酶解法提高紅樹(shù)莓出汁率的工藝優(yōu)化

姚麗敏，易美君，曠慧，孫宏偉，王金玲

（東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，哈爾濱 150040）

紅樹(shù)莓，學(xué)名“覆盆子”，果實(shí)含大量維生素C、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)元素以及人體易吸收的葡萄糖和果糖，具有生態(tài)效益好［1］、抗病蟲性強(qiáng)、投資效益高、管理技術(shù)簡(jiǎn)便、產(chǎn)業(yè)延伸鏈條長(zhǎng)、市場(chǎng)范圍廣等特點(diǎn)［2］。紅樹(shù)莓特殊的營(yíng)養(yǎng)、保健功能為各國(guó)消費(fèi)者廣泛認(rèn)可，在國(guó)際市場(chǎng)上被譽(yù)為“水果之王”、“黃金水果”、“第三代水果”［3］。紅樹(shù)莓果實(shí)除鮮食外，還可提取天然色素，加工成果酒、果汁飲料、果醬等產(chǎn)品［4－7］，目前有少量的紅樹(shù)莓產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)。但是對(duì)紅樹(shù)莓的應(yīng)用研究仍不深入，紅樹(shù)莓的各類產(chǎn)品加工工藝也沒(méi)有完全成熟，如李淑芳等的研究結(jié)果顯示，酶用量為3.5%，酶解4h時(shí)，樹(shù)莓出汁率比空白出汁率提高了12.6%［8］。而本試驗(yàn)比空白時(shí)出汁率提高了49.82%。本文就提高紅樹(shù)莓出汁率的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，為開(kāi)發(fā)紅樹(shù)莓林業(yè)資源，帶動(dòng)其種植業(yè)、食品工業(yè)和化妝品行業(yè)的發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

紅樹(shù)莓：市購(gòu)，品種：秋福，栽培果。置于－20℃冰箱中冷凍，用時(shí)從冰箱中取出，于室溫下自然解凍2h。

1.2 試劑與試驗(yàn)設(shè)備

試劑：果膠酶，購(gòu)自哈美望試劑公司。檸檬酸，購(gòu)自山東中創(chuàng)檸檬生化有限公司。

試驗(yàn)設(shè)備：電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 制取紅樹(shù)莓汁的工藝流程［9］

原料→解凍→護(hù)色→軟化→酶解→破碎→制汁→過(guò)濾→制品

1.3.2 對(duì)紅樹(shù)莓果的護(hù)色處理

檸檬酸的濃度分別設(shè)定為0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%，進(jìn)行了單因素試驗(yàn)。根據(jù)所制得的紅樹(shù)莓汁的色澤進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.3 軟化時(shí)間對(duì)樹(shù)莓出汁率的影響

取解凍完全且已經(jīng)進(jìn)行護(hù)色處理的紅樹(shù)莓分別于45℃［10］軟化0、15、30、45、60、75min。

制汁，即將軟化后的紅樹(shù)莓置于潔凈的紗布中，用手?jǐn)D壓至無(wú)紅樹(shù)莓汁流出時(shí)，量取其出汁的體積，計(jì)算出汁率，出汁率（%）＝出汁體積（mL）／紅樹(shù)莓質(zhì)量（g）×100%。

1.3.4 果膠酶酶解對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響

1.3.4.1 酶用量對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響。對(duì)紅樹(shù)莓果實(shí)進(jìn)行軟化后，分別添加0.008%、0.012%、0.016%、0.020%、0.024%的 果 膠 酶，于45℃ 酶 解60min［11－12］，同時(shí)做空白試驗(yàn)。制汁，計(jì)算其出汁率。

1.3.4.2 酶解溫度對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響。對(duì)紅樹(shù)莓果實(shí)進(jìn)行軟化后，將紅樹(shù)莓分別置于25、35、45、55、65℃酶解60min，制汁，計(jì)算其出汁率。

1.3.4.3 酶解時(shí)間對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響。對(duì)紅樹(shù)莓果實(shí)進(jìn)行軟化后，將紅樹(shù)莓分別于45℃酶解30、60、90、120、150min，同時(shí)做空白試驗(yàn)。制汁，計(jì)算其出汁率。

