微波熱燙結合酶解處理制備蘆筍提取物工藝研究

林學清

（福建省輕工業研究所，福建 福州 350001）

微波熱燙結合酶解處理制備蘆筍提取物工藝研究

林學清

（福建省輕工業研究所，福建 福州 350001）

通過正交設計實驗，進行微波熱燙結合酶解處理制備蘆筍提取物的工藝研究。結果表明，在微波功率800W、處理時間60s 、蘆筍段長5cm的條件下，可以充分鈍化蘆筍中過氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）活性；熱燙處理后的蘆筍經細微化處理后，復合加入0.8%中性蛋白酶和1.6%纖維素酶，在35℃、pH值7.0的條件下處理180 min，提取液的可溶性固形物達8.2%；提取液經真空濃縮、噴霧干燥可制成有效成分高，水溶性好的蘆筍提取物。

蘆筍提取物；微波熱燙；纖維素酶；中性蛋白酶

蘆筍（Asparaus.officnalis.linne），屬百合科天門冬屬多年生宿根性草本植物，因嫩莖長出地面形似小竹筍而得名。

蘆筍嫩莖的營養成份與功能物質含量豐富，具有良好的功能作用[1-3]。據《食物成分表》，鮮蘆筍含水分93%、蛋白質1.4%、脂肪0.1%、碳水化合物3.0%、膳食纖維1.9%、灰分0.6%；每100g蘆筍中含鈣10mg、鎂10mg、磷42mg、鐵1.4mg、鈉3.1mg、鉀213mg、β-胡蘿卜素100μg、維生素B10.04mg、維生素B20.05mg、維生素C45mg、尼克酸0.7mg；在日本和歐美被視為一種不可多得的保健營養蔬菜，譽為“蔬菜之王”。蘆筍不僅是味美的營養蔬菜，而且具有極強的保健功效，20世紀70年代初，美國一位牙科醫生通過食用大量的蘆筍治好了自己的眼癌和惡性淋巴癌，1974年物化學家盧茨得出蘆筍可以治癌的結論。

在我國醫學史上早有蘆筍治疾患的記載，據明代李時珍《本草綱目》，蘆筍能“癭結熱氣、利小便”。蘆筍根被稱為小百部，能潤肺鎮咳、祛痰、殺蟲等。蘆筍與其他天門冬屬植物一樣含有天門冬酰胺、β-谷甾醇及糖醛衍生物等，故對心血管系統，泌尿系統和其他人體器質性病變都有療效；蘆筍還含有大量蘆丁、甘露聚糖、膽堿、精氨酸等，對維護毛細血管形態、彈性及生理功能有較好的作用。據現代醫學研究，蘆筍中含有的天門冬酰胺是一種能使細胞正常生長而控制癌細胞生長的物質，對急性淋巴型白血病患者的細胞脫氫酶有一定的抑制作用；蘆筍中含有的葉酸、核酸，對癌瘤也有抑制作用。所以蘆筍對白血病、淋巴腺癌、乳腺癌、肺癌均有特殊療效。另外還發現蘆筍對高血脂、心臟病、高血壓動脈硬化癥也有療效。早在2千年前《神農本草經》上己將蘆筍列為“上品之上” 僅次于人參，久服輕身益氣延年。

研究利用微波處理鈍化氧化酶，以外源的纖維素酶及中性蛋白酶降解蘆筍中的相關大分子物質，結合過濾、濃縮和干燥等工藝，制備蘆筍提取物，為開發蘆筍功能食品提供條件。

1 材料與方法

1.1 材料

蘆筍：為產自福建省東山縣的新鮮蘆筍嫩莖；

纖維素酶：食品級，酶活力（16000U/g），湖州米純生物科技有限公司；

中性蛋白酶：食品級，酶活力（100000U/g），南寧龐博生物工程有限公司；

化學試劑均為分析純。

1.2 儀器設備

85-2型恒溫磁力攪拌器：上海麥尚科學儀器有限公司；小型實驗室微波干燥箱：南京蘇恩瑞實驗儀器有限公司；DK-80型恒溫水浴鍋：上海精宏實驗設備有限公司；PL602-S型 電子天平：上海精宏實驗設備有限公司；DS-1型高速組織搗碎機：上海標本模型廠；JM-L80膠體磨：上海博生水泵制造有限公司；TDL-5-A型A nke離心機：上海市離心機械研究所；RE52A型旋轉蒸發儀：上海精宏實驗設備有限公；YC-015小型噴霧干燥機：上海雅程儀器設備有限公司；PB-10標準型 pH計： 賽多利斯科學儀器(北京 )有限公司；分光光度計（721型）上海光學儀器廠；WAY-2W阿貝折射儀：上海精密儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

