熱浸漬—酶法提高藍(lán)莓果漿出汁率工藝研究

孫義玄等

摘要 [目的]優(yōu)化熱浸漬與酶解相結(jié)合的方法提高藍(lán)莓果漿出汁率的工藝條件。[方法]藍(lán)莓漿熱浸漬后果膠酶解，分別考察了熱浸漬的溫度、時(shí)間以及果膠酶用量、酶解溫度和酶解時(shí)間對(duì)藍(lán)莓果漿出汁率和果汁品質(zhì)的影響。在單因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行BoxBehnken 試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以果漿出汁率為響應(yīng)值，對(duì)藍(lán)莓漿的酶解工藝進(jìn)行優(yōu)化。[結(jié)果]試驗(yàn)得出，在溫度60 ℃下熱浸漬30 min后進(jìn)行酶解，酶添加量0.21%、酶解時(shí)間2.38 h、酶解溫度44.72 ℃為最優(yōu)酶解條件，其預(yù)測(cè)出汁率為81.50%，實(shí)測(cè)出汁率為79.91%，兩者基本相符。熱浸漬和果膠酶共同作用能進(jìn)一步提高藍(lán)莓果漿出汁率，比單獨(dú)進(jìn)行酶解藍(lán)莓果漿出汁率提高了9.59%。[結(jié)論]研究可為藍(lán)莓飲品及藍(lán)莓果酒的工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 熱浸漬；果膠酶；酶解；藍(lán)莓；出汁率

中圖分類號(hào) S663.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）13-04057-05

Abstract [Objective] To optimize thermomaceration and enzymolysis combination techniques to improve blueberry juice yield. [Method] Thermomaceration and enzymolysis were combined to improve blueberry juice yield. The effect of thermomaceration temperature， time pectinase dosage， enzymatic temperature and enzymatic time on the blueberry juice yield and juice quality was investigated. Based on singlefactor experiments， a threefactor and threelevel BoxBehnken central composite design coupled with response surface analysis was employed to optimize the enzymolysis technology of blueberry pulp. [Result] The results showed that the optimum condition of enzymolysis was thermomaceration 30 min at 60 ℃firstly and then enzymatic process was conducted at 44.72 ℃for 2.38 h with of 0.21% enzyme dosage. Under the optimal condition， the predicted value of juice yield was 81.50%， while the actual value reached 79.91%， which were nearly consistent， indicating that the combination of thermomaceration and enzymolysis could considerably enhance blueberry juice yield， which was 9.59% more than independent enzymolysis of blueberry fruit pulp. [Conclusion] The study can provide a reference basis for industrialization production of blueberry drinks and wine.

Key words Thermomaceration； Pectinase； Enzymolysis； Blueberry； Juice yield

藍(lán)莓（Blueberry Vaccinium spp）果實(shí)營養(yǎng)豐富，含有人體所需的多種營養(yǎng)物質(zhì)，并且富含花青素、酚類物質(zhì)[1]等活性成分，具有明目抗癌、增強(qiáng)心肺功能、抑制癌細(xì)胞增殖等獨(dú)特保健功效[2]。相關(guān)資料表明，藍(lán)莓果實(shí)中的果膠質(zhì)含量豐富，可達(dá)4.0 g/kg，這些果膠物質(zhì)的存在嚴(yán)重影響藍(lán)莓的榨汁效果[3-6]。

目前，熱浸漬在改善葡萄汁和葡萄酒品質(zhì)方面有所應(yīng)用，李記明等研究報(bào)道，熱浸漬的溫度、時(shí)間對(duì)葡萄汁、葡萄酒的質(zhì)量產(chǎn)生影響，75 ℃，20～40 min的熱浸漬處理效果較好[7]；Berger等研究報(bào)道，熱浸漬溫度保持在60～65 ℃浸漬45 min有助于提高紅葡萄酒的品質(zhì)[8]；張莉等研究得出，發(fā)酵前熱浸漬工藝對(duì)干紅葡萄酒質(zhì)量的影響，熱浸漬參數(shù)為60 ℃處理6～24 h或70 ℃處理6～12 h可明顯提高葡萄的出汁率[9]。

