酶制劑對天然混濁蘋果汁色澤穩(wěn)定性的影響

陳書明

摘 要：通過在蘋果原漿中添加復(fù)合酶制劑，研究酶制劑在維持天然混濁蘋果汁色澤穩(wěn)定性方面的效果。結(jié)果顯示：經(jīng)酶處理后，蘋果汁的明度、彩度值和色調(diào)角均高于對照組；處理與對照相比糖度低、甜度高、單寧量大、總花色苷量大、5-羥甲基糠醛量低。通過正交試驗，發(fā)現(xiàn)多種酶共同使用時的最佳配比為：果膠酶0.008g/kg、葡萄糖氧化酶0.008g/kg、中性蛋白酶0.024g/kg、α-淀粉酶0.016g/kg。添加復(fù)合酶制劑后，使得果汁品質(zhì)全面提高，達(dá)到了企業(yè)優(yōu)質(zhì)天然混濁蘋果汁品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：混濁蘋果汁；酶制劑；色澤；穩(wěn)定性

中圖分類號 TS255.44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）18-120-04

Effect of Enzyme Preparation on the Quality of Natural Cloudy Apple Juice

Chen Shuming

（Sanmenxia Polytechnic，Sanmenxia 472000，China）

Abstract：This paper researched the effects of enzyme preparations on natural cloudy apple juice color stability by the method of orthogonal experiments. The results indicated that lightness，chroma values and hue anglet of apple juice after enzyme treatmen were higher than the controlgroup of apple juice； fruit juice were low sugar，high sweetness，large amount of large amount of tannin and total anthocyanins，low 5-HMF content in contrast with juice compared. Through orthogonal experiment，the best ratio of more enzymes found common use are：pectinase 0.008g/kg，glucose oxidase 0.008g/kg，neutral protease 0.024g/kg，α-amylase 0.016g/kg. After adding compound enzyme preparation，juice quality reached the high quality natural cloudy apple juice.

Key words：Cloudy apple juice； Enzyme preparation； Color； Stability

受2008年全球金融危機(jī)影響，近些年來，我國濃縮蘋果清汁的銷量急劇下降，而天然混濁蘋果汁逐漸被人們認(rèn)可并已在毆洲、日本和美國有售，具有潛在的巨大市場。然而，我國出售的蘋果汁絕大部分為蘋果清汁，蘋果濁汁產(chǎn)品很少，其質(zhì)量與國外產(chǎn)品相比也相差較大。制約蘋果濁汁生產(chǎn)的主要的問題是易變色和易產(chǎn)生沉淀。酶制劑作為清潔、高效、專一的生物催化劑，在果汁加工時多用于提高出汁率，應(yīng)用于果汁穩(wěn)定性方面的研究則相對較少。本項目欲通過利用酶制劑來提高蘋果混油汁的色澤穩(wěn)定性，為蘋果濁汁的生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 蘋果、果膠酶（諾維信）、葡萄糖氧化酶（諾維信）、中性蛋白酶（諾維信）、α-淀粉酶（諾維信）。

1.2 試驗儀器 島津高效液相色譜儀（LCsqution 15 C）、旗美 QT-330 column HEATER色譜柱Diamonsil5uc18 250×4.6mm、糖度儀（ATAGO，serial No H812525）、WGZ-3濁度計（上海昕瑞儀器儀表公司）、榨汁機(jī)（九陽，JYZ-E6）、電子天平、紫外分光光度計（上海美普達(dá)儀器公司，uv-1100）。

1.3 試驗方法

1.3.1 果汁的制備 其步驟如下：

1.3.2 果汁感官檢驗 果汁感官檢驗測定方法依據(jù)中華人民共和國農(nóng)牧漁業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)NY 82.2-1988[1]。

