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酶在果汁加工中的應(yīng)用研究

來源: | 作者:lucy | 發(fā)布時間: 2017-07-06 | 5829 次瀏覽 | 分享到:

酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的大分子蛋白質(zhì)物質(zhì)

，具有生物催化性

，因其有專一性和高效性且反應(yīng)溫和

，所以在現(xiàn)代食品生產(chǎn)加工中的應(yīng)用日趨廣泛。大多數(shù)水果味道鮮美

，營養(yǎng)豐富

，但因其貯存困難，許多水果的保鮮期都在24小時以內(nèi)

，所以將其加工成果汁產(chǎn)品可謂是一舉多得

，不僅延長了保質(zhì)期，改善了口感

，還有利于人體對水果中營養(yǎng)物質(zhì)的吸收

。但是，水果中含有果膠

、纖維素

、蛋白質(zhì)等成分，使得果汁加工中存在壓榨困難

、出汁率低

、混濁

、褐變、產(chǎn)生苦味

、穩(wěn)定性差等問題。針對酶在果汁加工生產(chǎn)中提高果汁出汁率和澄清度

、抑制果汁褐變、果汁脫苦幾方面綜述了酶在果汁加工中的應(yīng)用研究

。

1提高果汁出汁率，增加果汁產(chǎn)量

在果汁生產(chǎn)過程中

，出汁率直接影響成本

，故首先要做到的就是盡可能的提高出汁率

。鮮榨果汁中的不溶微粒主要是由果膠物質(zhì)組成

。果膠酶是一種生物催化劑，具有分解果膠物質(zhì)

，降低果汁粘度

，利于汁、渣分離

，提高水果出汁率的性能

。酶法液化技術(shù)就是利用果膠酶的這種特性，使水果蔬菜通過特殊的酶處理工藝

，獲得較多的果汁液

。據(jù)資料報道，酶法液化可使蘋果和梨的浸出率達(dá)到90%~95%

。因此，通過果膠酶處理

，有利于壓榨

，在提高出汁率的同時還可澄清果汁

。漿果類一般果膠較多

，果實破碎后所得的果漿粘稠

，自流汁少

，榨汁困難。通過漿汁酶化法可獲得更多的透明度高

、色澤鮮艷的果汁

。試驗結(jié)果表明酶法處理后漿果出汁率高

，出渣少

，可提高果汁的可溶性固形物含量

，且工藝設(shè)備簡單

，制汁效果優(yōu)于其它制汁方法

。

西番蓮(Passionflower Fruit)是著名的熱帶果汁用水果

。根據(jù)福建省藥物志記載

，西番蓮果甘

、酸

、平

，清肺潤燥

，主治咳嗽、咽干

、聲嘶、大便秘結(jié)

。特別適宜加工成果汁

、果露、果醬

、果凍等風(fēng)味獨特

、營養(yǎng)豐富、滋補(bǔ)健身

、有助消化的產(chǎn)品

。由于西番蓮果汁中含膠體類物質(zhì)較多

，破碎的果漿出汁率低

，且使果汁容易產(chǎn)生渾濁沉淀

，嚴(yán)重影響其品質(zhì)和穩(wěn)定性

，必須在加工過程中采取有效的方法將其去除。利用果膠酶酶法液化技術(shù)處理西番蓮果漿

，有利于提高出汁率

。其主要機(jī)理是果膠物質(zhì)在果膠酶的作用下水解

，使果肉組織分解

，改善果漿的壓榨性能

，降低了粘度

，從而提高了出汁率。黃國清等選擇成熟后自然落果前后3d左右的紫果西番蓮果實進(jìn)行果汁加工

，可獲得營養(yǎng)成分含量高，西番蓮獨特果香味濃郁的果汁

；通過添加0.05%α-淀粉酶，0.25%果膠酶

，在45℃下酶解2.5h后離心過濾

，可較好的提高西番蓮果汁出汁率

。

沙棘

，又稱醋柳、酸刺

，是一種富含生物活性物質(zhì)的天然植物。沙棘果中除含有蛋白質(zhì)

、脂肪

、碳水化合物外

，還有人體必需的多種維生素和無機(jī)鹽

，其中維生素含量豐富

，尤其實Vc含量

，幾乎居一切果、蔬之冠

。沙棘果含有脂肪約2%-3.5%，大部分由不飽和脂肪酸所組成

，極易被人體吸收利用，并能降低血液中的膽固醇和甘油三酯，可有效的防治高血壓和冠心病

。用常規(guī)的方法生產(chǎn)沙棘果汁

，出汁率較低

。李長春等對沙棘的研究表明當(dāng)果膠酶量為300U/100g

，pH4.4

，溫度55℃時為最佳工藝參數(shù)

