果漿酶和果膠酶對獼猴桃出汁率的影響

何 佳，張宏森，張海寧，羅 丹，鄭春陽，翟改萍，張碩果

(河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南 洛陽 471003)

果漿酶和果膠酶對獼猴桃出汁率的影響

何 佳，張宏森，張海寧，羅 丹，鄭春陽，翟改萍，張碩果

(河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南 洛陽 471003)

為制取獼猴桃汁，通過單因素和正交試驗，以出汁率、VC保存率和果汁色澤香氣變化為指標，用果漿酶和果膠酶對獼猴桃進行酶解處理，探索更適合的獼猴桃制汁工藝條件。結(jié)果表明：兩種酶都能大幅提高獼猴桃的出汁率，果膠酶酶解條件較劇烈，雖出汁率較高，但對VC含量和果汁色澤香氣影響較大；果漿酶酶解條件較溫和，總體指標較好，最佳酶解條件為酶解溫度30℃、果漿酶加酶量10000U/kg、酶解時間2h、出汁率0.853mL/g，VC保存率67%。果漿酶更適合獼猴桃果汁的制取。

獼猴桃；出汁；酶解；果漿酶和果膠酶

獼猴桃，被譽為“果中之王”，在世界上消費量最大的前26種水果中，營養(yǎng)最為豐富全面，且營養(yǎng)素總量含量最高，尤其是VC含量是一般水果的十幾倍甚至幾十倍[1-2]。獼猴桃屬漿果，易腐爛變質(zhì)，不易長期貯藏，因此，將獼猴桃榨汁，以果汁做為獼猴桃產(chǎn)品的再加工原料，是解決獼猴桃保存問題的有效途徑[3]。果膠酶在提高果汁出汁率方面已得到廣泛的應(yīng)用[4-9]。果漿酶是一種新型復(fù)合酶，已有在蘋果和黑莓榨汁的研究報道，它不僅能提高出汁率，并且對果汁色澤影響較小[10-11]。

目前，有關(guān)果漿酶在獼猴桃榨汁中的研究，以及果漿酶和果膠酶在獼猴桃榨汁中的效果比較研究尚未見報道。本研究以出汁率、VC保存率和果汁色澤香氣為指標，對果膠酶和果漿酶對獼猴桃榨汁效果進行比較，為獼猴桃果酒釀造研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

“中華”獼猴桃 市購。果膠酶(20000U/g)、果漿酶(20000U/mL) 丹麥諾維信公司。

1.2 方法

1.2.1 獼猴桃榨汁工藝流程

獼猴桃→篩選→清洗→去皮→破碎→酶解處理→榨汁→離心→測定

1.2.2 單因素試驗

以出汁率和VC含量為指標，分別對酶解溫度(20、30、40、50、60℃)、酶解時間(1、2、3、4、5、6h)、加酶量(果漿酶4000、8000、12000、16000、20000U/kg；果膠酶4000、8000、12000、16000、20000U/ kg)進行單因素試驗，設(shè)空白對照，進行3次平行實驗。

1.2.3 果膠酶和果漿酶酶解工藝的確定

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，每個因素選擇3個水平，果漿酶酶解條件正交試驗因素水平表見表1，測定其出汁率和VC含量，進行3次平行實驗。果膠酶酶解條件正交試驗因素水平見表2，測定其出汁率和VC含量，進行3次平行實驗。

表1 果漿酶酶解正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels in the orthogonal array design for optimizing pectinex hydrolysis conditions

表2 果膠酶酶解正交試驗因素水平表Table 2 Factors and levels in the orthogonal array design for optimizing pectinase hydrolysis conditions

1.2.4 測定方法

出汁率[12]：稱取果實m(g)，組織搗碎機破碎，加酶處理后，使用四層紗布過濾，過濾后3000r/min離心10min，得到果汁V(mL)，出汁率/(mL/g)=V/m。

VC含量測定[13]：按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 果漿酶和果膠酶在不同酶解溫度對出汁率及VC含量的影響

圖1 果漿酶(A)和果膠酶(B)不同處理溫度對獼猴桃出汁和VC含量的影響Fig.1 Effect of hydrolysis temperature on juice yield and content

