酶制劑提高濃縮蘋果清汁色值工藝研究

郝瑞峰，霍江華，盧小敏，何 苗

(鹽城衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院，江蘇鹽城224005)

色澤是判斷果汁質(zhì)量的重要常規(guī)指標(biāo)之一，其中色值又是影響濃縮蘋果清汁質(zhì)量和出口的重要技術(shù)指標(biāo)［1］。色值的高低主要與制汁原料、輔料、儲藏溫度以及加工工藝等因素有關(guān)［2－5］。工業(yè)生產(chǎn)上確定了巴氏殺菌、酶解、吸附對果汁色值的提高起關(guān)鍵性作用，酶解主要是應(yīng)用果膠酶、淀粉酶處理壓榨后的粗果汁，水解大分子的果膠、淀粉，減輕果汁濁度，是濃縮蘋果清汁生產(chǎn)中的一道重要工序［6］。

目前，在濃縮蘋果清汁生產(chǎn)中，大多數(shù)企業(yè)采用添加果膠酶和淀粉酶來控制果汁混濁［7］。酶解工藝條件中的各參數(shù)如酶添加量、不同酶的比例、酶解溫度、酶解時(shí)間對不同果蔬漿的影響程度不同［8］。試驗(yàn)表明，酶在濃縮蘋果汁的加工過程中起著重要作用，酶的用量、時(shí)間、溫度對出汁率和果汁澄清度有很大的影響，濃縮蘋果汁在果膠酶和淀粉酶用量為0．1%、酶解時(shí)間1．5 h、酶解溫度50℃時(shí)澄清效果最好，蘋果清汁的透光率可達(dá)95%以上［9］。相關(guān)研究也顯示，酶解對控制果汁色值有幫助［10］，因此，為提高濃縮蘋果清汁色值，對相關(guān)酶類的篩選顯得很有必要。

筆者運(yùn)用不同廠家的新型號果膠酶、淀粉酶處理濃縮蘋果汁，旨在確定果膠酶酶解最佳條件和淀粉酶加量，以期為工廠改進(jìn)生產(chǎn)工藝提供理論支持。

1 材料與方法

1．1 材料 原料:市售陜西紅富士蘋果。主要試劑:無水乙醇(分析純);淀粉(分析純);果膠酶:諾唯信(Petinex Ultra clear)、諾唯信(Petinex Ultra color)、DSM(Rapidase C80 MAX)、丹尼斯克(pektozyme powerclear A)、裕立寶(Unikpectinase X2);淀粉酶:諾唯信(Attenuzyme)、諾唯信(Amylase AG XXL)、DSM(Hagyme GCL)、丹尼斯克(Dlazyme X3)、裕立寶(Vnikamyll F);活性炭:CA-10S(美國碳化公司)。

主要儀器:HJB-25多功能食品加工機(jī)，順德市海電貿(mào)業(yè)有限公司;HH-S電熱恒溫水浴，鄭州長城科技工貿(mào)有限公司;2WAJ阿貝折光儀，上海光學(xué)儀器五廠;FA2004電子天平，上海精科天平;722型可見分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司;SHB-ⅢS循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長城科技工貿(mào)有限公司;RE-85C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海青浦滬西儀器廠。

1．2 方法

1．2．1 果汁的制備。將蘋果在4℃冰柜中冷藏，試驗(yàn)前取出在－18℃中冷凍40 min，取出去皮、切塊，在榨汁機(jī)中打漿40 s，制汁。立即將制得的處于低溫狀態(tài)的果汁裝入試管(2．0 cm×20．0 cm)中，在高于所需處理溫度5℃的水浴中，加熱至75℃計(jì)時(shí)，并保持30 s，立即放入冰水浴中冷卻至4℃左右［11］。

1．2．2 不同種類酶制劑用量的確定。將制得的蘋果汁充分混勻，將諾唯信(Petinex Ultra clear)+諾唯信(Attenuzyme)、諾唯信(Petinex Ultra color)+諾唯信(Amylase AG XXL)、DSM(Rapidase C80 MAX)+DSM(Hagyme GCL)、丹尼斯克(pektozyme powerclear A)+丹尼斯克(Dlazyme X3)、裕立寶(Unikpectinase X2)+裕立寶(Vnikamyll F)分成5組，用移液槍將稀釋后的不同酶制劑分別加入100 ml果汁中，使其加量達(dá)到不同的濃度(μl/L)進(jìn)行梯度試驗(yàn)，以確定每種酶的用量。由于酶只有均勻地分布于果汁中才能充分發(fā)揮其效力，因此果膠酶和淀粉酶在使用前都要用蒸餾水稀釋10倍，并放于4℃下冷藏備用。

