豆腐柴葉復合酶解工藝的研究

趙宏偉

（合肥膳之纖生物科技有限公司，安徽合肥 230001）

豆腐柴，馬鞭科豆腐柴屬多年生落葉灌木，在我國分布廣泛，資源豐富。豆腐柴葉是一種優良的藥食兼用植物資源，“樹葉豆腐”就是以豆腐柴葉為主要原料制作的一種地方傳統食品，在多地廣受歡迎。豆腐柴葉營養豐富，尤其富含多種膳食纖維成分，但是由于豆腐柴葉中部分膳食纖維為水不溶性的大分子，直接以豆腐柴葉為原料開發的產品不僅口感較差而且膳食纖維利用率低[1-5]。本文采用半纖維素酶、纖維素酶和果膠酶對豆腐柴葉進行復合酶解，將豆腐柴葉中不容易被利用的大分子纖維成分酶解為易于被微生物和人體吸收利用的小分子成分，旨在提高豆腐柴葉的營養價值和開發利用價值。

本文以豆腐柴葉為研究對象，以豆腐柴葉酶解率和酶解液中可溶性固形物含量為評價指標，采用單因素和正交試驗，研究不同因素對豆腐柴葉酶解效果的影響，建立豆腐柴葉復合酶解的優化 工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豆腐柴葉采摘自合肥膳之纖生物科技有限公司種植基地；半纖維素酶（酶活力50 000 U/g）、纖維素酶（酶活力50 000 U/g）、果膠酶（酶活力 60 000 U/g），采購于上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

電子天平，南京昕儀生物科技有限公司；恒溫烘箱，蘇州歐文烘箱制造有限公司；離心機，廣州吉迪儀器有限公司；真空泵，鄭州長城科工貿有限公司；糖度計，依凡科技（杭州）有限公司；pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司；水浴鍋，常州國華電器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 復合酶解單因素試驗

（1）最適酶解溫度確定。在酶解時間240 min、體系pH值5.0、酶添加量0.5%（每100 g豆腐柴葉添加0.5 g酶）的條件下，測定不同種類酶在不同酶解溫度下對豆腐柴葉的酶解效果，確定不同種類酶的最適酶解溫度。

（2）最適體系pH值篩選。在酶解時間240 min，酶解溫度55 ℃，酶添加量0.5%的條件下，測定不同種類酶在不同體系pH值下對豆腐柴葉的酶解效果，確定不同種類酶的最適體系pH值。

（3）最適加酶量確定。在酶解時間240 min，酶解溫度55 ℃，體系pH值5.0的條件下，測定不同種類酶在不同添加量時對豆腐柴葉的酶解效果，確定不同種類酶的最適添加量。

（4）最適酶解時間確定。酶解溫度55 ℃，體系pH值5.0，酶添加量0.5%的條件下，測定不同種類酶在不同酶解時間下對豆腐柴葉的酶解效果，確定不同種類酶的最適酶解時間。

1.3.2 復合酶解正交試驗

在單因素試驗結果的基礎上，以酶解時間、酶解溫度、體系pH值、加酶量為主要影響因素，以豆腐柴葉酶解率和酶解液中可溶性固形物含量為評價指標，采用L9(34)正交試驗，研究豆腐柴葉復合酶解的優化工藝。正交試驗因素水平設計如表1所示。

表1 L9(34)豆腐柴葉復合酶解正交試驗因素水平表

1.3.3 評價指標測定及計算方法

可溶性固形物含量通過糖度計直接測定。酶解率計算方法如下：

式中：m1為酶解前物料干重，g；m2為酶解后物料干重，g。

2 結果與分析

2.1 豆腐柴葉復合酶解單因素試驗結果

2.1.1 酶解溫度對不同種類酶酶解效果的影響

酶解溫度是影響酶解效果的關鍵因素之一，酶在最適反應溫度條件下才能發揮最大活性，不同酶的最適反應溫度不同。試驗結果表明（圖1～ 圖3），在對豆腐柴葉進行酶解時，半纖維素酶的最適反應溫度為55 ℃左右，纖維素酶的最適反應溫度為 50 ℃左右，果膠酶的最適反應溫度為50 ℃左右。

