该多孔载体外表面生成机械强度高的生物膜，又 可在载体内孔中聚集大量的微生物，增大了微生物的聚集密度，而且提高了生物粒子承受 水力负荷的能力【3 0 】。 1 4 4 4 共价法 共价结合法是细胞表面上官能团和固相支持物表面的反应基团形成化学共价键连接，从 而固定微生物。该方法固定化微生物稳定性好，不易脱落，但限制了其活性，同时反应激 烈，操作与控制复杂苛刻。常用于共价法的功能基团有氨基、羟基、巯基、酰基等【3 1 1 。 1 4 4 5 交联法 交联法是利用双功能基团试剂或多功能基团试剂使微生物发生分子间交联而得到固定 的一种方法。该方法生物反应活性损失大，且采用的交联剂大都比较昂贵，因此应用受到 一定的限制。常用交联剂有戊二醛、双重氮联苯胺【3 2 】。 1 4 4 6 无载体固定法 细胞自絮凝形成颗粒的一种固定化细胞的方法。这种方法操作简单，微生物细胞的生理 和生态环境不受外来物质的干扰，颗粒整体活性好，但内部结构疏松，结合不牢吲3 3 1 。 1 4 5 细胞固定化载体 目前常用的载体可分为无机载体、有机高分子载体和复合载体三大类型。常见无机载 体有硅藻土、多孔玻璃、石英砂、活性炭等；有机载体有琼脂、角叉菜胶、海藻酸钙和一 些有机合成高分子凝胶( 如聚乙烯醇凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、光硬化树脂) 等；复合载体 是由无机载体和有机载体材料结合而成，使两类材料的性能互补3 4 1 。 1 4 6 细胞固定化在食品工业中的应用 1 4 6 1 用于调味品的生产 固定化细胞在调味品生产领域中应用广泛，如酱油发酵、酿醋、谷氨酸发酵、辣椒素、 可乐饮料添加剂咖啡因和食用色素等。 酱油生产采用固定化细胞技术生产周期缩短，酱油风味改善。固定化细胞酿醋是利用 固定化醋酸菌进行醋酸发酵，具有固定化菌体活力不减弱，能够在高稀释条件下连续发酵 的优点。 1 0 扬州大学硕，l j 论文 1 4 6 2 用于果葡糖浆的生产 利用微生物的a 淀粉酶和葡萄糖淀粉酶将淀粉水解为葡萄糖，再用葡萄糖异构酶将葡萄 糖转变为较蔗糖更甜的果糖。经提纯、浓缩，可制得替代蔗糖的新糖源，即含葡萄糖、果 糖的果葡糖浆。1 9 6 6 年日本在工业规模上利用微生物菌体生产果葡糖浆，首次获得成功， 并投入生产。1 9 6 9 年又采用菌体热固法的固定化细胞，实现了生产的连续化【3 4 】。 1 4 6 3 用于氨基酸的生产 l 天冬氨酸是最早用固定化细胞在工业上大规模生产的氨基酸1 3 5 】。c h i h a t a 等人用固定 化聚丙烯酰胺固定含天冬氨酸酶的大肠杆菌，生产l 天冬氨酸，使生产成本降低4 0 【3 5 1 。 日本田边制药厂用l 江角叉菜糖凝胶包埋菌体，并用戊二醛、已二胺进行硬化处理，由此 制得的固定化菌体半衰期达6 3 0 d ，其生产能力比聚丙烯酰胺凝胶包埋的菌体提高1 4 倍，从 1 9 7 8 年投入工业化生产【3 6 1 。上海市工业微生物研究所应用固定化细胞生产的l 天冬氨酸的 产品并已出口1 3 7 】。 1 5 柿子果酒研究进展 1 5 1 柿子果酒工艺的研究 目前，柿子果酒的研究还不算多，市场上品质上乘的柿子酒还未见到。但很多研究人 员开始对这一课题感兴趣。莫海珍等【3 8 】提出了柿子果酒酿制的工艺流程，王同阳【3 9 】提出配 制型柿子酒的加工工艺、泡制型柿子酒的生产工艺和营养型柿子酒生产技术。高晗等以柿 子汁为原料，分别经乳酸菌属中的保加利亚乳酸杆菌，嗜酸乳杆菌，嗜热链球菌单个或两 个混合发酵而制成柿子汁乳酸菌发酵饮料。通过对接种量，产酸量，发酵时间，发酵温度 和风味等方面进行试验，从而确定了最佳的优良菌种及其在柿子汁中最佳的发酵条件。崔 铁忠【4 0 1 等对柿子果酒酵母菌的筛选进行了研究。 1 5 2 柿子果酒营养的研究 陈振林等对柿子发酵果酒的酿造和营养成分进行了分析，提出柿子果酒中含有大量 的氨基酸、维生素和矿物质元素。李刚等【4 2 1 研究了柿子果酒一些主要的非生物稳定性和微 生物稳定性。提出蝣离s 0 2 和酸的含量与柿子果酒的非生物稳定性密切相关；柿子果酒存 在蛋白质变质和色素不稳定的现象；因含酸量较低，柿子果酒需要采取措施遏止苹果酸 乳酸发酵。陈义伦等采用c 0 2 脱涩法对柿子进行脱涩，研究了温度和c 0 2 浓度对柿果的 涩度、硬度、可溶性固形物含量的影响。提出鲜涩柿在温度为2 5 。c 和6 0 c 0 2 时，2 4 h 就可 以完全脱去涩味。 