改善蘆筍清汁的營養成分和感官品質的酶解工藝研究

唐仁勇，蔡 婧，陳 琪，漆文勝，郭秀蘭

（成都大學食品與生物工程學院，四川成都 610106）

蘆筍是一種兼具高營養價值和保健功能的藥食兩用蔬菜，含有多種維生素、氨基酸、微量元素等活性物質[1]，對人體具有防癌抗癌、降血壓血脂和增強免疫等功效[2-3]。近年來，隨著人們對膳食營養價值和保健功能的認識，蘆筍的市場需求和產業發展快速增長。然而，蘆筍作為時令蔬菜，以鮮銷方式為主，由于其水分含量高、呼吸作用旺盛，采后水分易喪失，色澤變黃、莖桿萎縮、莖桿基部木質化和食用部分快速腐爛[4]，故新鮮蘆筍的保質期很短，且相關產品開發較少。因此需要對蘆筍進行深加工，保留蘆筍的高營養價值，并提高其附加值。

近年來隨著生活水平的提高及健康理念的增強，消費者對保健飲料需求大增。蘆筍汁營養豐富，具有多重保健功能[5-6]，早在20 世紀末期就進入我國市場，但由于蘆筍自身含有的苦味、汁液渾濁及本身的獨特氣味等使得蘆筍飲料市場未能迅速擴大。所以本研究用酶解方法制出澄清、營養豐富、感官品質較佳的蘆筍汁，來滿足消費者的需求。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

綠蘆筍，市售；果膠酶（10 萬U/g），夏盛實業集團有限公司；纖維素酶（10 萬U/g），夏盛實業集團有限公司。

蘆丁，色譜純，四川維克奇生物科技有限公司；福林酚、苯酚、3,5-二硝基水楊酸法、硫酸等，分析純，成都市科隆化學品有限公司；考馬斯亮藍G250，碧云天；牛血清白蛋白（20 mg/mL），青島日水。

UV755B 型紫外-可見光分光光度計，上海佑科儀器儀表公司；WF18 型鼎歷超微粉碎機，溫州鼎歷醫療器械有限公司；PHS-2F 型雷磁pH 計，上海精密科學儀器有限公司；YP10002 電子天平，上海佑科儀器儀表有限公司。

1.2 蘆筍制汁

首先將凍藏蘆筍解凍，放于熱水（95±2）℃中漂燙5 min[7]，再將熱燙后的蘆筍與水以1∶5（w/w）的比例榨成汁。將固體檸檬酸加蒸餾水制成濃度為30%的溶液，加入蘆筍汁調節至適宜的pH。根據預實驗確定果膠酶與纖維素酶比例為2∶3，在蘆筍汁中加入適量的復合酶酶解一段時間后，于熱水（95±2）℃中滅酶15 min，冷卻至室溫，以四層紗布過濾得到蘆筍清汁。

1.3 單因素試驗

1.3.1 酶解pH 對蘆筍汁品質的影響

采用pH 為2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0，溫度為43 ℃，果膠酶含量0.07%，纖維素酶含量0.105%，酶解時間30 min。之后測總酚含量和透光率。

1.3.2 酶解溫度對蘆筍汁品質的影響

采用溫度為35、39、43、47、51、55 ℃進行單因素實驗，pH 為3.5，果膠酶含量0.07%，纖維素酶含量0.105%，酶解時間為30 min。之后測總酚含量和透光率。

1.3.3 酶解時間對蘆筍汁品質的影響

采用酶解時間為10、20、30、40、50、60 min 進行單因素實驗，pH 為3.5，果膠酶含量0.07%，纖維素酶含量0.105%，酶解溫度43 ℃。之后測總酚含量和透光率。

1.3.4 果膠酶與纖維素酶量對蘆筍汁品質的影響

在酶解時間40 min，pH3.5，酶解溫度43 ℃的基礎上，固定果膠酶與纖維素酶的比例（2∶3），添加不同的酶量：果膠酶0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%，纖維素酶0.09%、0.105%、0.12%、0.135%、0.15%、0.165%和0.18%，考察上述添加量對汁液總酚含量和透光率的影響。

