何翠蟬,楊 柳,周家華 ,常 虹,劉鵬飛,張宇昊,蘭彥平
(1.重慶市西南大學食品科學學院,重慶400715;2.北京市農林科學院農業綜合發展研究所,北京100097)
果膠酶提高油桃出汁率的工藝研究
何翠蟬1,2,楊 柳1,周家華2,*,常 虹2,劉鵬飛1,張宇昊1,蘭彥平2
(1.重慶市西南大學食品科學學院,重慶400715;2.北京市農林科學院農業綜合發展研究所,北京100097)
研究了用果膠酶提高油桃出汁率的工藝。通過單因素實驗和正交實驗分析了果膠酶用量、酶解溫度和酶解時間對油桃出汁率的影響,得到最佳工藝參數為果膠酶用量0.11mL/kg,酶解溫度40℃,酶解時間120min,其出汁率約為78.95%,與未加果膠酶處理的空白實驗相比,出汁率提高了12.04%。
果膠酶,油桃,出汁率
油桃又名李光桃,屬于薔薇科落葉小喬木,是普通桃的單基因隱性突變體,其果實光滑無毛、色澤艷麗、汁多味美、香甜可口、營養豐富,具有桃、李、杏等果實的綜合風味,為果中珍品,倍受消費者歡迎[1-3]。由于油桃的耐貯運性和貨架壽命優于普通桃,因此具有較廣闊的市場前景,已成為世界桃品種改良和生產發展的主要方向。油桃中含有的果膠分子是由不同酯化度的半乳糖醛酸通過α-1,4糖苷鍵連接而成的多糖鏈,在桃汁加工中大量果膠的存在會影響油桃的出汁率[4-5]。果膠酶是指能夠分解果膠物質的多種酶的總稱,用果膠分解酶處理果漿可以有效地破壞果膠分子,軟化果肉組織,降低粘度,改善壓榨性能,提高果蔬的出汁率[6-8]。因此,本實驗通過對果膠酶提高油桃出汁率的工藝條件進行優化,目的在于提高油桃的出汁率,為油桃果汁飲料及油桃果酒、果醋的生產提供理論依據。
1.1 材料與儀器
油桃(金美夏) 由北京農林科學院農業綜合發展研究所順義基地提供;果膠甲酯酶 酶活力5PEU/mL,諾維信(中國)生物技術有限公司。
高速組織搗碎機 伊萊克斯電器(杭州)有限公司;真空抽濾機 鄭州長城科工貿有限公司;電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實業有限公司醫療設備廠;電子天平 蘇州常熟市衡器廠。
1.2 實驗方法
1.2.1 工藝流程 油桃→挑選→清洗→去核、切塊→打漿→酶解→過濾→油桃汁
1.2.2 操作要點 a.挑選:選取無害、無腐爛、無機械損傷的油桃。b.清洗:先將油桃放入濃度為0.1%的檸檬酸溶液里浸泡10min,再用水沖洗,以除去油桃表面的污物。c.打漿:油桃經過去核、切塊后,加入10%濃度為0.1%的VC溶液,防止油桃發生褐變,然后用高速組織搗碎機打漿,制得油桃漿。d.酶解:油桃漿混合均勻后,稱取100g油桃漿于三角瓶中,加入一定量的果膠酶,攪拌均勻,放入一定溫度的水浴鍋中保溫。e.過濾:油桃漿保溫結束后,將桃漿及時從水浴鍋中移出,用真空抽濾機進行過濾取汁。f.出汁率計算
出汁率(%)=過濾后所得油桃汁的質量/酶解前油桃漿的質量×100%。
2.1 酶用量對油桃出汁率的影響
取100g的油桃漿,按桃漿重分別添加0.02、0.08、0.14、0.20 mL/kg的果膠酶,在50℃的恒溫水浴鍋中保溫60min。酶解后用真空抽濾機過濾,稱量桃汁的質量,計算不同加酶量條件下的出汁率。同時做不加果膠酶處理的對照樣品,實驗結果見圖1。

圖1 果膠酶用量對油桃出汁率的影響
油桃中含有大量的果膠,黏度較大,果膠酶可以有效地破解桃漿中的果膠分子、纖維素和半纖維素等,達到軟化果肉組織,降低黏度的目的,從而最大限度地提高出汁率[9-10]。從圖1中可知,當果膠酶的添加量為0.14mL/kg時出汁率是74.53%,而酶用量為0.20mL/kg時,其出汁率反而有所下降為73.43%。因此,酶的添加量要適量,不宜過大,否則會增加生產成本,降低油桃的出汁率。果膠酶較適宜的用量為0.14mL/kg。
2.2 酶解溫度對油桃出汁率的影響
取100g的桃漿,按桃漿重添加0.08mL/kg的果膠酶,在 30、40、50、60℃四個溫度下保溫 60min。酶解后用真空抽濾機過濾,稱量桃汁的質量,計算不同酶解溫度下的出汁率。實驗結果見圖2。