1.3.3 花色苷的提取的測定 花色苷的提取按照趙慧芳等人的方法[2]。

1.3.4 單寧含量測定 單寧含量測定按照劉秀影等人的方法[3]。

1.3.5 5-羥甲基糠醛測定（1）色譜條件：ICS300離子色譜、紫外檢測器、5uc18 250×4.6mm色譜柱；流動相∶乙腈∶水=10∶90（v/v）；流速：1.0mL/min；柱溫：35℃；檢測波長：276nm；進(jìn)樣體積：10μL；保留時間：羥甲基糠醛7.5min。（2）色譜測定：準(zhǔn)確注射10μL樣液于離子色譜儀中，進(jìn)行分析，響應(yīng)值均在儀器檢測的線性范圍內(nèi)。對標(biāo)準(zhǔn)工作液和樣液等體積參插進(jìn)樣測定，以外標(biāo)法定量。

1.3.6 處理濃度設(shè)計 蘋果汁中各種酶制劑的添加量按照表1的濃度進(jìn)行正交試驗設(shè)計（表2），通過測定各組果汁中多種指標(biāo)，尋找出最佳的酶制劑使用配比。僅添加抗壞血酸護(hù)色的作為空白對照，對照組記作組10。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶制劑對果汁感官品質(zhì)的影響 果汁的色澤是指果汁的顏色、鮮亮度，外觀是指混濁狀態(tài)、沉淀量。由圖1可知，經(jīng)酶處理后，處理組蘋果汁的明度、彩度值和色調(diào)角均高于對照組的蘋果混汁，果汁顏色較為鮮艷，說明有色物質(zhì)在酶處理過程中逐漸溶出，保持了較好的色澤。經(jīng)酶處理后，貯藏3d后品嘗口感，發(fā)現(xiàn)果汁口味優(yōu)雅、爽口，糖酸比協(xié)調(diào)，而對照水果味變淡，糖酸比協(xié)調(diào)。酶處理能有效改善果汁的混濁狀態(tài)，使果汁在后期的存儲過程中減少沉淀的生成量。經(jīng)過5個月的貯藏發(fā)現(xiàn)，處理組和對照組在貯藏過程中均有沉淀生產(chǎn)，處理組沉淀厚度均小于對照組。在香氣方面，處理組的評分均高于對照組，但差別不明顯，說明酶處理對保護(hù)果汁香味方面具有一定的價值，這與周晶晶等人的研究一致[4]。蘋果汁的感官檢驗結(jié)果表明，對照組總分為14分，其中一項評分為1分，達(dá)不到中華人民共和國農(nóng)牧漁業(yè)部規(guī)定的果汁銷售標(biāo)準(zhǔn)；而經(jīng)酶處理的各組總分均高于15分，且沒有任何一項評分低于2分，達(dá)到產(chǎn)品的銷售標(biāo)準(zhǔn)（表3）。

2.2 酶制劑對果汁中可溶性固形物含量的影響 果汁顏色發(fā)生褐變的原因有酶促褐變和非酶促褐變，引起非酶促褐變的主要原因之一是糖與氨基酸發(fā)生的美拉德反應(yīng)，減少果汁中糖的存在有利于減輕果汁褐變的程度。果汁中糖含量的多少直接決定了蘋果原漿的風(fēng)味，糖度過高、過低均會影響果汁的糖酸比而影響果汁的口感。圖2顯示，對照組的糖度高于處理組，但在品嘗過程中沒有發(fā)現(xiàn)糖酸比的變化，這說明果汁中各種糖之間的配比發(fā)生變化。由于在測定的過程中所用儀器只能確定被檢測物中總?cè)苜|(zhì)的多少，不能確定特定溶質(zhì)的多少，而蘋果原漿中含有淀粉、蔗糖、葡萄糖、果糖，這些物質(zhì)均會使光線發(fā)生折射，相同物質(zhì)量的不同物質(zhì)發(fā)生的折射程度不同，另外不同的碳水化合物其甜度不同，這就導(dǎo)致糖度降低而甜度不變的發(fā)生。影響果汁風(fēng)味的是甜度，影響果汁色澤的是糖度，在保持甜度不變的情況下降低糖度有利于防止非酶促褐變的發(fā)生。由圖2可知，組3的處理效果最好，酶制劑的配比為果膠酶0.008g/kg，葡萄糖氧化酶0.024g/kg，中性蛋白酶0.024g/kg，α-淀粉酶0.024g/kg。

