果膠酶對玫瑰香橙汁澄清效果的影響

付　勛，譚鵬昊（重慶三峽職業(yè)學院，重慶 萬州 404155）

果膠酶對玫瑰香橙汁澄清效果的影響

付勛，譚鵬昊*
（重慶三峽職業(yè)學院，重慶 萬州 404155）

以果膠酶為澄清劑，研究果膠酶用量、pH、溫度和時間對玫瑰香橙汁澄清度的影響。通過單因素試驗，并利用Box-Benhnken中心組合設計，進行澄清條件優(yōu)化。結果表明，果汁透光率測定最佳波長為685 nm，澄清最佳工藝參數(shù)為果膠酶用量0.09 g/L，酶解溫度31℃，果汁pH值為3.9，酶解時間120min。在此最佳條件下，玫瑰香橙汁的透光率為98.00%。

果膠酶；橙汁；澄清

玫瑰香橙源自于塔羅科血橙，長期以來，果實具有果大、質優(yōu)、晚熟、易栽培、抗病強等特點，外觀及果肉均具有玫瑰色彩并帶玫瑰香味，含有一定量的類黃酮甙、β-胡蘿卜素、花青素苷等。自2004年以來，重慶市萬州區(qū)開始推廣種植，目前種植面積已達到20萬畝左右。

果膠酶酶解漿果能降低黏度，提高出汁率，通常不同類型的果蔬出汁率可提高10%～35%［1］，該法在蘋果、獼猴桃等水果澄清已取得較好效果［2-6］。VERSTEEGC等［7］研究發(fā)現(xiàn)柑橘中存在12種果膠酯酶，這些酶對橙汁的懸濁穩(wěn)定性有不同程度影響。牛麗影等［8］采用果膠酶對5個品種橙汁進行酶解處理，研究不同品種酶解后橙汁的理化指標差異，結果表明，5個品種（哈姆林、橘橙、鳳梨甜橙、錦橙、特羅維他）酶解后的澄清度分別為28.35%、26.64%、16.46%、34.96%、9.12%。蘇學素等［9］采用管式聚偏氟乙烯超濾膜對血橙汁進行超濾澄清處理，澄清后果汁透光率達96%以上。羅安偉等［10］采用果膠酶、L殼聚糖及L硅藻土對甜橙汁進行澄清處理，澄清后果汁透光率分別為88.3%、93.6%、93.8%。果膠酶針對不同品種橙汁澄清處理過程中，酶解處理條件及澄清后橙汁的澄清度均不一致。本研究以果膠酶為澄清劑，采用單因素試驗，分別研究果膠酶用量、果汁酶解溫度、果汁酶解pH值及酶解時間對玫瑰香橙果汁澄清效果的影響，在此基礎上，以果汁透光率為響應值，確定最佳澄清工藝參數(shù)，以期為果膠酶在玫瑰香橙汁澄清的應用提供理論基礎，為開發(fā)功能性玫瑰香橙飲品的研制奠定基礎。

1　材料與方法

1.1料與試劑

玫瑰香橙：購于重慶市萬州區(qū)龍寶林發(fā)超市。

果膠酶（30 000U/g）：南寧龐博生物工程有限公司；檸檬酸（分析純）：天津市北辰方正試劑廠；體積分數(shù)為95%乙醇（分析純）：南京化學試劑股份有限公司；碳酸氫鈉（分析純）：天津市致遠化學試劑有限公司；鹽酸（分析純）：開封市鼓樓區(qū)鑫泰化工有限公司。

1.2器與設備

T6新世紀紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器責任公司；JYZ-E6T榨汁機：九陽股份有限公司；CP214電子天平奧豪斯儀器（上海）有限公司；雷磁PUS—3C pH計：上海儀電科學儀器股份有限公司。

1.3試驗方法

1.3.1瑰香橙汁制備工藝流程

1.3.2作要點

選新鮮、無病變、霉腐的玫瑰香橙，清洗去皮，用榨汁機搗碎，按0.1 g/L的酶用量添加，于25℃酶解150 min，90℃滅酶15min，用快速濾紙過濾出澄清果汁后待測定其透光率。