近年來，利用熱浸漬和果膠酶單獨(dú)提高果蔬出汁率的報(bào)道較多，但利用熱浸漬和酶解工藝協(xié)同作用提高果蔬出汁率的研究尚未見報(bào)道。熱浸漬處理通過加熱果漿，使細(xì)胞受熱脹裂，細(xì)胞壁變薄，有利于果肉內(nèi)的胞液流出，提高果膠酶的作用，適當(dāng)提高酶解前出汁率，還可改善色度，降低揮發(fā)酸，有助于提高果汁的質(zhì)量。熱浸漬過程可加速花色苷的溶出，并且還可以提取大量的酚類物質(zhì)[10]。熱浸漬溫度和時(shí)間是影響浸漬過程的2個(gè)重要因素，一般認(rèn)為熱浸漬的工藝條件有2種，一種是低溫長時(shí)間（40～50 ℃，0.5～2.0 h），另一種是較高溫短時(shí)間（50～70 ℃，0.5～30.0 min）[11]。筆者采用熱浸漬和果膠酶酶解共同作用進(jìn)一步提高藍(lán)莓的出汁率，改善藍(lán)莓汁的品質(zhì)，節(jié)約成本，以期為后續(xù)藍(lán)莓飲品及藍(lán)莓果酒的工業(yè)化生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：藍(lán)莓，購自伊春。主要試劑：果膠酶（10 000 U/g），上海源葉試劑有限公司，其他試劑均為分析純。主要儀器設(shè)備：恒溫水浴鍋，上海普渡生化科技有限公司；精密pH計(jì)，廣州三贏儀器公司；TGL16C高速離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；UT1810PC紫外-可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限公司；電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；打漿機(jī)，飛利浦家庭電器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程。

藍(lán)莓→打漿→熱浸漬→果膠酶酶解→滅酶→4 000 r/min離心→澄清藍(lán)莓汁。

1.2.2 藍(lán)莓漿熱浸漬工藝。

1.2.2.1 浸漬溫度對(duì)藍(lán)莓漿出汁率及感官品質(zhì)的影響。

取100 g藍(lán)莓漿5份，分別在40、50、60、70、80 ℃下熱浸漬30 min，根據(jù)熱浸漬后的藍(lán)莓漿的出汁率、氣味和色澤確定最佳浸漬溫度。

1.2.2.2 浸漬時(shí)間對(duì)藍(lán)莓漿出汁率及感官品質(zhì)的影響。

在確定熱浸漬溫度后，浸漬時(shí)間分別設(shè)為20、30、40、50、60 min，立即冷卻后，根據(jù)浸漬后藍(lán)莓漿的出汁率、氣味和色澤確定最佳熱浸漬時(shí)間。

1.2.3 藍(lán)莓漿酶解單因素試驗(yàn)。

1.2.3.1 酶解溫度對(duì)藍(lán)莓漿酶解的影響。取浸漬后藍(lán)莓果漿100 g，加入果漿質(zhì)量0.20%的果膠酶和一倍體積水，分別在35、40、45、50、55 ℃恒溫水浴條件下酶解2 h，酶解后，沸水浴滅酶5 min，4 000 r/min離心10 min，對(duì)上清液稱重并測(cè)定其出汁率、透光率和可溶性固形物，以未加酶的藍(lán)莓漿作為對(duì)照，同時(shí)設(shè)計(jì)2組平行。

1.2.3.2

酶添加量對(duì)藍(lán)莓漿酶解的影響。取浸漬后藍(lán)莓果漿100 g加入一倍體積水，分別加入0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的果膠酶，分別在50 ℃恒溫水浴條件下酶解2 h，同時(shí)設(shè)置對(duì)照組。其他處理同酶解溫度。

1.2.3.3 酶解時(shí)間對(duì)藍(lán)莓漿酶解的影響。取浸漬后藍(lán)莓果漿100 g，加入一倍體積水和0.20%的果膠酶，在50 ℃恒溫水浴條件下分別酶解1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h，同時(shí)設(shè)置對(duì)照組。其他處理同酶解溫度。

1.2.4 響應(yīng)面法優(yōu)化熱浸漬后藍(lán)莓漿酶解提高出汁率工藝。

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取酶添加量、酶解溫度和酶解時(shí)間3個(gè)因素利用Minitab16 軟件進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以出汁率為響應(yīng)值，確定最佳的酶解工藝，并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。響應(yīng)面優(yōu)化因素水平設(shè)計(jì)見表1。