2.3 酶制劑對果汁中單寧含量的影響 單寧是能沉淀蛋白質(zhì)、生物減的水溶性多酚化合物，其廣泛存在于中草藥和植物食品中。單寧具有抗氧化性，在有氧化劑參與的情況下能發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生黑褐色物質(zhì)。由圖3可知，組1、4、5、6、7單寧含量高于對照，其余的低于對照，但從果汁顏色來看，所有處理組的色澤深度均大于對照，說明果汁的顏色不是由于單寧與氧化劑發(fā)生反應(yīng)造成的。對照組的顏色在貯藏150d后沒有變化，說明果汁中的單寧在貯藏過程中發(fā)生氧化或者是果汁中單寧量很少其發(fā)生反應(yīng)后形成的顏色變化不足以影響果汁，后者的可能性更大；組5、8在貯藏過程中顏色加深，但它們的單寧并不高，這說明果汁的顏色變化不是由于單寧引起的，這與梁茂雨等人的研究一致[5]。果汁中存在適量的單寧對產(chǎn)品的口感和營養(yǎng)來說是有利的，圖3顯示組1的處理效果最好，酶制劑配比為果膠酶0.008g/kg，葡萄糖氧化酶0.008g/kg，中性蛋白酶0.008g/kg，α-淀粉酶0.008g/kg。

2.4 酶制劑對果汁中花色苷含量的影響 花色苷不僅具有緩解視疲勞、增強記憶力、抗菌抗氧化的作用，還具有改善血液循環(huán)、預(yù)防心血管疾病、抗癌防癌的功效?；ㄉ蘸突ㄇ嗨氐姆€(wěn)定性均不高，花色苷的結(jié)構(gòu)中有多個酚羥基，屬于羥基供體，在植物組織中的主要作用是保護(hù)植物中易氧化的成分，其在食品加工和儲藏中經(jīng)常受氧、酶、光照、pH值的影響發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變色。

由圖4可知，處理組的花色苷含量均大于對照組，處理組與對照相比，顏色明顯偏深，說明酶處理能很好的保護(hù)果汁中的花色苷，其原因可能是很好的消除了果汁中的氧；但不同的處理間花色苷的含量不一樣，組1花色苷含量最多，達(dá)16.09mg/100g，其次是組2，再次是組7。研究發(fā)現(xiàn)，酶制劑的種類只需1～2種就能對花色苷起到保護(hù)作用，但是如果想達(dá)到非常高的效果，還需要多種酶的參與。果汁顏色深淺與花色苷含量之間存在一定的相關(guān)性，但處理組果汁的顏色與花色苷含量之間從視覺上來看不出相關(guān)性，這可能是由于果汁的顏色是由花色苷和其他物質(zhì)共同組成的。圖4顯示，組1的處理效果最好，酶制劑配比為果膠酶0.008g/kg，葡萄糖氧化酶0.008g/kg，中性蛋白酶0.008g/kg，α-淀粉酶0.008g/kg。