，試驗出汁率為96%

，提高了8%-16%。從實驗結(jié)果分析來看

，影響沙棘汁出汁率的因素依次為溫度、纖維素酶量

、值和果膠酶量。實驗證明在沙棘汁加工中

，為提高出汁率

，補(bǔ)充纖維素酶以協(xié)同、促進(jìn)果膠酶作用

，可以達(dá)到更好的效果。同時了解到

，酶制劑在發(fā)揮作用時，已不單純的只是起到生物催化的作用

，而且由于它的加入

，會很大程度上同時作用于底物，從而改變其理化結(jié)構(gòu)

。隨著酶技術(shù)的發(fā)展與擴(kuò)充，優(yōu)化酶的作用機(jī)制

，克服各種酶類在使用時的某些局限性

，已成為現(xiàn)在酶類發(fā)展的趨勢。

櫻桃

，屬多年生落葉灌木櫻桃的成熟果實自古以來就受到世人的青睞

。櫻桃是色、香、味

、形俱佳的鮮果

。櫻桃雖然個頭小肉少

，但果肉柔軟多汁

，味道酸甜可口

，除鮮食外

，還可以加工制成蜜餞、果脯

、果醬、果汁

、飲料

、糖水罐頭和果酒等

。櫻桃的營養(yǎng)成分非常豐富

，具有很高的食用價值

。櫻桃汁液中幾乎包含櫻桃的所有營養(yǎng)成分

，且較易提取

，但提取櫻桃汁時

，由于櫻桃的組織中含有大量的果膠物質(zhì)，直接榨汁率較低

，采用浸泡、打漿法難以徹底分離出果汁

，而且所得櫻桃汁的黏度大，穩(wěn)定性差

，在生產(chǎn)加工過程中

，營養(yǎng)成分和香味物質(zhì)都有一定的損失。劉興艷等采用酶解法提取櫻桃汁

，研究果膠酶不同濃度對櫻桃出汁率的影響

，并通過對汁液的澄清度、可溶性固形物含量和透光率的測定分析

，確定提汁的最佳果膠酶濃度

。實驗結(jié)果表明

，果膠酶對櫻桃出汁率的影響較顯著。室溫下添加不同的果膠酶量0

，0.02%

，0.04%，0.06%

，0.08%

，0.10%，0.12%

，酶解8h后

，測得酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10%時的出汁率最高，達(dá)到59.7%

，比對照組提高了14%

，并且極大地降低了果汁的黏度

，使果汁澄清度加大

，可溶性固形物含量明顯提高。實驗結(jié)果還表明

，澄清櫻桃汁的最大透光率波長為620nm

，當(dāng)果膠酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.10%時，汁液的透光率達(dá)到92%

，可溶性固形物含量為13.8%

，櫻桃汁的品質(zhì)比對照組都有較大的提高。

2果汁澄清

，提高品質(zhì)

果汁中含有大量的果膠

、纖維素、淀粉等大分子以及單寧

、蛋白質(zhì)的絡(luò)合物等

，這些物質(zhì)在汁液中進(jìn)行緩慢的物理變化和化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致果汁在加工和貯藏

、銷售期間變色

、變渾。因此

，果汁澄清的效果直接影響到制品的透光率

、粘度和沉淀等主要理化指標(biāo)

。澄清技術(shù)是果汁生產(chǎn)中的一項關(guān)鍵技術(shù)

，對于保證果汁穩(wěn)定性

、抑制褐變

、延長貯藏期

、提高果汁感官品質(zhì)等具有重要作用。果膠酶處理澄清

果汁

，是利用果膠酶水解果汁中能夠引起混濁的果膠物質(zhì)

