柚苷酶對玫瑰香橙果汁中柚皮苷酶解效果的影響

付 勛，譚鵬昊,聶青玉，張 艷

(重慶三峽職業(yè)學(xué)院，重慶萬州404155)

柚苷酶對玫瑰香橙果汁中柚皮苷酶解效果的影響

付 勛，譚鵬昊,聶青玉，張 艷

(重慶三峽職業(yè)學(xué)院，重慶萬州404155)

以玫瑰香橙為原料，采用柚皮苷對果汁進行處理，研究不同酶添加量、處理時間、酶解溫度、果汁pH值對果汁中柚皮苷去除效果的影響，通過響應(yīng)面分析對工藝優(yōu)化；研究表明，最佳工藝條件為，酶添加量0.06%，酶解溫度40℃，pH值為4.0，在此條件下酶解120 min，柚皮苷去除率可達68.8%。

果酒； 柚苷酶； 玫瑰香橙； 柚皮苷

柑橘類水果含有以柚皮苷等為主的苦味物質(zhì)，對深加工如開發(fā)新型果酒、果醋等存在較大影響，柑橘類水果脫苦問題研究已成為當(dāng)前該領(lǐng)域的熱點[1-8]，其中酶法脫苦采用柚苷酶水解柚皮苷，是一重要方法，相關(guān)研究表明，采用柚苷酶酶解不同品種柑橘水果中柚皮苷過程中，酶解工藝及柚皮苷去除效果差異較大[4-6]。采用柚苷酶去除玫瑰香橙中柚皮苷尚未見相關(guān)報道，本研究先采用單因素試驗，分別研究酶用量、酶解時間、酶解溫度、酶解pH值及對柚皮苷去除效果的影響，在此基礎(chǔ)上，以柚皮苷去除率為響應(yīng)值，確定柚皮苷去除最佳工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

材料：玫瑰香橙，購于重慶市萬州區(qū)龍寶林發(fā)超市。

試劑：柚皮苷（HPLC≥98%，上海如吉生物科技有限公司），柚皮苷酶（食品級，上海康達食品工程有限公司），乙腈色譜純等均為國產(chǎn)色譜純。

儀器設(shè)備：Algilent 1260LC高效液相色譜儀（配二極管陣列檢測器），色譜柱C18（4.6 mm×l50 mm，5 μm粒度），安捷倫科技有限公司；榨汁機，九陽股份有限公司；電子天平（奧豪斯CP214），奧豪斯儀器（上海）有限公司；pH計（雷磁PUS-3C），上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 玫瑰香橙汁的前處理

新鮮玫瑰香橙去皮榨汁后進行過濾處理，橙汁以3000 r/min離心20 min，取上清液12.50 mL，置于25.00 mL容量瓶中定容，再超聲處理10 min，濾膜（0.45 μm）過濾后備用[9]。

1.2.2 果汁中柚皮苷的測定

果汁中柚皮苷含量的檢測條件為[10]：流動相為乙腈和水（v/v，25∶75），檢測波長287 nm，流速為1.0 mL/min，分離柱子溫40℃，進樣量20.00 μL。

1.2.3 單因素試驗設(shè)計

(1)柚苷酶用量單因素試驗。在橙汁中分別添加0.02%、0.04%、0.05%、0.06%、0.08%、0.10%的柚皮苷酶(酶解溫度40℃、果汁pH值不調(diào)節(jié)、酶解時間120 min)，測定酶解前后果汁中柚皮苷的含量。

(2)酶處理時間單因素試驗。在橙汁添加0.06%柚皮苷酶，果汁pH值不調(diào)節(jié)，溫度40℃，酶解時間分別為60 min、80 min、100 min、120 min、150 min、180 min、200 min（酶解結(jié)束后在95℃水浴鍋中保溫10 min滅酶），測定酶解前后果汁中柚皮苷的含量。

(3)酶解溫度單因素試驗。在橙汁中添加0.06%柚苷酶，果汁pH值不調(diào)節(jié),分別置于30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃恒溫條件下酶解，酶解時間120 min，酶解結(jié)束后在95℃水浴鍋中保溫10 min滅酶，測定酶解前后果汁中柚皮苷的含量。