2.5 酶處理對果汁中5-羥甲基糠醛的影響 5-羥甲基糠醛是葡萄糖等單糖化合物在高溫或弱酸等條件下脫水產(chǎn)生的一個醛類化合物，對人體橫紋肌和內(nèi)臟有損害，在高溫情況下可發(fā)生聚合反應(yīng)生成黃色聚合物。圖5顯示，處理組與對照組相比5-羥甲基糠醛含量明顯降低，這說明酶制劑對減少蘋果原漿中的5-羥甲基糠醛含量有較好的效果。對照組5-羥甲基糠醛含量為1.6mg/g，大于果汁企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5-羥甲基糠醛含量小于0.3mg/g，這說明蘋果果漿不經(jīng)處理直接存放是不正確的。處理組中組8的5-羥甲基糠醛含量最高，為0.11mg/g，低于果汁企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，說明酶處理是降低5-羥甲基糠醛的可行方法。由圖5可知，果汁顏色的深淺與5-羥甲基糠醛產(chǎn)生量成正比，組1的處理效果最好，酶制劑配比為果膠酶0.008g/kg，葡萄糖氧化酶0.008g/kg，中性蛋白酶0.008g/kg，α-淀粉酶0.008g/kg。

2.6 酶處理對果汁各理化指標(biāo)極差分析 表4顯示，根據(jù)極差大小對指標(biāo)下各因素進(jìn)行的主次順序分析表明，果膠酶是影響總花色苷、5-羥甲基糠醛的第一因素，是單寧的第三因素，是糖度的第四因素；中性蛋白酶是影響糖度、總花色苷、5-羥甲基糠醛的第二因素，是單寧的第四因素；葡萄糖氧化酶是影響糖度、總花色苷、5-羥甲基糠醛的第三因素，是單寧的第一因素；α-淀粉酶是影響總花色苷、5-羥甲基糠醛的第四因素，糖度的第一因素，單寧的第二因素。所以4種每只記得主次排序是果膠酶、中性蛋白酶、葡萄糖氧化酶、α-淀粉酶。在對糖度、單寧、總花色苷、5-羥甲基糠醛4項進(jìn)行較優(yōu)方案分析時發(fā)現(xiàn)，果膠酶0.008g/kg是3項指標(biāo)的最佳添加量，葡萄糖氧化酶0.008g/kg是3項指標(biāo)的最佳添加量，中性蛋白酶0.024g/kg是2項指標(biāo)的最佳添加量，α-淀粉酶0.016g/kg是2項指標(biāo)的最佳添加量。因此，確定最佳的酶制劑配比是：果膠酶0.008g/kg、葡萄糖氧化酶0.008g/kg、中性蛋白酶0.024g/kg、α-淀粉酶0.016g/kg。

果泥中添加果膠酶0.008g/kg、葡萄糖氧化酶0.008g/kg、中性蛋白酶0.024g/kg、α-淀粉酶0.016g/kg的復(fù)合酶制劑，其它成分同對照，試驗結(jié)果見表5。由表5可知：添加復(fù)合酶制劑后，果汁品質(zhì)全面提高，達(dá)到企業(yè)對優(yōu)質(zhì)果汁品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

在果汁的壓榨及貯藏過程中，果汁中的成分會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而顯色，如花色苷的分解、Vc的分解、5-羥甲基糠醛聚合產(chǎn)物的產(chǎn)生及單寧的氧化等，這些反應(yīng)的發(fā)生主要是因為有氧、酶和光照的存在。通過添加果膠酶0.008g/kg、葡萄糖氧化酶0.008g/kg、中性蛋白酶0.024g/kg、α-淀粉酶0.016g/kg的復(fù)合酶制劑，可以有效去除果汁中的氧、鈍化酶的活性，聯(lián)合包裝和貯藏時采取避光措施，就能有效地保護(hù)果汁天然的顏色和風(fēng)味物質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

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[2]趙慧芳，王小敏，閭連飛，等.黑莓果實中花色苷的提取和測定方法研究[J].食品工業(yè)科技，2008，4（5）：176-179.

[3]劉秀影.用分光光度法測定果汁中單寧的含量[J].軟飲料工業(yè)，1997，47（1）：43-44.

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[5]梁茂雨，趙光遠(yuǎn)，縱偉.蘋果渾汁貯藏期間沉淀物的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（14）：4283-4285.

（責(zé)編：張宏民）