果膠酶對百香果汁澄清效果的研究

摘 要：果汁生產(chǎn)通常需要進行澄清處理，果膠酶法是果汁澄清的主要方法。近年來，廣西百香果產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，廣西已成為我國最大的百香果產(chǎn)區(qū)之一。為解決百香果鮮果價值低、保藏期短問題，增加百香果附加值，豐富百香果產(chǎn)品，本文通過單因素和正交試驗確定了果膠酶澄清百香果汁的最佳生產(chǎn)工藝條件。結(jié)果表明，在百香果汁pH=4.0，果膠酶用量120 mg·kg-1，酶解溫度45 ℃，酶解140 min條件下，生產(chǎn)出的百香果汁澄清度最佳，透光率達84.5%。

關(guān)鍵詞：果膠酶；百香果汁；澄清效果；正交試驗

Study on the Clarifying Effect of Pectinase on Passion Fruit Juice

ZHONG Xuan， LI Youmei*， HUANG Wensheng， WEI Xuanming， QIN Hailu

（College of Agricultural Engineering， Guangxi Vocational and Technical College， Nanning 530226， China）

Abstract： Fruit juice production usually requires clarification， and pectinase is the main method of fruit juice clarification. In recent years， Guangxi passion fruit industry has developed rapidly， and Guangxi has become one of the largest passion fruit producing area in China. In order to solve the problems of low fresh fruit value and short shelf life of passion fruit， increase the added value of passion fruit and enrich the product of passion fruit， the optimum production conditions of pectinase clarified passion fruit juice were determined by single factor and orthogonal test. The results showed that under the conditions of pH=4.0， pectinase dosage of 120 mg·kg-1， enzymolysis temperature 45 ℃ and enzymolysis for 140 min， the clarity of passion fruit juice was the best， and the light transmittance reached 84.5%.

Keywords： pectinase; passion fruit juice; effect of clarification; orthogonal experiment

百香果又名雞蛋果，學名西番蓮，是熱帶多年生藤本攀緣果樹[1]，原產(chǎn)于大、小安的列斯群島，現(xiàn)廣泛種植于熱帶、亞熱帶地區(qū)，我國廣東、廣西、海南、福建、云南等地均有種植[2]。百香果因成熟后具有多種香氣而得名[3]，香味濃郁獨特[4]、口感酸甜，有“果味之王”的美譽，是世界上已知含有芳香物質(zhì)最多的水果之一[5]。據(jù)統(tǒng)計，2020年廣西百香果的種植面積占全國60%以上[2]，由于百香果鮮果貯藏期較短，亟待通過技術(shù)加工解決百香果的保值、增值問

題[6-10]。果汁產(chǎn)品不僅能夠減少水果中營養(yǎng)及生物活性成分的損失，還可以保留原有的風味，并且口感較好，因此深受消費者的喜愛[11-13]。將百香果加工成果汁，既能保留百香果原有的風味，又可減少營養(yǎng)成分的損失，同時可解決百香果保藏期短的問題[14]。但是，由于百香果中含有果膠物質(zhì)，在生產(chǎn)過程中面臨出汁率低、沉淀物多、出現(xiàn)渾濁等問題，對百香果汁品質(zhì)有所影響。果膠酶[15-17]是果汁生產(chǎn)中必不可少的酶類，可催化果膠分解，有效地降低果膠的黏稠度，從而提高果汁的出汁率及澄清度。食品工業(yè)生產(chǎn)中，相較于殼聚糖法澄清果汁會導致果汁脫色的不足，果膠酶法具有澄清作用高效、作用條件溫和、效果好、無污染的特點[18-21]。本文通過探討果膠酶對百香果汁的澄清效果，為澄清百香果汁的生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

百香果，市售，果實成熟，無破損及病變。果膠酶（30 000 U·g-1），南寧龐博生物工程有限公司；無水檸檬酸（分析純），北京索萊寶科技有限公司。

電子天平ME54E，梅特勒-托利多儀器上海有限公司；恒溫水浴鍋HH-8，金壇市億能實驗儀器廠；破壁機，臨沂麥苗商貿(mào)有限公司；酸度計FE28，梅特勒-托利多儀器上海有限公司；離心機TG16G，凱特實驗儀器有限公司；分光光度計T6，北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 百香果汁澄清工藝流程

百香果汁澄清工藝流程為百香果→挑選→清洗→切分→挖取果肉→低速打漿→原汁（渾濁汁）→加入果膠酶進行處理→滅酶→離心→取澄清液測定透光率。

1.2.2 百香果汁澄清度的測定

采用分光光度法，以蒸餾水為參比，作波長300～850 nm百香果汁的吸收曲線，據(jù)此確定百香果汁澄清度的測定波長為600 nm[19]。依據(jù)A=-lgT（A表示吸光度，T表示透光率），在600 nm波長下測定果汁的透光率，并將其作為澄清度。透光率值越大，澄清度越高，說明果汁澄清效果越好。

1.2.3 酶解單因素試驗

（1）果膠酶用量對百香果汁透光率的影響。取7份100 g的百香果汁，用0.1%檸檬酸將果汁pH調(diào)至4.0，分別加入0 mg、3 mg、6 mg、9 mg、12 mg、15 mg和18 mg果膠酶，即果膠酶用量為0 mg·kg-1、30 mg·kg-1、60 mg·kg-1、90 mg·kg-1、120 mg·kg-1、150 mg·kg-1和180 mg·kg-1，用玻璃棒攪拌均勻后，在35 ℃水浴中酶解60 min，滅酶，濾出上清液，測透光率。試驗重復3次。