果膠酶的用量以果膠檢驗(yàn)是否陰性作為考察指標(biāo)。果膠試驗(yàn)分析步驟:將酶解后的果汁用濾紙過濾，取1份過濾后果汁，加2份酸化乙醇(將1 ml 37%的鹽酸加入100 ml 96%的無水乙醇中)混合，上下倒置3次使之混合，靜置15 min后，觀察。如果有絮狀物，說明果汁中有果膠，沒有絮狀物，則是果膠檢驗(yàn)陰性。

淀粉酶的用量以淀粉檢驗(yàn)中顏色的變化來確定。淀粉試驗(yàn)分析步驟:取20 ml酶解后的果汁于50 ml的燒杯中，加熱到70℃，然后冷卻，再加入1 ml 0．005 mol/L配制好的碘溶液，搖勻后觀察果汁的顏色。如果顯藍(lán)色，說明有淀粉存在;如果顯棕色，說明有少量的淀粉;如果顯黃色，說明沒有淀粉。

1．2．3 不同種類酶制劑作用下濃縮蘋果清汁色值和透光率的變化。將制得的蘋果汁充分混勻，分成5份，每份100 ml，分別將各組酶(同“1．2．2”分組)按其使用量加入，在55℃下酶解90 min，后煮沸中止酶解反應(yīng)，再加入0．05 g活性炭在55℃下吸附90 min，經(jīng)粗濾，抽濾(0．45μm濾膜)，濃縮制得蘋果清汁，在糖度為11．5°Brix下，用1 cm比色皿，在波長440 nm測定色值，在波長625 nm下測定果汁的透光率［12］，試驗(yàn)做5次重復(fù)。

1．2．4 諾唯信(Petinex Ultra clear)果膠酶工藝參數(shù)的確定。選取酶解溫度 45、50、55、60 ℃和酶解時(shí)間30、60、90、120、150 min分別做單因素試驗(yàn)。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同種類酶制劑用量的確定 果膠酶和淀粉酶是果汁生產(chǎn)中應(yīng)用最主要的酶制劑，其添加量由預(yù)試驗(yàn)確定，果膠酶用量以果膠檢驗(yàn)確定，結(jié)果見表1，淀粉酶用量以淀粉檢驗(yàn)確定，結(jié)果見表2。

由表1可知，不同種類果膠酶在不同添加量下，對果膠的分解能力不同。諾唯信(Petinex Ultra clear)、諾唯信(Petinex Ultra color)、DSM(Rapidase C80 MAX)、丹尼斯克(pektozyme powerclear A)對果膠的分解能力相近，在添加量為10μl/L時(shí)，均不能將果膠完全分解，當(dāng)添加量為20μl/L時(shí)，果膠檢驗(yàn)均呈陰性;裕立寶(Unikpectinase X2)在添加量低于40μl/L時(shí)，均不能將果膠完全分解，當(dāng)添加量達(dá)到50 μl/L時(shí)，果膠檢驗(yàn)呈陰性。因此，確定前4種酶的加量為20 μl/L，裕立寶(Unikpectinase X2)的加量為50μl/L。

由表2可知，不同種類淀粉酶在不同添加量下，淀粉試驗(yàn)的結(jié)果相差不大。DSM(Hagyme GCL)添加量為15μl/L才能將淀粉完全分解，其余4種酶在添加量為10μl/L時(shí)，即可將淀粉完全分解。

表2 不同淀粉酶對淀粉的分解情況

2．2 不同種類酶制劑作用下濃縮蘋果清汁色值和透光率的變化 制得的蘋果汁經(jīng)各組酶(同“1．2．2”分組)作用后，測定色值，結(jié)果見圖1。為了進(jìn)一步了解各組酶在控制果汁色值效果上的差異性，對各組酶進(jìn)行單因素試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果得出，F(xiàn)因子=2．62。同時(shí)測定各組酶作用后的透光率，結(jié)果見圖2。

由圖1可知，不同種類的酶制劑處理過的果汁色值有明顯的差異，特別是諾唯信(Petinex Ultra clear)+諾唯信(Attenuzyme)這一組，平均色值最高。由方差分析的F值可知，5組酶處理的果汁色值在0．90的水平上有顯著性差異，第1類含諾唯信(Petinex Ultra clear)+諾唯信(Attenuzyme)、諾唯信(Petinex Ultra color)+諾唯信(Amylase AGXXL)、丹尼斯克(pektozyme powerclear A)+丹尼斯克(Dlazyme X3)、裕立寶(Unikpectinase X2)+裕立寶(Vnikamyll F)，酶解能力較強(qiáng);第2類含DSM(Rapidase C80 MAX)+DSM(Hagyme GCL)，與前4組相比，酶解能力較差。在透光率上，由圖2可以看出各組酶都達(dá)到了95%以上，合格。因此，綜合考慮，采用諾唯信(Petinex Ultra clear)+諾唯信(Attenuzyme)這一組效果最好。

