桃汁酶解加工關(guān)鍵技術(shù)

◎ 孔維瑩，趙 暉，張?jiān)平?，孫辰凱，申雪蓮，牟建樓

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北 保定 071000)

桃（Amygdalus persicaLinn）原產(chǎn)于我國(guó)西北地區(qū)，是我國(guó)最古老的果樹之一，也是我國(guó)分布范圍最廣的果樹之一[1-2]。2020年我國(guó)桃和油桃種植面積達(dá)86.7萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量達(dá)1 663.4 t，居世界第一位[3]。種植規(guī)模和總產(chǎn)量?jī)H次于蘋果和梨。

桃果味道鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富。中醫(yī)認(rèn)為，桃子性熱味甘酸，具有補(bǔ)益、補(bǔ)心、生津、解渴和解勞熱等功效，為“肺之果”[4]。桃果皮薄，果肉軟，汁多，含水量高，且成熟期多集中在7—8月，桃采后迅速成熟，極易腐爛[5]。桃汁的深加工不僅有利于解決水果豐收季節(jié)的產(chǎn)、銷、運(yùn)輸和保存等多方面的問(wèn)題，而且能產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。

桃汁加工中大量果膠的存在會(huì)影響桃漿的黏度和出汁率。果膠酶是指能夠分解果膠物質(zhì)的多種酶的總稱，用果膠分解酶處理果漿可以有效破壞果膠分子，軟化果肉組織，降低黏度，改善壓榨性能，提高果蔬的出汁率[6-7]。

有關(guān)果膠酶酶解桃汁的工藝研究，國(guó)外未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。國(guó)內(nèi)何翠蟬[8]研究了用果膠酶提高油桃出汁率的工藝，得到最佳工藝參數(shù)為果膠酶用量0.11 mL·kg-1，酶解溫度40 ℃，酶解時(shí)間120 min，其出汁率約為78.95%，與未加果膠酶處理的空白實(shí)驗(yàn)相比，出汁率提高了12.04%。

本研究以桃為原料，研究了果膠酶酶解桃漿的工藝條件，旨在為桃果汁飲料的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

久保桃，市售；果膠酶，市售。

1.2 儀器與設(shè)備

JJ-2型組織搗碎機(jī)，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；HHS-12型電子恒溫水浴鍋，上海東星建材試驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 不同果膠酶對(duì)桃果漿出汁率的影響試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了研究不同果膠酶對(duì)桃出汁率的影響，本文選擇EXV、C、EX和國(guó)產(chǎn)酶4種處理方法進(jìn)行試驗(yàn)[9]。每個(gè)處理取桃漿200 mL，酶解溫度40 ℃，酶解時(shí)間1 h，酶解結(jié)束，加熱滅酶，用3層紗布過(guò)濾得到桃汁，稱重。以不加酶處理為對(duì)照。

1.3.2 加酶量、酶解溫度和酶解時(shí)間對(duì)桃出汁提高率影響的響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)

在選擇了以上試驗(yàn)用酶后，進(jìn)行了此酶加酶量、酶解溫度和酶解時(shí)間的預(yù)試驗(yàn)，在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇此酶的加酶量、酶解溫度和酶解時(shí)間3因素為自變量，以出汁提高率為響應(yīng)值，進(jìn)行Box-Behnken設(shè)計(jì)及響應(yīng)面分析試驗(yàn)。試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)，見(jiàn)表1。

表1 桃汁酶解Box-Behnken設(shè)計(jì)因素和水平表

1.3.3 測(cè)定方法

（1）可溶性固形物含量測(cè)定。利用PR-101折光儀進(jìn)行可溶性固形物含量測(cè)定。

（2）出汁率計(jì)算。桃果漿出汁率計(jì)算公式為出汁率=（過(guò)濾后的果漿重/去核后的桃重）×100%。

（3）出汁提高率計(jì)算。桃果漿出汁提高率計(jì)算公式為出汁提高率=（酶處理后的出汁率/對(duì)照處理的出汁率-1）×100%。

1.3.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

響應(yīng)面試驗(yàn)采用Design Expert 7.12統(tǒng)計(jì)軟件，進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同果膠酶對(duì)桃果漿出汁提高率的影響

不同果膠酶對(duì)桃果漿出汁提高率的影響結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同果膠酶對(duì)桃果漿出汁提高率的影響表

由表2可知，國(guó)產(chǎn)酶和C酶作用后，出汁提高率顯著多于EXV和EX。另外EX酶作用后，果漿可溶性固形物含量最高。綜合考慮出汁提高率、黏度降低率和可溶性固形物含量3方面，本研究選擇C酶作為試驗(yàn)用酶。

2.2 加酶量、酶解溫度和酶解時(shí)間對(duì)桃出汁提高率影響的響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果

響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表3，利用Design Expert 7.12對(duì)表3中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合及對(duì)模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表4所示。

表3 桃汁酶解的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果表

由表4可知，失擬項(xiàng)不顯著（P=0.748 2＞0.05），而模型的P值為0.000 3，表明模型極顯著，模型的確定系數(shù)R2=0.987 4，模型調(diào)整確定系數(shù)R2Adj=0.964 7，表明模型擬合度較好，能較好地反映各因素與響應(yīng)值變化的關(guān)系，可用于預(yù)測(cè)酶解桃汁的最佳組合的實(shí)際情況。從表4還可以看出，因素一次項(xiàng)（X1、X3）對(duì)結(jié)果影響極顯著（P＜0.01），一次項(xiàng)（X2）和二次項(xiàng)X12對(duì)結(jié)果影響顯著（P＜0.05），交互項(xiàng)（X1X2、X1X3和X2X3）、二次項(xiàng)（X22和X32）對(duì)結(jié)果影響不顯著（P＞0.05）。去除二次項(xiàng)X32，得到酶解后果汁出汁提高率Y對(duì)X1加酶量、X2酶解溫度、X3酶解時(shí)間的回歸模型為：

表4 出汁提高率方差分析表

Y=11.21+5.08X1+0.89X2+1.13X3+0.30X1X2-0.72X1X3+0.59X2X3-1.63X12-0.98X22+0.66X32

2.3 酶解工藝的優(yōu)化與驗(yàn)證試驗(yàn)

對(duì)優(yōu)化后的回歸方程進(jìn)行求解，得出果膠酶酶解桃漿最優(yōu)酶解條件為加酶量0.09‰，酶解時(shí)間30.0 min，酶解溫度47.0 ℃，模型預(yù)測(cè)的黏度降低89.91%,出汁率提高14.84%。

為了驗(yàn)證模型方程的適用性與可靠性，采用上述最佳工藝條件進(jìn)行果膠酶酶解桃漿試驗(yàn)，試驗(yàn)重復(fù)3次。結(jié)果表明，在加酶量0.09‰，酶解時(shí)間30.0 min，酶解溫度47.0 ℃的條件下，桃漿黏度降低率89.80%，出汁率提高了14.79%。與預(yù)測(cè)值基本相符，可見(jiàn)該模型能較好地預(yù)測(cè)果膠酶酶解桃漿的情況。

3 結(jié)論

研究確定了適宜進(jìn)行桃漿酶解的果膠酶，綜合考慮出汁率和可溶性固形物含量，選擇C酶作為試驗(yàn)用酶。果膠酶C酶解桃漿的適宜工藝條件為加酶量0.09‰，酶解時(shí)間30.0 min，酶解溫度47.0 ℃，在此作用條件下，桃汁黏度降低率為89.80%，出汁提高率為14.79%。