(4)酶解pH值單因素試驗。橙汁pH值分別調(diào)整為3.0、3.5、4.0、4.5、5.0，酶添加量0.06%、酶解溫度40℃，酶解時間120 min，酶解結(jié)束后在95℃水浴鍋中保溫10 min滅酶，測定酶解前后果汁中柚皮苷的含量。

1.2.4 響應(yīng)面試驗設(shè)計

以柚苷酶用量、酶解溫度及果汁pH值（單因素試驗中對柚皮苷脫除率影響較大的3個因素）作為響應(yīng)值，以Box-Behnken design[11-14]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(shè)計見表1。

表1 實驗設(shè)計因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 柚皮苷酶添加量對酶解效果的影響（圖1）

圖1 酶添加量與柚皮苷去除率的關(guān)系

由圖1可知，柚苷酶添加量小于0.06%時，柚皮苷去除率隨酶用量的增加而增高；柚苷酶用量高于0.06%以后，柚皮苷去除率維持在61%左右，酶添加量繼續(xù)增大，柚皮苷去除率增加不明顯。且酶用量過大，酶蛋白會引起果汁渾濁、產(chǎn)生沉淀等現(xiàn)象[15]，同時考慮到實際生產(chǎn)中成本問題，酶添加量取低值較好。

2.2 酶解時間對酶解效果的影響（圖2）

圖2 酶解時間與柚皮苷去除率的關(guān)系

由圖2看出，隨著時間的延長，柚皮苷去除率不斷增加，酶解時間達到120 min以后，去除率變化較平穩(wěn)，考慮實際生產(chǎn)中生產(chǎn)周期因素，酶解時間確定在120 min為宜。

2.3 酶解溫度對酶解效果的影響（圖3）

由圖3可知，酶解溫度在38～42℃時，柚皮苷的去除率均在62%以上，當(dāng)溫度低于35℃或高于50℃時，柚皮苷去除率快速下降，在此溫度范圍內(nèi)，柚皮苷對玫瑰香橙果汁脫苦效果較適宜。

2.4 酶解pH值對酶解效果的影響（圖4）

圖3 酶解溫度與柚皮苷去除率的關(guān)系

圖4 果汁pH值與柚皮苷去除率的關(guān)系

由圖4可知，果汁pH值在3.8～4.2范圍時，柚皮苷去除率較高，當(dāng)pH值為4.0時去除率達到65%，pH值低于3.5或高于4.5時，柚皮苷去除率隨pH值變化下降較快。

2.5 響應(yīng)面試驗結(jié)果分析

參照Box-Benhnken設(shè)計方案進行響應(yīng)面試驗，結(jié)果見表2。

表2 響應(yīng)面試驗結(jié)果

2.5.1 模型的回歸擬合分析

進行多元回歸分析，得二次多項回歸方程為：Y=-1845.45+5115.00A+29.36B+567.31C+21.50AB-337.50AC-0.85BC-35250.00A2-0.33B2-63.75C2（Y、A、B、C分別對應(yīng)柚皮苷去除率、柚苷酶用量、酶解溫度及果汁pH值）。由方程可知，酶用量及酶解時果汁pH值對柚皮苷去除率影響最大，酶解溫度對柚皮苷去除率影響最小。

2.5.2 模型有效性檢驗（表3）

由表3可知：方差的模型顯著性P＜0.001，則模型有意義；R2Adj=0.946，模型能解釋94.6%響應(yīng)值變化，R2=0.9764，擬合度較好，則模型能解釋各因素對柚皮苷去除率的影響。對回歸模型中系數(shù)顯著性分析，酶用量及酶解溫度的影響極顯著（P＜0.001）。

2.5.3 響應(yīng)面分析

柚苷酶添加量、酶解溫度及pH值對柚皮苷去除率的響應(yīng)面分析，見圖5。

由圖5a可看出，pH值為0水平時，柚皮苷去除率隨溫度上升而增高，40℃時最高，然后逐漸下降；而酶用量為0.06%時柚皮苷去除率達到最高，之后變化不明顯。

由圖5b可看出，酶解溫度在0水平時，pH值在3.8～4.2范圍，柚皮苷去除率變化較平穩(wěn)，其中pH4.0時，柚皮苷去除率最佳；而柚皮苷去除率隨酶用量增加而增高，酶用量為0.06%達到最大值。