從圖1可以看出，果膠酶和果漿酶都可以明顯提高獼猴桃的出汁率，但隨著溫度的升高，果汁中VC含量逐漸降低。果漿酶的作用溫度相對較低，溫度范圍為20～40℃，其中30℃為最佳出汁溫度，出汁率為0.814mL/g；果膠酶作用溫度相對較高，溫度范圍為30～50℃，其中40℃為最佳出汁溫度，出汁率為0.892mL/g。酶解溫度對VC含量影響較大，VC含量20℃時為67%，30℃時為62.93%，當溫度達到40℃以上時，VC含量迅速減少，60℃時VC保存率僅為36.36%，這是因為VC是還原性物質(zhì)，高溫條件下更已被氧化，熱敏性差，因此，酶作用溫度應(yīng)在40℃之內(nèi)，以更好地保護VC，以及果汁的香氣和色澤，減少獼猴桃營養(yǎng)損失。確定25、30、35℃作為果漿酶正交設(shè)計的3個酶解溫度水平，選擇35、40、45℃作為果膠酶正交設(shè)計的3個酶解溫度水平。

2.2 果漿酶和果膠酶不同酶解時間對出汁率和VC含量的影響

圖2 果漿酶(A)和果膠酶(B)不同處理時間對獼猴桃出汁和VC含量的影響Fig.2 Effect of hydrolysis time on juice yield and content

從圖2A可以看出，在2h內(nèi)，果漿酶使出汁率顯著增加，2h時出汁率達0.808mL/g，2h后出汁率增加不明顯，基本處于平穩(wěn)狀態(tài)；VC含量隨著酶解時間延長而減少，2h時VC保存率為65.93%，但2h后減少不多，色澤香氣保存較好。因此，確定正交試驗中選取1.5、2、2.5h三個酶解時間水平。

從圖2B可以看出，在4h內(nèi)，果膠酶使出汁率顯著增加，4h時出汁率達0.892mL/g，4h后出汁率增加不明顯；VC含量隨著酶解時間延長而減少，4h時VC保存率僅為58.44%，同時，果汁的香氣變淡，色澤加深，因此，在正交試驗中選取3.5、4、4.5h作為3個酶解時間水平。

圖3 果漿酶(A)和果膠酶(B)加酶量對獼猴桃出汁和VC含量的影響Fig.3 Effect of enzyme dose on juice yield and content

2.3 果漿酶和果膠酶不同加酶量對出汁率和VC含量的影響從圖3可以看出，在一定范圍內(nèi)隨著酶量的增加，出汁率也隨之提高，果漿酶添加量為8000U/kg時，出汁率最高，達到0.84mL/g，加酶量大于12000U/kg后，出汁率沒有明顯增加；果膠酶添加量為16000U/kg時，出汁率最高，達到0.892mL/g，加酶量繼續(xù)增加，出汁率不再增加。在酶解有效時間內(nèi)，VC含量和果汁香氣、色澤隨酶量的增加沒有顯著變化，因此，確定果漿酶選用6000、8000、10000U/kg作為正交試驗的3個加酶量水平，果膠酶選用14000、16000、18000U/kg作為正交試驗的3個加酶量水平。

2.4 果漿酶和果膠酶對獼猴桃出汁的最佳工藝確定

2.4.1 果漿酶方差分析正交試驗

表3 果漿酶酶解正交試驗設(shè)計及結(jié)果Table 3 Orthogonal array design and results for optimizing pectinex hydrolysis conditions

表4 果漿酶酶解正交試驗方差分析表Table 4 Analysis of variance for juice yield with various pectinex hydrolysis conditions

根據(jù)表3極差結(jié)果可知，果漿酶酶解工藝中影響出汁的主次因素依次為C＞A＞B，即酶解時間＞酶解溫度＞加酶量；酶解工藝最佳組合為A2B3C2，即酶解溫度30℃、加酶量0.5mL/kg、酶解時間2h，經(jīng)方差分析3個因素影響均不顯著。由表7驗證實驗結(jié)果可知，在此條件下出汁率達到0.853mL/g，VC含量657.62mg/L，VC保存率達到67%，果汁清香翠綠，有濃郁的獼猴桃香氣。