1.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以酶用量、酶解溫度、酶解時(shí)間為影響因素，以紅樹(shù)莓出汁率為衡量指標(biāo)，采用三因素三水平L9（33）試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)，以優(yōu)化果膠酶酶解工藝參數(shù)，正交試驗(yàn)因素水平如表1所示：

表1 果膠酶正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

2 結(jié)果與分析

2.1 紅樹(shù)莓的護(hù)色處理對(duì)樹(shù)莓汁的影響

所用的紅樹(shù)莓是鮮紅色的，在制汁過(guò)程中色素容易被破壞，導(dǎo)致產(chǎn)品的色澤不美觀，因此對(duì)紅樹(shù)莓的護(hù)色是比較重要的［13－14］，本實(shí)驗(yàn)選擇檸檬酸護(hù)色［15］。對(duì)紅樹(shù)莓進(jìn)行護(hù)色處理后的感官評(píng)價(jià)結(jié)果如圖1所示。

圖1 檸檬酸濃度對(duì)紅樹(shù)莓護(hù)色效果的影響

由圖1可知，在其他條件相同時(shí)，在檸檬酸濃度為0.04%以下時(shí)，護(hù)色效果不明顯，當(dāng)檸檬酸濃度達(dá)到0.06%時(shí)，護(hù)色效果較好，之后隨著檸檬酸濃度的增大，護(hù)色效果沒(méi)有明顯地提高，而且檸檬酸濃度過(guò)大時(shí)，紅樹(shù)莓汁會(huì)由于過(guò)酸而不適合飲用。因此，護(hù)色效果最佳時(shí)的檸檬酸濃度為0.06%。

2.2 軟化時(shí)間對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響

軟化一段時(shí)間后紅樹(shù)莓將會(huì)變得柔軟而容易破碎，減小了破碎時(shí)造成的營(yíng)養(yǎng)成分的流失。將紅樹(shù)莓于45℃進(jìn)行軟化，軟化時(shí)間對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響效果如圖2所示。

圖2 不同軟化時(shí)間對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響

如圖2所示，在0～30min內(nèi)隨著在軟化時(shí)間的增大紅樹(shù)莓出汁率提高，在軟化30min之后出汁率可達(dá)55.00%，與不軟化相比，出汁率有了顯著的提高。在30min之后出汁率又隨軟化時(shí)間的增長(zhǎng)而降低，于60min時(shí)有一點(diǎn)升高的趨勢(shì)，但是其出汁率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于軟化30min時(shí)的出汁率。而且在軟化時(shí)間加長(zhǎng)之后，得到的紅樹(shù)莓汁的氣味會(huì)發(fā)生改變。綜合考慮，軟化30min，對(duì)提高紅樹(shù)莓的出汁率有顯著的作用且紅樹(shù)莓汁的氣味保持得較好。

2.3 果膠酶酶解對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響

2.3.1 果膠酶用量對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響

果膠酶用量對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同果膠酶用量對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響

如圖3所示，果膠酶用量在0.008%～0.012%范圍內(nèi)，紅樹(shù)莓出汁率隨著酶濃度的增大而提高，但是提高的幅度比較小。在酶用量為0.012%～0.020%時(shí)，紅樹(shù)莓出汁率隨著酶用量的增加而大幅度提高，在酶用量達(dá)到0.020%時(shí)，出汁率達(dá)到最高即64.53%，之后隨酶用量的增加，紅樹(shù)莓出汁率隨著酶濃度的增大而降低，因此，在酶用量為0.02%時(shí)，紅樹(shù)莓出汁率最佳。