圖2 酶解溫度對油桃出汁率的影響
溫度是影響酶促反應速度的主要因素之一,各種酶都有其達到最佳酶解效果所需要的最適溫度。在最適溫度下,酶的反應活性最高[11-12]。由圖 2 可見,在溫度低于40℃時,出汁率隨酶解溫度的提高而增加,在40℃時出汁率達到最大,為75.41%。當溫度高于40℃時,其出汁率有所下降,這是由于溫度升高,果膠酶被部分鈍化導致其活性降低。因此,果膠酶較適宜的反應溫度為40℃。
2.3 酶解時間對油桃出汁率的影響
取100g的桃漿,按桃漿重添加0.08mL/kg的果膠酶,在50℃的恒溫水浴鍋中分別保溫 60、90、120、150、180min。酶解后用真空抽濾機過濾,稱量桃汁的質量,計算不同酶解時間的出汁率。實驗結果見圖3。
酶解時間也是影響油桃出汁率的因素之一,一般情況下,出汁率隨果膠酶處理時間的增加而增加。從圖3中可以看出,隨著果膠酶作用時間的延長,油桃的出汁率呈現增加的趨勢。當酶解時間為120min時,油桃的出汁率為75.27%,比60min的72.18%提高了3.09%。但酶解時間超過120min后,出汁率的增長比較緩慢,并無明顯的改變。因此,果膠酶較適宜的酶解時間為120min。

圖3 酶解時間對油桃出汁率的影響
2.4 正交實驗
為了確定果膠酶酶解油桃的最佳工藝參數,在單因素實驗的基礎上,以果膠酶用量(A)、酶解時間(B)、酶解溫度(C)三個因素,每個因素選取三個水平,進行L9(33)正交實驗。

表1 果膠酶酶解油桃因素水平表

表2 果膠酶酶解油桃的正交實驗結果表

表3 果膠酶酶解油桃方差分析表
正交實驗的結果表明:2號實驗的出汁率是最高的,為78.95%,果膠酶提高油桃出汁率的最佳工藝組合為A1B2C2,即果膠酶的用量為0.11mL/kg,酶解時間為120min,酶解溫度為40℃。同時通過比較各指標的極差R值,可得各因素的主次關系為:A>C>B。由表3可知,A果膠酶用量對油桃出汁率的影響最大而且最顯著,其次為C酶解溫度,最后為B酶解時間。
研究結果表明,用酶活力為5PEU/mL 的果膠甲酯酶對油桃果漿進行處理,通過單因素實驗和正交實驗確定果膠酶提高油桃出汁率的最佳工藝條件為:果膠酶用量0.11mL /kg,酶解時間120min,酶解溫度40℃。此時油桃出汁率最高為78.95%,與未經果膠酶處理的油桃相比,其出汁率提高了12.04%。
[1]王志強,宗學普,劉淑娥.我國油桃生產發展現狀及其對策[J].柑桔與亞熱帶果樹信息,2001,17(3):3-5.
[2]高慈,饒景萍.油桃的采后生理及貯藏保鮮技術[J].陜西農業科學,2003(4):50-58.
[3]鄭海燕,殷云龍,於朝廣.油桃系列產品的加工技術[J].江蘇食品與發酵,2001(4):35-37.
[4] Perez S,Rodríguez- Carvajal MA,Doco T.A complex plantcell wall polysaccharide: rhamnogalacturonan II. A structure in quest of a function[J].Biochimie,2003,85:109-121.
[5]孫巍,劉學銘.酶在果汁加工中的應用研究進展[J].食品研究與開發,2008(1):148-151.
[6]薛長湖,張永勤,李兆杰.果膠及果膠酶研究進展[J].食品與生物技術學報,2005,24(6):94-98.
[7]Chadha R,Kumbhar BK,Sarkar BC.Enzymatic hydrolysis of carrot for increased juice recovery [J].Joural of Food Science and Technology Mysore,2003,40(1):35-39.
[8]許英一,徐雅琴.果膠酶在果蔬汁生產中的應用[J].飲料工業,2005(4):15-17,21.
[9]付莉,顧英,王麗穎.果膠酶提高番茄出汁率的工藝研究[J].中國釀造,2009(6):126-128.
[10] Yeh An - I,Huang Yi - ching,Chen Shih - hsin. Effect of particle size on the rate of enzymatic hydrolysis of cellulose [J].Carbohydrate Polymers,2010,79(1):192-199.
[11]羅紀盛,張麗萍,楊建雄,等.生物化學簡明教程( 第三版)[M].高等教育出版社,1999.
[12]楊輝,陳永康,張智鋒,等.果膠酶提高蘋果出汁率工藝條件的優化[J].食品科技,2006,31(5):76-78.
Research of the nectarine juice yield by means of pectinase
HE Cui-chan1,2,YANG Liu1,ZHOU Jia-hua2,*,CHANG Hong2,LIU Peng-fei1,ZHANG Yu-hao1,LAN Yan-ping2
(1.College of Food Science,Southwest University,Chongqing 400715,China;2.Institute of Agricultural Integrated Development,Beijing Academy of Agricultural and Forestry Science,Beijing 100097,China)
The processing of nectarine juice with pectinase was studied.Through single factor experiment and orthogonal experiment analyzed for pectinase dosage,enzymatic hydrolysis temperature and time on the effect of the nectarine juice yield together,the optimum process parameters were the pectinase dosage 0.11mL/kg,enzymatic hydrolysis temperature 40℃ and reaction time 120min,the juice yield of nectarine was 78.95%,which was increased by 12.04%compared with the blank test.
pectinase;nectarine;juice yield
TS255.1
B
1002-0306(2011)09-0298-03
2010-09-28 *通訊聯系人
何翠嬋(1987-),女,本科在讀,主要從事果品加工的研究。
北京市科技計劃項目(D101105046210001)。