（2）酶解溫度對百香果汁透光率的影響。取6份100 g的百香果汁，用0.1%檸檬酸將果汁pH調(diào)至4.0，加入12 mg果膠酶，攪拌均勻，在25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃和50 ℃恒溫水浴中酶解60 min，滅酶，濾出上清液，測透光率。試驗重復3次。

（3）酶解時間對百香果汁透光率的影響。取6份100 g的百香果汁，用0.1%檸檬酸將果汁pH調(diào)至4.0，加入12 mg果膠酶，攪拌均勻，在35 ℃水浴中分別酶解30 min、60 min、90 min、120 min、150 min和180 min后，滅酶，濾出上清液，取上清液測透光率。試驗重復3次。

（4）果汁pH對百香果汁透光率的影響。取5份100 g的百香果汁，用0.1%檸檬酸分別將果汁pH調(diào)整為2.0、3.0、4.0、5.0和6.0，加入12 mg果膠酶，攪拌均勻，在35 ℃水浴中酶解60 min后，滅酶，濾出上清液，取上清液測透光率。試驗重復3次。

1.2.4 百香果汁澄清效果正交試驗

在單因素試驗基礎(chǔ)上，選擇果膠酶用量、酶解時間、酶解溫度和果汁pH值為考察因素，以透光率為考察指標，設(shè)計4因素3水平正交試驗，確定百香果汁澄清工藝的最佳酶解條件。正交試驗因素和水平設(shè)計見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 果膠酶用量對百香果汁透光率的影響

百香果果肉中富含果膠物質(zhì)，加入果膠酶后，破壞了果膠分子間的連接點，使大分子果膠物質(zhì)降解成小分子物質(zhì)，從而使果汁中的固形物沉降，起到澄清作用。由圖1可知，果膠酶用量對百香果汁有一定的澄清效果。當果膠酶用量在0～120 mg·kg-1時，隨著酶用量的逐漸增加，百香果果汁透光率呈上升趨勢，果汁澄清度逐漸提高，當果膠酶用量為120 mg·kg-1時，果汁透光率達到峰值，澄清效果最佳。繼續(xù)增加果膠酶用量時，果汁透光率出現(xiàn)下降趨勢，這是由于酶蛋白過量，使果汁產(chǎn)生二次渾濁，從而導致透光率下降。

2.1.2 酶解溫度對百香果汁透光率的影響

溫度過高或過低均會影響酶的活性。由圖2可知，酶解溫度在25～45 ℃時，隨著酶解溫度的升高，百香果汁的透光率不斷增大，當酶解溫度為45 ℃時，有最大透光率，此時百香果汁的澄清效果最佳。隨著酶解溫度的繼續(xù)升高，透光率反而下降，這是由于酶解溫度過高，果膠酶失活，從而導致果汁澄清度降低。

2.1.3 酶解時間對百香果汁透光率的影響

由圖3可知，酶解時間由30 min延長至120 min，百香果汁的透光率由54.2%增加至79.7%，隨著酶解時間的增加，果汁的透光率呈明顯的上升趨勢。當酶解時間為120 min時，出現(xiàn)最大透光率，此時澄清效果最佳。此后，隨著酶解時間的延長，透光率趨于平穩(wěn)，變化不明顯。

2.1.4 果汁pH對百香果汁透光率的影響

果膠酶本質(zhì)是蛋白質(zhì)，百香果汁的pH值會影響果膠酶的電荷分布及分子結(jié)構(gòu)，從而影響果膠酶的活性。在特定的pH范圍內(nèi)，果膠酶中的活性部分氨基酸殘基更容易與底物結(jié)合或催化，此時果膠酶的活性最高。當百香果汁的pH偏離果膠酶的最適pH范圍，果膠酶的電荷狀態(tài)發(fā)生改變，導致果膠酶的催化效果降低。由圖4可知，當果汁pH在2.0～4.0，隨著果汁pH值的增大，果汁的透光率呈上升趨勢，在果汁pH為4.0時，果汁透光率達到最高峰，此時澄清效果最佳。當繼續(xù)增大果汁pH值時，透光率反而降低。

2.2 正交試驗結(jié)果

由表2可知，以透光率作為百香果汁澄清評價指標，由正交試驗結(jié)果和極差分析可得，各因素對百香果汁澄清效果的影響程度由大到小依次為C＞D＞A＞B，即果膠酶用量＞酶解溫度＞酶解時間＞果汁pH，最佳生產(chǎn)工藝組合為A3B2C2D2，即百香果汁pH為4.0，果膠酶用量120 mg·kg-1，酶解溫度45 ℃，酶解時間140 min。在此組合條件下，百香果汁的透光率為84.5%。

3 結(jié)論

本文采用單因素試驗和正交試驗對果膠酶澄清百香果汁進行優(yōu)化，結(jié)果表明，果膠酶澄清百香果汁的最優(yōu)工藝為百香果汁pH=4.0，果膠酶用量120 mg·kg-1，酶解溫度45 ℃，酶解時間140 min，在此條件下果汁透光率為84.5%，澄清效果最佳，為澄清百香果汁的生產(chǎn)提供了一定的理論依據(jù)。

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基金項目：廣西重點研發(fā)計劃（桂科AB21196067）；桂職院（2022）133號221204。

作者簡介：鐘璇（1970—），女，廣西南寧人，碩士，高級工程師。研究方向：食品精深加工。

通信作者：李幼梅（1988—），女，廣西浦北人，碩士，工程師。研究方向：食品精深加工。E-mail：551907021@qq.com。