2.3.2 酶解溫度對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響

果膠酶酶解溫度對(duì)紅樹(shù)莓出汁率影響的結(jié)果見(jiàn)圖4所示。

圖4 不同酶解溫度對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響

如圖4所示，在酶解溫度為25～35℃時(shí)，出汁率隨著溫度的升高而略有降低，溫度高于35℃時(shí)，出汁率隨著溫度的升高而提高，在溫度達(dá)到45℃時(shí)，出汁率有顯著提高，可高達(dá)59.63%，在超過(guò)45℃時(shí)，出汁率隨溫度的升高而降低，而且酶解溫度過(guò)高時(shí)同樣會(huì)使紅樹(shù)莓汁有焦糊味，而且紅樹(shù)莓的色澤也會(huì)加深，影響紅樹(shù)莓汁感官品質(zhì)。因此45℃是該果膠酶酶解的最佳溫度。

2.3.3 酶解時(shí)間對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響

酶解時(shí)間對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響結(jié)果如圖5所示。

圖5 酶解時(shí)間對(duì)紅樹(shù)莓出汁率的影響

如圖5所示，在酶解初期，隨著酶解時(shí)間的增長(zhǎng)，紅樹(shù)莓出汁率略有提高，在酶解60min時(shí)，紅樹(shù)莓出汁率可高達(dá)53.75%，但是隨著酶解時(shí)間的繼續(xù)增長(zhǎng)，紅樹(shù)莓出汁率開(kāi)始下降，而且紅樹(shù)莓汁的穩(wěn)定性也開(kāi)始下降，紅樹(shù)莓汁表面有小氣泡產(chǎn)生，同時(shí)，紅樹(shù)莓汁的氣味有所改變。因此，由曲線可得60min是最佳酶解時(shí)間。

2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用正交試驗(yàn)進(jìn)一步確定酶解法制取紅樹(shù)莓汁的最佳條件。進(jìn)行的正交試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

由表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得A（酶解溫度）、B（酶用量）、C（酶解時(shí)間）的主次順序是C＞B＞A，其中C的影響最大，A的影響最小。因此C為主要因素，A為次要因素。綜合考慮各因素K值和直觀比較，得最佳因素水平為A1B3C3，即酶用量為0.024%，酶解溫度為40.0℃，酶解時(shí)間為90min時(shí)，紅樹(shù)莓出汁率最高可達(dá)64.91%。

表2 果膠酶酶解正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

在此正交試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的驗(yàn)證試驗(yàn)，證明了該條件下紅樹(shù)莓的出汁率是比較高且相對(duì)穩(wěn)定的。

3 討論與結(jié)論

在試驗(yàn)過(guò)程中，由于紅樹(shù)莓籽的存在會(huì)影響紅樹(shù)莓汁的制取，也會(huì)導(dǎo)致紅樹(shù)莓汁的渾濁，因此在制汁時(shí)應(yīng)盡量去除紅樹(shù)莓籽，即用適當(dāng)密度的紗布，在制取紅樹(shù)莓汁時(shí)將紅樹(shù)莓籽最大程度的截留在紗布上。而且要保證所用儀器是經(jīng)過(guò)消毒殺菌的，以避免微生物污染導(dǎo)致的汁液渾濁。

在試驗(yàn)過(guò)程中，由于紅樹(shù)莓的種類不同，使得紅樹(shù)莓出汁率有顯著的區(qū)別，因此在試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)盡量保持原料的一致性。并且在很多研究中，酶解的溫度高而且時(shí)間長(zhǎng)，需消耗較多能源，而本研究由于將紅樹(shù)莓進(jìn)行適當(dāng)?shù)能浕?，從而減少了酶解時(shí)間，同時(shí)紅樹(shù)莓出汁率也比較高。

用果膠酶處理紅樹(shù)莓，可以降低果漿泥的黏稠度，使渣汁分離容易，并能提高出汁率［16－19］。因此果膠酶可以顯著提高紅樹(shù)莓的出汁率。不同的酶用量，酶解溫度，酶解時(shí)間對(duì)紅樹(shù)莓的出汁率均有影響，但其中酶解時(shí)間的影響最大。

軟化溫度為45℃，軟化時(shí)間為30min，果膠酶用量為0.024%，酶解溫度為40.0℃，酶解時(shí)間為90min，為制取紅樹(shù)莓汁的最佳條件，在此條件下，紅樹(shù)莓果實(shí)出汁率可提高49.82%。

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