蘆筍→清洗→預處理→微波滅酶→打漿→細微化處理→酶解→滅酶→去雜→真空濃縮→噴干→蘆筍提取物

1.3.2 實驗方法

1.3.2.1 微波滅酶處理

采用正交設計，試驗蘆筍的不同切段方式，不同的微波功率和不同的處理時間的對蘆筍中多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（PDO）活性的影響。

1.3.2.2 酶解工藝研究

采用正交設計，利用纖維素酶和中性蛋白酶對蘆筍進行酶解處理，研究酶用量、酶解溫度、酶解時間及pH值對蘆筍提取液可溶性固形物的影響。

1.3.3 分析方法

1.3.3.1 PPO和POD活性的測定方法[4-5]

1.3.3.1.1 酶液的提取：

取處理后蘆筍筍的莖部組織100g，斬碎研磨勻漿，每種處理精確稱取漿料20g，加入適量0.2mo1/L、pH6.5的磷酸緩沖液勻漿，之后全部轉入離心管，在溫度0℃、轉速5000r／min條件下，離心30min，上清液過濾轉入25mL容量瓶中。用0.2mol/L、pH6.5的磷酸緩沖液定溶至刻度，4℃保存，待測PPO和POD活性。

1.3.3.1.2 PP0活性的測定：

比色杯中，2.8ml、0.05mol/L兒茶酚（用0.05mol/L、pH6.5的磷酸鹽緩沖液配制）+0.2ml酶液。在30℃保溫3min，在420nm測定吸光度變化，連續測定10min，以單位時間內酶液吸光度變化0.001定義為1個酶活性單位（U/ml）。

1.3.3.1.3 POD活性的測定：

比色杯中，0.5ml、1.5%(W/V)愈創木酚（溶劑為50%乙醇）十0.2mL、0.5%(W/V)H202十0.2ml酶液十0.2ml、0.05mol/L、pH 6.5磷酸鹽緩沖液。在30℃保溫3min，在470nm測定吸光度變化。連續測定10min，以單位時間內酶液吸光度變化0.001定義為1個酶活性單位（U/ml）。

1.3.3.2 總黃酮：AlCl3法

1.3.3.3 可溶性固形物：阿貝折光法

1.3.3.4 還原糖：費林滴定法

1.3.3.5 氨基酸態氮：水合茚酮比色法

2 結果與分析

2.1 微波熱燙處理對蘆筍PPO和POD活性的影響

PPO和POD廣泛存在于各類果蔬中，研究顯示，PPO是引起果蔬加工后褐變的主要氧化酶，POD是引起果蔬加工不良風味的主要氧化酶；同時還會造成有效成份的氧化損失。為了減少這些氧化酶不利作用，通常在水果、蔬菜加工前進行滅酶處理。傳統的滅酶方法是熱燙，常規的熱燙手段主要是采用熱水或蒸汽等方式，這樣的熱燙處理營養成分流失等損失嚴重，而且能源消耗較大[6-8]。

微波熱燙，就是果蔬中的極性分子(水分子等)朝向因微波外電場方向改變而隨之反復轉換，此過程分子運動和相互摩擦產生熱量，使果蔬被加熱。微波穿透力強，食物內外受熱一致，不產生“外熟里生”現象。微波熱燙滅酶，可減少水溶性營養成分的損失，并能較好地保持產品的風味和色澤[8-9]。

試驗以微波功率、處理時間及蘆筍切段長度3種因素各取3個水平，采用L9（34）正交設計，進行試驗。各因素的水平設置見表1，試驗結果見表2。

表1 因素水平表

表2 微波處理對蘆筍PPO和POD活性的影響

從表中可知，微波功率、處理時間及蘆筍切段大小等對兩種氧化酶鈍化作用的效果均有影響，且影響的趨勢兩者相似。根據極差分析，兩者的因素主次順序均為 A＞B＞C，即最重要的因素為微波功率，依次為處理時間及蘆筍切段大小。微波處理的最佳組合為A3B3C3，即微波功率800W、處理時間60s、蘆筍段長5cm，在此條件下，兩種酶的活性均為0。 方差分析結果如表3、表4。