由表9可以看出，浸漬-酶解、單獨(dú)酶解和單獨(dú)浸漬與直接榨汁相比較各項(xiàng)營養(yǎng)成分均有所提高，浸漬-酶解比單獨(dú)酶解和單獨(dú)浸漬出汁率分別提高了9.59%和24.50%，透光率也略有增加，主要是酶解前浸漬有利于果膠酶分解果汁中的果膠物質(zhì)，破壞果汁的膠體系統(tǒng)，使果汁中的懸浮微粒失去保護(hù)而沉淀[16-17]?；ㄉ蘸勘葐为?dú)酶解和單獨(dú)浸漬分別提高了157.71 mg/L和343.90 mg/L，其原因在于浸漬過程有利于花色苷的溶出，使得酶解后的花色苷含量大幅度提高。果膠定性檢測(cè)表明，熱浸漬能減少果漿中果膠含量，而酶解后果膠定性試驗(yàn)為陰性，證明果膠被分解完全。酶解前后的可溶性固形物含量變化不大，酶解后的pH略有下降。

3 結(jié)論與討論

熱浸漬法是利用加熱果漿法提高果漿出汁率，既能充分提取果漿和果肉的色素物質(zhì)和香氣物質(zhì)，又能破壞微生物病原體，有效地防止果汁的氧化和腐敗[18]。發(fā)酵前熱浸漬還能增加果香濃郁度，改善口感結(jié)構(gòu)，以達(dá)到增加后期發(fā)酵酒風(fēng)味，提高發(fā)酵酒質(zhì)量的目的[19]。熱浸漬結(jié)束后，初發(fā)酵溫度較高，處理后的果漿稠度也低，更有利于酵母的發(fā)酵[20-22]。因藍(lán)莓含有大量花色苷，長時(shí)間浸漬容易破壞花色苷和其他營養(yǎng)成分，所以該試驗(yàn)在酶解前對(duì)藍(lán)莓漿進(jìn)行短時(shí)間熱浸漬，采用60 ℃浸漬處理30 min，使藍(lán)莓果肉細(xì)胞受熱脹裂，果肉內(nèi)的胞液流出，從而利于進(jìn)一步的酶解提高出汁率。

該試驗(yàn)確定的酶解溫度最佳參數(shù)比周家華等所報(bào)道的果膠酶酶解歐李果汁最佳酶解溫度50 ℃略低[23]，比楊輝等所報(bào)道的果膠酶酶解蘋果汁最適溫度40 ℃略高[24]，這是因?yàn)樗捎妹傅姆N類和活性不同，但該試驗(yàn)結(jié)果與汪志君等[25]和Thongsombat等[26]所報(bào)道果膠酶酶解獼猴桃果漿和番石榴汁最適酶解溫度45 ℃一致。藍(lán)莓漿出汁率與果膠酶用量在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)，一般情況下，隨著酶添加量的增加，出汁率也逐漸升高，但酶添加量不宜過大，否則不僅增加生產(chǎn)企業(yè)的成本，也影響藍(lán)莓果汁的口感。果膠酶添加量為0.21%時(shí)藍(lán)莓漿出汁率最高，此結(jié)果比張素霞酶解蘆薈汁[27]和盧燕燕等酶解蘋果汁研究結(jié)果[28]偏高，可能是由于原料中果膠含量以及酶的活性不同所致。

該試驗(yàn)通過熱浸漬和酶解共同提高藍(lán)莓果漿出汁率，在溫度60 ℃下熱浸漬30 min后，采用響應(yīng)面法對(duì)果膠酶酶解藍(lán)莓漿的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，得出的優(yōu)化條件為酶解溫度為44.72 ℃，酶解時(shí)間2.08 h，酶添加量0.21%，在此優(yōu)化條件下，藍(lán)莓漿預(yù)測(cè)出汁率為81.50%，而實(shí)測(cè)值為79.91%，回歸方程與實(shí)際情況擬合較好，且所得果汁中花色苷和可溶性固形物含量，以及果汁的透光度均要好于熱浸漬或果膠酶單獨(dú)作用的效果。

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