1.4 正交實驗設計

在上述單因素實驗的基礎上，選擇最適的酶添加量、酶解溫度、酶解時間和酶解pH，進行正交實驗設計，研究不同酶添加量、酶解溫度、酶解時間和酶解pH 對蘆筍汁品質的影響，因素水平表見表1。

表1 因素水平表Table 1 Factor and level table

1.5 測定指標與方法

1.5.1 感官評定

將蘆筍汁滅酶澄清后，從顏色、香味口味和組織形態四個方面對蘆筍汁進行評分，并由10 個人進行評分，取平均值。評分標準參考侯彩云的方法[8]，見表2。

表2 蘆筍汁感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standard of asparagus juice

1.5.2 營養成分含量的測定

參照唐仁勇等[9]的方法測定蘆筍汁中的總酚含量，試樣經前處理后于760 nm 下測定吸光度，用蘆丁標準品作校正標準定量多酚。蛋白質的測定采用考馬斯亮藍法和凱氏定氮法[10]，還原糖和多糖的測定采用3,5-二硝基水楊酸法和苯酚硫酸法，具體操作參考侯彩云[8]的方法。

1.5.3 澄清度的測定

取少量澄清后的蘆筍酶解液，加入到1 cm 比色杯中，以去離子水為參比，于660 nm 處測定澄清度[11]。

1.6 數據統計與分析

數據表示為平均值±標準差，使用SPSS 26.0 數據分析軟件進行單因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncun’s 多重比較分析，下圖中“*”表示與第一個處理間存在顯著差異（P＜0.05），“**”表示與第一個處理間存在極顯著差異（P＜0.01）。

2 結果與分析

2.1 酶解pH 對蘆筍汁品質的影響

由圖1 可以看出，酸性過強或過弱都會抑制蘆筍汁的酶解,從而影響多酚含量與澄清度。在酶解過程中pH值在2.5～3.5 的范圍內，多酚值急速上升，pH 值在4.0～6.0 范圍內多酚值慢慢趨于平緩，且pH 值在3.5 時達到最大值。在酶解過程中，隨pH 的增加，澄清度總體呈上升趨勢。多酚含量與澄清度的趨勢不一致，因此后面研究選擇多酚含量作為主要判斷因素，澄清度作為輔助判斷因素。因此，在此實驗條件下酶解的最適pH 值為3.5。這與前人研究中得出的果膠酶與纖維素酶的最適pH 值相近[12]。

圖1 pH 對多酚含量（A）和澄清度（B）的影響Fig.1 Effects of pH value on polyphenol content (A) and clarity (B)

2.2 酶解溫度對蘆筍汁品質的影響

由圖2A 可以看出，隨溫度的增高，多酚含量總體呈現先上升后下降的趨勢。溫度在35～43 ℃，多酚含量急速上升，溫度在43～55 ℃時多酚含量下降，溫度在43 ℃時達到最大值，為0.045 7mg/g。由圖2B 可以看出，在不同的酶解溫度下，隨溫度的增高，澄清度呈現出先上升后又下降的趨勢，在47 ℃到達到最高，為1.004。綜合多酚和澄清度的結果，最適酶解溫度為43 ℃。這接近于高佳[13]研制得出的酸櫻桃清汁中果膠酶的最適溫度。

圖2 酶解溫度對多酚含量（A）和澄清度（B）的影響Fig.2 Effects of enzymolysis temperature on polyphenol content (A) and clarity (B)

2.3 酶解時間對蘆筍汁品質的影響

由圖3A 可知，隨酶解時間的延長，多酚含量總體呈現先上升后穩定的趨勢，在10～40 min 多酚含量上升，在40～60 min 多酚值變化不大，酶解時間在40 min 時達到最大值。隨酶解時間的延長，澄清度總體呈上升趨勢，40 min 時略有下降（圖3B）。綜合實驗結果，酶解時間為40 min 時多酚含量較高，為較合適的酶解時間。

圖3 酶解時間對多酚含量（A）和澄清度（B）的影響Fig.3 Effects of enzymolysis time on polyphenol content (A)and clarity (B)