2.4.2 果膠酶正交試驗結(jié)果及方差分析

根據(jù)表5極差結(jié)果可知，果膠酶酶解工藝中影響出汁的主次因素依次為A＞C＞B，即酶解溫度＞酶解時間＞加酶量；酶解最佳工藝組合為A2B2C3，即酶解溫度40℃、加酶量16000U/kg、酶解時間4.5h。從表6方差分析可以看出，酶解溫度對果膠酶酶解出汁影響顯著，而酶解時間和加酶量對果膠酶酶解出汁工藝影響不顯著。在此條件下出汁率0.934mL/g、VC含量573.56mg/、VC保存率58%，果汁黃綠色，有褐變的趨勢，有獼猴桃的香氣。

表5 果膠酶酶解正交試驗設(shè)計及結(jié)果Table 5 Orthogonal array design and results for optimizing pectinase hydrolysis conditions

表6 果膠酶酶解正交試驗方差分析表Table 6 Analysis of variance for juice yield with various pectinase hydrolysis conditions

2.4.3 獼猴桃出汁最佳工藝

表7 驗證實驗結(jié)果Table 7 Verifying test results

從表7可以看出，優(yōu)化后的工藝使果漿酶出汁率達0.853mL/g，果膠酶出汁率為0.934mL/g，然而，果膠酶處理方式較為劇烈，為40℃處理4h，VC保存率僅為58%，果漿酶工藝較為溫和，為30℃處理2h，VC保存率高達67%。同時，從表7還可以看到，較為劇烈的果膠酶處理條件，使果汁的色澤和香氣也受到較大影響，對于后續(xù)應(yīng)用于獼猴桃果酒等產(chǎn)品的生產(chǎn)中有較大影響，VC不僅是重要的營養(yǎng)素，還是還原劑，它的過多損失必然會對果酒的顏色造成較大影響。同時，盡管本研究在獼猴桃眾多營養(yǎng)素中僅測定了VC含量，但VC保存率的高低，可以間接反映其他營養(yǎng)素保存率情況，獼猴桃的特點就是營養(yǎng)素總量極高，因此，在制取果汁中，VC和營養(yǎng)素的保存率，要比出汁率更為重要。比較兩種酶的處理結(jié)果，權(quán)衡利弊，認為果漿酶更適合獼猴桃果汁的制取。

3 結(jié) 論

果漿酶酶解工藝條件溫和，VC保存率較高、對果汁色澤和香氣影響較小，更適合獼猴桃果汁的制取，最佳酶解條件為酶解溫度30℃、果漿酶加酶量10000U/ kg、酶解時間2h，出汁率0.853mL/g，VC保存率67%。

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[13] GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法[S].

Effect of Enzymatic Treatment with Pectinex or Pectinase on Juice Yield of Kiwi Fruit

HE Jia，ZHANG Hong-sen，ZHANG Hai-ning，LUO Dan，ZHENG Chun-yang，ZHAI Gai-ping，ZHANG Shuo-guo
(College of Food and Bioengineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China)

Pectinase and pectinex were used separately to produce kiwifruit juice from kiwi fruit pulp in the current study. To find a better enzymatic pretreatment for the production of kiwifruit juice, one-factor-at-a-time and orthogonal array design methods were used to optimize hydrolysis conditions based on juicr yield, VC preservation rate, changes of juice color and aroma. The results showed that both enzymes could improve the yield of kiwi fruit juice substantially. However, pectinase required more intense hydrolysis conditions and had greater effect on vitamin C content and juice color and aroma compared to pectinex. Mild conditions were required for pectinex treatment, which resulted in better overall quality index of kiwifruit juice. The optimal conditions for pectinex hydrolysis were 2 h of hydrolysis at an enzyme dose of 10000 U/kg and 30 ℃. Under these conditions, the juice yield and vitamin C preservation rate were 0.853 mL/g and 67%, respectively. This study demonstrated that pectinex is more suitable for the production of kiwifruit juice.

kiwifruit；juice yield；enzymolysis；pectinex；pectinase

Q814.9

A

1002-6630(2012)08-0076-04

2010-12-11

河南省教育廳自然科學(xué)研究計劃項目(2010A550003)

何佳(1965—)，男，教授，博士，研究方向為發(fā)酵工程。E-mail：hejia@mail.haust.edu.cn