1.3.3汁透光率最適波長的確定

取適量橙汁，測定波長：400～750 nm，分別測定其透光率。采用透光率反映果汁澄清程度，透光率越大，澄清度越好。

1.3.4因素試驗設計

（1）果膠酶用量的確定

分別于每支試管中裝入10m L果汁，果膠酶添加量分別為0.02 g/L、0.03 g/L、0.04 g/L、0.05 g/L、0.06 g/L、0.07 g/L、0.08 g/L、0.09 g/L、0.10 g/L、0.11 g/L、0.12 g/L，pH為果汁初始pH值，25℃酶解150min，濾紙過濾后測定其透光率。

（2）果汁pH值的確定

分別于每支試管中裝入10m L果汁，pH值分別調至2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5，每支試管按0.08 g/L的果膠酶用量添加，于25℃酶解150m in，pH為果汁初始pH值，濾紙過濾后測定其透光率。

（3）酶解溫度的確定

分別于每支試管中裝入10m L果汁，果膠酶用量0.08 g/L，pH值為4.0，置于20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃條件下酶解150min，濾紙過濾后測定其透光率。

（4）酶解時間的確定

分別于每支試管中裝入10m L果汁，果膠酶用量0.08 g/L，pH值為4.0，酶解溫度30℃，酶解時間60 m in、75min、90min、105min、120min、135min、150m in、165min、180min，濾紙過濾后測定其透光率。

1.3.5應面試驗設計

以果膠酶用量（A）、酶解溫度（B）及果汁pH值（C）作為影響因素，以透光率（Y）為響應值，按Box-Benhnken的中心組合試驗設計［11-12］進行3因素3水平的二次多項回歸分析，各因素水平編碼設計見表1。

表1　Box-Benhnken試驗設計因素與水平Table 1 Fac tors and levels of Box-Benhnken experim ents design

2　結果與分析

2.1定玫瑰香橙汁透光率最適波長的確定

圖1　測定波長對果汁透光率的影響Fig.1 Effectof determ ination wavelength on juice transm ittance

由圖1可知，在波長685 nm處，透光率最大，之后變化平穩(wěn)，故確定685 nm為透光率測定最適波長。

2.2膠酶用量對果汁澄清的影響

圖2　果膠酶用量對果汁透光率的影響Fig.2 Effectof pectinase addition on juice transmittance

由圖2可知，酶用量為0.04～0.06 g/L時，透光率隨酶用量增加而快速上升；酶用量為0.06～0.08 g/L時，透光率快速上升趨勢減緩；酶用量為0.08～0.10 g/L時，透光率趨于平穩(wěn)；酶用量為0.10～0.12 g/L時，透光率略有下降趨勢?？梢姽z酶用量與澄清效果直接相關，用量較低時，果膠物質只能部分分解，效果較差；當酶用量較大，會導致果汁混濁，同時成本也隨之增加［13］。因此，果膠酶最佳用量為0.08 g/L。

2.3pH值對果汁澄清的影響

圖3 pH值對果汁透光率的影響Fig.3 Effecto f pH on juice transmittance

由圖3可知，pH值為3.5～4.0時，透光率逐漸增大；pH值為4.0左右時，透光率最大，為95.12%，澄清效果最佳，pH值＞4.0，透光率逐漸下降，主要原因是果膠酶活性受pH影響。因此，酶解最適pH值為4.0。

2.4解溫度對果汁澄清的影響

圖4　酶解溫度對果汁透光率的影響Fig.4 Effect of hydrolysis temperature on juice transm ittance

由圖4可知，溫度為30～45℃時，活性最佳，果膠酶只有在一定溫度范圍內(nèi)才能發(fā)揮最佳活性；酶解溫度＜30℃時，酶活性隨溫度增加快速增加；酶解溫度＞55℃時，酶活性受高溫作用活性下降明顯。因此，酶解溫度控制在30℃左右，能得到較好的澄清效果。

2.5解時間對果汁澄清的影響

圖5　酶解時間對果汁透光率的影響Fig.5 Effectof hydrolysis time on juice transm ittance

由圖5可知，酶解時間為60～120min時，透光率隨澄清時間增加而提高；酶解時間為120m in時，透光率最大，為97.68%；在酶解時間＞120m in后，透光率均變化不大，變化極小，故確定果汁酶解最佳時間為120min。