方差分析結果顯示，各因素的3個水平之間P＞0.05，差別沒有統計學意義。因此，在本實驗條件下，微波功率、處理時間及蘆筍切段大小的變化，也存在對酶的活性不產生影響的可能。

2.2 蘆筍酶處理的結果

研究證明，纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等酶制劑，能有效地分解食物中的阿拉伯木聚糖、D—葡聚糖、甘露聚糖、纖維素、果膠和蛋白質等大分子成分，打破細胞壁，促進有效成分的溶出，并可提高人體對營養物質的消化吸收[9]。

試驗利用纖維素酶、蛋白酶降解蘆筍中相應的大分子物質。采用L25（56）正交表進行設計，以蘆筍可溶性固形物為指標優選酶用量、酶解溫度、時間及pH值。各因素的水平設置見表5，試驗結果見表6。

根據極差，因素主次順序E＞B＞A＞C＞D，酶解處理的最佳組合為A5B5C3D3E5，即復合酶的用量分別為纖維素酶1.6%、中性蛋白酶0.8%、酶解溫度35℃、酶解時間180min及pH值7.0。采用本參數水解蘆筍液獲得可溶性固形物為8.2%。方差分析結果見表7。

表3 PPO活性影響的方差分析

表4 POD活性影響的方差分析

表5 因素水平表

表6 酶解試驗結果

表7 酶解試驗結果方差分析

中性蛋白酶用量（B）和纖維素酶用量（E）的5水平之間，差別有統計學意義（P＜0.05）；而酶解時間（A）、酶解溫度（C）和酶解pH值（D）的5水平之間，差別沒有統計學意義（P＞0.05）。所以，這兩種酶不同用量，可影響蘆筍可溶性成分的提取。

2.3 蘆筍提取物的性能指標

蘆筍酶解液經滅酶、過濾、真空濃縮及噴霧干燥等工藝處理，制成粉未狀蘆筍提取物。提取物的性能指標見表8。

表8 蘆筍提取物的性能指標

3 結論

在微波功率800W、處理時間60s、蘆筍段長5cm的條件下，可以充分鈍化蘆筍中過氧化物酶（PO D）和多酚氧化酶（PPO）活性；微波熱燙處理的蘆筍經細微化處理后，復合加入0.8%中性蛋白酶和1.6%纖維素酶，在酶解溫度35℃、酶解時間180min、 PH值7.0的條件下進行提取，提取液的可溶性固形物達8.2%；提取液經真空濃縮、噴霧干燥等工藝，可制成有效成分高，水溶性好的蘆筍提取物。

[1] 袁仲，劉新社.蘆筍的保健功能與加工利用[J].食品研究與開發，2008，29（8）：158-161.

[2] 孫春艷，趙伯濤，郁志芳.蘆筍的化學成分及藥理作用研究進展[J].中國野生植物資源，2004，23(5)：1-5.

[3] 顧關云，蔣昱.蘆筍的化學成分和生物活性[J].國外醫藥：植物藥分冊，2007，22(2)： 47-50.

[4] 王璋.食品酶學[M].北京：中國輕工業出版社，1990，243-247.

[5] 劉威，張小燕，楊鸉，等.馬鈴薯片微波滅酶最佳工藝參數[J].農業機械學報，2013，44（8）：213-218.

[6] 姜莉，林長彬，張明蘭，等.超高壓對馬鈴薯多酚氧化酶和過氧化物酶的鈍化研究[J].食品工業，2013，33（1）：141-143.

[7] 余翔，苗修港，張貝貝，等.熱燙處理對南瓜葉化學成分及色澤的影響[J].食品科學，2016，37（7）：44-49.

[8] 王順民，李勇，張寧，等.微波處理鈍化紫薯中POD/PPO酶的研究[J].安徽工程大學學報，2016，36（2）：16-20.

[9] 董孝元，方冬芬，楊梅.纖維素酶輔助提取蘆筍黃酮及其抗氧化活性分析[J].食品科學，2014，35（6）：17-23.

10.3969/j.issn.1007-550X.2017.03.003

TS201.2

A

1007-550X（2017）03-0040-06

2017-01-09

林學清（1968- ），女，福建南安人，工程師，主要從事食品加工工藝研究。