圖1 溫度對半纖維素酶酶解效果的影響

圖2 溫度對纖維素酶酶解效果的影響

圖3 溫度對果膠酶酶解效果的影響

2.1.2 體系pH值對不同種類酶酶解效果的影響

體系pH值也是影響酶解效果的關鍵因素，酶在最適pH條件下才能發揮最大活性，不同酶的最適反應pH不同。試驗結果表明（圖4～圖6），在對豆腐柴葉進行酶解時，半纖維素酶的最適反應pH為5.0左右，纖維素酶的最適反應pH為5.0左右，果膠酶的最適反應pH為5.0左右。

圖4 體系pH值對半纖維素酶酶解效果的影響

圖6 體系pH值對果膠酶酶解效果的影響

圖5 體系pH值對纖維素酶酶解效果的影響

2.1.3 加酶量對不同種類酶酶解效果的影響

加酶量不僅是影響酶解反應的重要因素，也是成本控制中需要考慮的重要因素。試驗結果表明（圖7～圖9），在對豆腐柴葉進行酶解時，半纖維素酶的最適添加量在0.5%左右，纖維素酶的最適添加量在1.0%左右，果膠酶的最適添加量在0.5%左右。

圖7 加酶量對半纖維素酶酶解效果的影響

圖9 加酶量對果膠酶酶解效果的影響

2.1.4 酶解時間對不同種類酶酶解效果的影響

酶解時間也是影響酶解反應的重要因素，試驗結果表明（圖10～圖12），在對豆腐柴葉進行酶解時，半纖維素酶的最適酶解時間在180 min左右，纖維素酶的最適酶解時間在210 min左右，果膠酶的最適酶解時間在180 min左右。

圖8 加酶量對纖維素酶酶解效果的影響

圖10 酶解時間對半纖維素酶酶解效果的影響

圖12 酶解時間對果膠酶酶解效果的影響

圖11 酶解時間對纖維素酶酶解效果的影響

2.2 豆腐柴葉復合酶解正交試驗結果

由表2知，影響豆腐柴葉復合酶解率因素的主次順序為D＞A＞B＞C，豆腐柴葉酶解率指標的因素優選組合為A3B2C1D3。可溶性固形物含量指標正交試驗結果表明，影響酶解液中可溶性固形物含量因素的主次順序為D＞B＞A＞C，酶解液中可溶性固形物含量指標的因素優選組合為A3B2C2D3。結合生產成本控制，選擇C1為優選水平，最終確定豆腐柴葉復合酶解的優選工藝參數為酶解時間 240 min，酶解溫度55 ℃，體系pH值5.0，半纖維素酶添加量0.5%，纖維素酶添加量0.5%，果膠酶添加量0.5%。

表2 L9（34）豆腐柴葉復合酶解正交試驗結果分析表

3 結論

本文以豆腐柴葉為原料，以豆腐柴葉的酶解率和酶解液中可溶性固形物含量為評價指標，采用半纖維素酶、纖維素酶、果膠酶對豆腐柴葉進行復合酶解，研究豆腐柴葉的復合酶解工藝。通過對酶解溫度、體系pH值、加酶量、酶解時間等參數進行優化，得到豆腐柴葉復合酶解的優化工藝為酶解時間 240 min，酶解溫度55 ℃，體系pH值5.0，半纖維素酶添加量0.5%，纖維素酶添加量0.5%，果膠酶添加量0.5%。復合酶解處理可以將豆腐柴葉中部分不溶性大分子纖維成分水解為小分子可溶性成分，有效地提高了豆腐柴葉的營養價值和開發利用價值。