2．3 諾唯信(Petinex Ultra clear)果膠酶工藝參數(shù)的確定

2．3．1 不同酶解溫度下果汁色值的變化。將制得的蘋果汁充分混勻，分成4份，每份100 ml，分別加入諾唯信(Petinex Ultra clear)果膠酶20μl/L和諾唯信(Attenuzyme)淀粉酶10 μl/L，在溫度45、50、55、60 ℃下酶解90 min，煮沸中止酶解反應(yīng)，再加入0．05 g活性炭在55℃下吸附90 min，經(jīng)粗濾，抽濾(0．45μm濾膜)，濃縮制得蘋果清汁，在糖度為11．5°Brix下，用1 cm比色皿，在波長440 nm測定色值，結(jié)果見圖3。

由圖3可知，酶解溫度對果汁色值有較大影響，50、55、60℃時(shí)，色值較接近，45℃時(shí)，色值最低。

2．3．2 不同酶解時(shí)間下果汁色值的變化。將制得的蘋果汁充分混勻，分成5份，每份100 ml，分別加入諾唯信(Petinex Ultra clear)果膠酶20μl/L和諾唯信(Attenuzyme)淀粉酶10

μl/L，在溫度55 ℃下酶解 30、60、90、120、150 min，煮沸中止酶解反應(yīng)，再加入0．05 g活性炭在55℃下吸附90 min，經(jīng)粗濾，抽濾(0．45μm濾膜)，濃縮制得蘋果清汁，在糖度為

11．5°Brix下，用1 cm比色皿，在440 nm 測定色值，試驗(yàn)做5次重復(fù)，結(jié)果見圖4。

由圖4可知，酶解時(shí)間從30、60到90 min，果汁色值變化較大;而對于90、120、150 min，測得的色值較接近，說明在諾唯信(Petinex Ultra clear)果膠酶用量為20μl/L時(shí)，酶解時(shí)間超過120 min后，對果汁色值提高影響不大。

2．3．3 酶解溫度、使用量、酶解時(shí)間的確定。將作用溫度、使用量、作用時(shí)間作為考察因素，按表3進(jìn)行3因素3水平正交試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

由表4極差分析可知，因素A中k2＞ k3＞ k1，取A2;因素B中k3＞ k2＞ k1，取B3;因素 C 中 k3＞k2＞k1，取 C3。故使用諾唯信(Petinex Ultra clear)果膠酶處理蘋果汁的最佳組合為A2B3C3，即處理的最佳溫度為55℃、果膠酶的最佳添加量為30μl/L、最佳酶解時(shí)間為120 min。用1 cm比色杯在625 nm波長處測得果汁的透光率為97．4%，達(dá)到質(zhì)量要求。由表中R值知，各因素對蘋果汁色值影響的主次關(guān)系為RA＞RB＞RC，即酶解溫度和果膠酶用量對果汁色值影響較大。

表3 果膠酶作用的各因素及水平

表4 Petinex Ultra clear果膠酶作用試驗(yàn)結(jié)果

2．3．4 諾唯信(Attenuzyme)淀粉酶不同添加量果汁色值的變化。在確定諾唯信(Petinex Ultra clear)果膠酶用量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了諾唯信(Attenuzyme)淀粉酶在不同添加量下對果汁色值的影響。

試驗(yàn)得出，諾唯信(Attenuzyme)淀粉酶在10、15、20μl/L 3 個(gè)添加量下果汁色值依次為 65．10%、63．90%、64．70%，變化不大，即可認(rèn)為淀粉酶的不同添加量對果汁的色值沒有影響，因此確定諾唯信(Attenuzyme)淀粉酶的添加量仍為10 μl/L。

3 結(jié)論

通過對諾唯信(Petinex Ultra clear)+諾唯信(Attenuzyme)、諾唯信(Petinex Ultra color)+諾唯信(Amylase AG XXL)、DSM(Rapidase C80 MAX)+DSM(Hagyme GCL)、丹尼斯克(pektozyme powerclear A)+丹尼斯克(Dlazyme X3)、裕立寶(Unikpectinase X2)+裕立寶(Vnikamyll F)5組果膠酶進(jìn)行對比試驗(yàn)，得出諾唯信(Petinex Ultra clear)果膠酶和諾唯信(Attenuzyme)淀粉酶組合處理的果汁色值最高;用諾唯信(Petinex Ultra clear)果膠酶處理蘋果汁的最佳工藝參數(shù)是:處理溫度55℃、果膠酶添加量30μl/L、處理時(shí)間120 min;諾唯信(Attenuzyme)淀粉酶的添加量為10μl/L即可。

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