由圖5c可看出，柚苷酶用量在0水平時，柚皮苷去除率隨酶解溫度增加而增高，40℃時達到最大值，之后逐漸降低。

2.5.4 工藝驗證試驗

進行回歸模型分析，得最佳工藝參數(shù)：酶用量、酶解溫度、pH值分別為0.06%、40℃、4.0，柚皮苷去除率為69.3%，按此工藝處理后測定果汁透光率為68.8%，誤差為0.73%，說明模型最優(yōu)參數(shù)可行，有一定指導(dǎo)作用。

表3 回歸模型方差分析

圖5 各因素之間交互作用對柚皮苷去除率的影響

3 結(jié)論

以萬州玫瑰香橙為原料，研究柚皮苷酶去除果汁中柚皮苷過程中，酶解時間、酶用量、酶解溫度、果汁pH值對柚皮苷去除率的影響，再進一步通過響應(yīng)面分析優(yōu)化。

研究得到柚皮苷去除率最佳工藝參數(shù)：柚苷酶用量0.06%，酶解溫度40℃，果汁pH值4.0，在此條件下酶解120 min，效果最佳，柚皮苷去除率達68.8%。該工藝簡單，操作方便，生產(chǎn)周期短，對解決柑橘類果酒中脫苦等問題具有一定指導(dǎo)作用。

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《釀酒科技》連續(xù)8年獲貴州省報刊出版質(zhì)量綜合評估一級期刊榮譽

本刊訊：在貴州省2016年度報刊核驗及出版質(zhì)量綜合評估中，《釀酒科技》再次獲得自然科學(xué)類一級期刊榮譽。這是《釀酒科技》連續(xù)8年獲得該項榮譽。

貴州省新聞出版廣電局于2017年4月20日至5月25日對全省報紙期刊進行了年度核驗，核驗工作于2017年5月底完成。報刊年度核驗工作小組對全省42種報紙和90種期刊進行了綜合評估，評定一級報紙5種，二級報紙31種，三級報紙5種；一級期刊10種，二級期刊75種，三級期刊2種?！夺劸瓶萍肌繁辉u為一級期刊。

《釀酒科技》是面向國內(nèi)外公開發(fā)行的中國酒業(yè)學(xué)術(shù)刊物，全面報道中國白酒、啤酒、葡萄酒、黃酒、酒精、果露酒等行業(yè)的研究報告和取得的科技進步、科技創(chuàng)新、科技開發(fā)和科技應(yīng)用成果及行業(yè)動態(tài)，具有行業(yè)指導(dǎo)性、科技推廣性與生產(chǎn)適用性及科研教學(xué)學(xué)術(shù)參考性。2001年成為“中國期刊方陣雙效期刊”，2002年成為“中國科技核心期刊”，2004年獲得“全國中文核心期刊”，2005年獲得“國家期刊獎百種重點期刊”，2007年獲得“貴州省第一屆優(yōu)秀期刊獎”，2009年至今連續(xù)8年獲“貴州省報刊出版質(zhì)量綜合評估一級報刊”榮譽，2011年再度榮獲“全國中文核心期刊”和“中國科技核心期刊”。2014年獲國家新聞出版廣電總局第一批認(rèn)定的科技類學(xué)術(shù)期刊。2016年入圍由中國（武漢）期刊交易博覽會主辦的“中國最美期刊”。（黃筱鸝）

Removal of Naringin from Tarocco Orange Juice by Naringinase

FU Xun,TAN Penghao,NIE Qingyu and ZHANG Yan
(Chongqing Three Georges Vocational College,Chongqing 404155,China)

In this study,naringinase was used to remove naringin from Tarocco orange juice.The best adding amount of naringinase, treatment time,enzymolysis temperature,and juice pH value were summed up through response surface method as follows:the adding amount of naringinase was 0.06%,enzymolysis temperature was at 40℃,juice pH value was 4.0,and treatment time was 120 min.Under the above conditions,the removal rate of naringin reached up to 68.8%.

fruit wine;naringinase;Tarocco orange;naringin

TS262.7；TS261.4

A

1001-9286（2017）09-0048-04

10.13746/j.njkj.2017141

重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項目資助（KJ1503407）。

2017-05-23

付勛（1988-），男，碩士研究生，從事微生物發(fā)酵研究，E-mail：545960402@qq.com。

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2017-07-19；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170719.1059.002.html。