2.6應面試驗結果分析［14-16］

參照Box-Benhnken設計方案進行響應面試驗，結果見表2。

采用Design-Expert8.0.5b對表2數(shù)據(jù)進行多元回歸分析，得到二次多項回歸方程為：Y=-170.24+999.13A+8.39B+ 48.17C+4.73AB-68.75AC-0.17BC-4 956.25A2-0.13B2-4.74C2，對該二次多項模型進行方差分析，結果見表3。

表2　響應面試驗結果與分析Table 2 Results and analysis of response surface expe rim ents

表3　回歸方程方差分析Table 3 Variance analysis of regression m odel

由表3可知，方差的模型顯著性P＜0.001，則模型有意義；失擬值為0.260 1＞0.05，模型與實驗值之間差異較小。R2Adj=0.920 0，模型能解釋92.00%響應值變化，R2=0.965 0，擬合度較好，則模型能解釋各因素對澄清效果的影響。一次項A及二次項B2對結果的影響極顯著（P＜0.001），一次項B及二次A2對結果的影響高度顯著（P＜0.01），二次C2對結果的影響顯著（P＜0.05）。

2.6.1應面分析

果膠酶添加量、酶解溫度及pH值對果汁透光率的響應面分析［17-19］，結果見圖6。

圖6　果膠酶用量、溫度及pH值交互作用對果汁透光率影響的響應面和等高線Fig．6 Response surface plots and contour line of effectof interactions between pectinase addition，temperature and pH on transm ittance of juice

由圖6a可知，果汁pH在0水平時，透光率隨酶解溫度升高而增加，31℃時最高，之后逐漸下降；透光率隨酶用量的增加逐漸上升，0.09 g/L時達最高值，之后趨于平穩(wěn)。

由圖6b可知，酶解溫度在0水平時，果汁透光率隨果汁pH值增加而增加，pH值4.0時透光率最高，之后略有下降；透光率隨著果膠酶用量增加而增加，0.09 g/L時最高，之后趨于平穩(wěn)。

由圖6c可知，果膠酶用量在0水平時，果汁透光率隨果汁pH值的增加而升高，pH值在4.0時最高，之后略有下降；透光率隨著酶解溫度增加逐漸增加，31℃最高，之后逐漸下降。

2.6.2工藝驗證試驗

用軟件進性回歸模型分析，得出最佳澄清工藝參數(shù)：果膠酶用量、酶解溫度、果汁酶解pH分別為0.09 g/L、31.28℃、3.86，透光率的預測值為98.38%?？紤]到實際操作方便，澄清工藝調整為果膠酶用量0.09 g/L、酶解溫度31℃、果汁pH值為3.9，酶解120min，按此工藝處理后測定果汁透光率為98.00%，誤差為0.38%，說明模型響應面得到的最優(yōu)參數(shù)可行，有一定的指導作用。

3　結論

以萬州玫瑰香橙為原料，通過調整果汁pH值，添加果膠酶，在一定溫度下酶解處理，得到澄清的玫瑰香橙汁。

研究得到果汁澄清優(yōu)化最佳工藝參數(shù)：果膠酶用量為0.09 g/L，溫度為31℃，果汁pH值3.9，酶解時間120m in，澄清效果最佳，果汁透光率達98.00%。果汁澄清具有工藝簡單，操作方便，生產(chǎn)周期短，為進一步玫瑰香橙果酒、果醋等開發(fā)奠定基礎。

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Effectsof pectinaseon roseorange juice clarification

FU Xun，TAN Penghao*
（Chongqing Three Gorges VocationalCollege，Wanzhou 400155，China）

Using pectinase asclarifying agent，the effectof pectinase addition，pH，temperature and time on roseorange juice clarification was studied. The optimum technicalparameterswere summed up as follows through Box-Benhnken central composite design on the basisof single factor experiments.The results showed that the optimalwavelength of transm ittancewas 685 nm，and the optimal clarifying parameterswere pectinase 0.09 g/L，hydrolysis temperature31℃，pH 3.9 and hydrolysis time 120m in.Under these conditions，the transm ittanceof the juicewas98.00%.

pectinase；orange juice；clarification

TS262．7；TS255．46

0254-5071（2016）01-0125-04

10．11882/j．issn．0254-5071．2016．01．027

2015-11-19

重慶市教委科學技術研究項目資助（KJ1503407）

付勛（1988-），男，碩士研究生，研究方向為釀酒微生物。

譚鵬昊（1979-），男，實驗師，碩士，研究方向為食品分析與檢測。