吴晓伟：同定化酵母生产柿了果洒t 岂研究 1 5 3 新技术、新工艺的应用极大地支持了柿子果酒的开发研究 在柿子果酒，i ：发研究中，众多新技术得到了应用，如利用超声波、红外线促进果酒陈 化；应用酶对果酒进行澄清；通过低温发酵技术避免维生素降低；利用“阳离子交换法”和 琼脂等新澄清法改善澄清效果；利用分光光度法、原子吸收法、气相色谱法等微量测定技 术及相应仪器设备检测果酒的理化指标等。有了这些新技术的支持，使得柿子果酒的开发 研究和生产工艺达到了更高的技术水平，相应地缩短了研发时间、提高了效率、降低了成 本、改善了工艺、提高了产品质量，使更多的柿子果酒得以开发并投入市场1 4 4 】。 马齐等【4 5 1 对我国柿资源的品种及分布、药用价值、研究方向及加工工艺加以综述， 分析了现存的一些问题，提出我国目前对柿子的加工研究只停留在传统的层次，还未深入 下去。 1 6 选题意义与研究内容 针对我国是柿子产量大，价廉易得，消费少，深度丌发利用少，经济附加值低的现状， 根据柿子营养价值丰富，保健功能强的特点，结合人们日益增长的物质文化需要，利用新 型食品发酵技术，开发低酒度，保健价值高，饮用礼仪兼顾的新品果酒，对丰富果酒品种， 拓宽柿子原料转化渠道，增加果农柿子种植的经济收入，都有着实在的经济社会意义。 本论文主要研究内容主要包括以下几个方面的工作： 1 ) 适合柿子果酒酿造的菌种选择； 2 ) 柿子果酒酵母固定化工艺研究； 3 ) 固定化酵母发酵果酒的最佳工艺研究； 4 ) 柿子果酒陈酿及成品的品质分析； 5 ) 柿子果酒的产品质量标准体系的建设研究。 1 2 扬州人学硕f j 论文 2 柿子果酒的工艺研究 柿子果酒的研究和其他果酒相比还比较少。但很多研究人员对这一课题开始感兴趣。 提出了一些柿子果酒酿制的工艺流程h 6 1 ，对柿子发酵果酒的酿造和营养成分进行了一定的 分析【4 7 1 ，但技术含量还不高，生产周期比较长、成本高、成品果酒风味差等【4 8 1 ，这些现象 制约了柿子果酒的工业化生产。本课题在查阅大量国内外文献资料的基础上，结合地方实 际情况，探讨柿子果酒的先进生产工艺。 2 1 材料与方法 2 1 1 菌种和培养基 2 1 1 1 菌种 s p 0 0 ：果酒酵母；s n s 0 1 ：由南通某柿子果园中分离得到；s n s 0 7 ：由扬州某柿子果 园中分离得到；s n s l l ：由镇江某柿子果园中分离得到；s n s 2 0 ：由苏州某柿子果园中分 离得到。以上5 菌种均由苏州农业职业技术学院食品系实验室保存。 2 1 1 2 培养基 酵母菌斜面培养基：1 2 0 b r x 麦芽汁1 0 0 0 m l ，琼脂2 0 9 酵母菌液体培养基：1 2 0 b r x 麦芽汁1 0 0 0 m l 固定化酵母增殖培养基( v v ) ：6 6 7 麦芽汁+ 3 3 3 柿汁 发酵培养基：柿汁 2 1 1 3 试剂 果胶酶、石灰水、氢氧化钠、酚酞、海藻酸钠、聚乙烯醇( p v a ) 、c a c l 2 、z n s 0 4 、a 1 2 ( s 0 4 ) 3 、h 2 s 0 3 、明胶、葡萄糖、柠檬酸、柠檬酸钠、h 3 8 0 4 等均为分析纯。 2 1 2 仪器和设备 超净工作台z h j h 。c 1 11 2 b上海智城分析仪器公司 1 0 l 全自动发酵罐g u j s 1 0 c镇江东方生物工程公司 离心机tdl5上海安亭公司 恒温培养箱d n p 9 0 5 2 上海精宏实验设备有限公司 电子天平 j a 5 0 0 3杭州英达能源科技有限公司 全自动高压蒸汽灭菌锅y x 4 0 0 ai 型 上海三申 生物显微镜x s 18江南( 光电) 集团 酸度计tesl3 0 8台湾泰仕 吴晓伟：同定化酵母生产柿了果洒下艺研究 恒温水浴锅h h 8金坛市宏华仪器厂 全温振荡培养箱h z q f 1 6 0哈尔滨市东联电子 紫外光栅分光光度计 7 5 2 上海精密仪器有限公司 原子吸收分光光度计w f x l f 2 型北京第二光学仪器厂 打浆机hrl727飞利浦( 中国) 公司 搅拌机s e m上海穗兴机电发展有限公司 2 1 3 检验指标 2 1 3 1 乙醇( v v ) ：蒸馏法测定 参照中华人民共和国轻工业部部颁标准q b 9 2 1 8 4 葡萄酒及其实验方法 4 9 1 。产酒率( ， v v ) 指柿子汁试验样每1 0 0 m l 对应的产生酒精体积量( v ) 。 2 1 3 2 总酸( m v