2.4 酶添加量對蘆筍汁品質的影響

根據預實驗，果膠酶與纖維素酶的比例確定為2∶3。圖3 橫坐標酶為果膠酶的量，對應的纖維素酶的量依次為 0.09%、0.105%、0.12%、0.135%、0.15%、0.165% 和0.18%。由圖4 可知，隨酶量的增加，多酚含量總體呈現先上升后穩定的趨勢，果膠酶在0.08%～0.10%時，多酚含量穩定；隨酶量的增多，澄清度也逐漸增大，在0.08%～0.11%時比較穩定，其中0.10%為最大。綜合實驗結果，果膠酶添加量為0.10%時最適，這時的纖維素酶量為0.15%。這與王強毅[12]制備紫甘薯飲料的最適酶量相近。

圖4 酶的添加量對多酚含量（A）和澄清度（B）的影響Fig.4 Effects of adding dosage of complex enzymes on polyphenol content (A) and clarity (B)

2.5 優化酶解參數正交試驗

在單因素試驗的基礎上，得出適宜的復合酶添加量、酶解溫度、酶解時間和酶解pH，再設計4 因素3 水平L9(34)正交試驗表進行正交試驗，并對蘆筍清汁進行感官評分（見表3）。

表3 復合酶正交試驗結果Table 3 Experimental result of thermostable complex enzymes

表3 對正交試驗結果進行直觀分析，R值依次為酶添加量＞酶解pH＞酶解溫度＞酶解時間，說明酶的添加量對酶解結果的影響最大，酶解pH 和溫度其次，酶解時間的影響最小，且最優酶解工藝條件為A2B1C1D1。對正交試驗的結果進行了方差分析發現，復合酶添加量和酶解pH 的P＜0.05，說明它們對酶解工藝有顯著性影響；因此，酶解蘆筍汁的最佳酶解工藝條件為果膠酶添加量0.11%（纖維素酶的添加量為0.165%），酶解溫度39 ℃，酶解時間30 min，酶解pH 為3.0。這與張程慧等[14]的酶解工藝類似。

2.6 驗證實驗和蘆筍清汁的營養成分

以正交實驗的最佳工藝條件制備蘆筍清汁，并對其進行感官和理化指標的檢測。結果發現清汁澄清透明，略帶黃色，有蘆筍特有的香味和口感，無分層現象，感官總分為89.2±2.2，說明易被消費者接受。對營養成分進行測定，結果見表4，折算后的總糖、還原糖和總酚含量與新鮮蘆筍相比都有所增加，只有蛋白質含量略有降低，說明果膠酶和纖維素酶酶解破壞了蘆筍的細胞壁釋放出更多的營養成分。這與楊軍[15]和張佳艷等[16]的研究結果類似，可見酶工藝提高了茶多酚、游離氨基酸總量以及可溶性固形物的含量。

表4 鮮蘆筍和蘆筍清汁營養組成Table 4 Nutritional composition of fresh asparagus and asparagus juice

3 結論

蘆筍汁營養豐富，具有多重保健功能，但蘆筍汁液渾濁及本身的獨特氣味等限制了其的應用范圍。本研究以綠蘆筍為主要原料，采用打漿、酶解等工藝制得蘆筍清汁。經過單因素實驗和正交實驗得到最佳的酶解工藝為果膠酶量為0.11%、纖維素酶量為0.165%、酶解時間為30 min、酶解溫度為39 ℃，酶解pH 為3.0。該工藝下的汁液澄清透明，其他感官品質也較好，且含有多種營養成分，總糖、還原糖和總酚含量高于新鮮蘆筍。這些實驗結果表明采用果膠酶和纖維素酶聯合酶解可改善蘆筍汁的感官品質，并提高營養成分的含量。本實驗制得一種品相較好的蘆筍清汁，后續研究將一步通過調配輔料種類、劑量以及加工工藝來掩蓋蘆筍汁的苦澀味和草腥味，以生產出感官品質和保健功能俱佳的健康飲料，滿足消費者的健康市場需求，并拓寬蘆筍的精深加工。