，使得果汁變得清澈透亮，具有快速

、簡便

、效果好等特點，在生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用價值

。澄清效果取決于果汁的種類

、酶制劑的種類、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間

。酶制劑一般為果膠酶制劑，它是分解果膠多種酶的總稱

，主要有果膠酯酶(PE)、聚半乳糖醛酸酶(PG)等

。

草莓

，是一種多年生草本植物

，我國及世界許多國家均廣為栽培

，資源十分豐富。其果實為漿果

，汁液豐富，甜酸適口

，色澤鮮艷，營養(yǎng)豐富

，風(fēng)味宜人

，是水果中的佳品。對草莓汁的提取

、清汁飲料、濃縮汁飲料

、果肉飲料及混合飲料的加工工藝都有相關(guān)研究

，其關(guān)鍵技術(shù)是澄清工藝，若澄清不完全

，產(chǎn)品就會出現(xiàn)混濁

、沉淀等現(xiàn)象

。王鴻飛等利用果膠酶對草莓果汁進(jìn)行了澄清處理

，最佳工藝參數(shù)為果膠酶的用量為0.035-0.075mL/kg、溫度為35-45℃

、pH3.0-4.0

，果膠酶對草莓果汁澄清處理的效果較好，草莓清果汁的透光率可達(dá)97%以上

，且清汁中可溶性固形物含量基本變化不大。在此基礎(chǔ)上

，采用正交試驗

，得出果膠酶對草莓果汁澄清處理的最適工藝條件為：果膠酶的用量為0.035mL/kg、溫度35℃

、pH3.5。在實際應(yīng)用時

，由于草莓果汁的pH值為3.65

，在用果膠酶澄清草莓果汁時

，可以不用調(diào)節(jié)草莓果汁的pH值

，也會達(dá)到較為理想的草莓果汁澄清效果

。

獼猴桃原產(chǎn)我國，是著名的高Vc含量的水果

，含有多種對人體有益的營養(yǎng)成分

，其果大、味甜

、多汁

，鮮果氣味芳香，酸甜可口

，但獼猴桃果汁在破碎后果漿粘度過高

、產(chǎn)品不易澄清、果汁的穩(wěn)定性不好

、Vc損失大

。李斌等研究了果膠酶澄清獼猴桃汁的最佳工藝參數(shù)為酶HC加量40mg/L，pH3-4

，溫度40-50℃

，處理150min，用此處理工藝所得獼猴桃汁的Vc損失較小

，透光率較高，果膠基本分解完全

。在果漿榨汁中

，也只需采用相同的用量就能使果汁的粘度下降71%

，出汁率提高10%以上

，而營養(yǎng)物質(zhì)基本無損耗。

紅棗營養(yǎng)豐富

，味美可口，且具有一定的食療和保健功能

。由于紅棗果肉中存在大量果膠類物質(zhì)

，不能直接壓榨提汁

，傳統(tǒng)棗汁生產(chǎn)多采用水浸打漿法

。在加工中存在許多缺點，加工過程中營養(yǎng)和香味物質(zhì)易損失和變化

，浸提率低，浸提時間長

。席美麗

，等采用酶解提汁的方法，研究了果膠酶作用最佳環(huán)境

，從而得出紅棗提汁的優(yōu)化工藝條件。結(jié)果表明

，提取溫度50℃

，提取時間6h

，加酶量為紅棗重的0.2%-0.25%

，加水量為紅棗重的3倍時提取效率最高

，紅棗內(nèi)容物質(zhì)呈酸性并具有良好的緩沖作用

，故對紅棗提汁沒有明顯影響

，在生產(chǎn)中可以使用中性水。pH值對提取量沒有明顯影響

。

3 抑制果汁加工貯存中的非酶褐變

非酶褐變是果汁在加工和貯存過程中常發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，非酶褐變使果汁在儲存一定時期后便會產(chǎn)生果漿及果粒的絮狀沉淀

，造成產(chǎn)品的色澤變灰變暗，并在褐變反應(yīng)過程中常常產(chǎn)生帶有熒光的中間體

，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不均一

，并對原汁色澤感觀造成一定的影響

，甚至使成品報廢損失

。馬清河等證明葡萄糖氧化酶可有效防止果汁氧化及抑制果汁褐變，對延長產(chǎn)品的保質(zhì)期和保持果汁風(fēng)味具有明顯效果

。同時葡萄糖氧化酶與增效劑聯(lián)合使用，抗氧化和抑制褐變效果更好

。葡萄糖氧化酶價格適宜

，添加量少，而且

，抗氧化能力與抑制褐變效果能力是其它物質(zhì)不可比擬的

，不改變原來果汁加工的生產(chǎn)工藝，不需增加任何設(shè)備

，適用方便

，適合大生產(chǎn)使用。

4 酶法脫苦

開展柑橘加工技術(shù)的研究是十分必要的

，尤其是柑橘果汁的脫苦技術(shù)

。柑橘類果實的營養(yǎng)價值很高

，以其為原料的柑橘汁中含有豐富的礦物質(zhì)和維生素，特別是鉀和類胡蘿卜素

、維生素C

，它們在預(yù)防某些疾病

、維持心肌功能以及降低血壓等方面有重要的作用

，柑橘汁已經(jīng)成為世界上最受歡迎的果汁

。據(jù)調(diào)查

，我國生產(chǎn)的柑橘汁一般有較明顯的苦味

，這在一定程度上影響了柑橘汁的品質(zhì)。

柚苷酶應(yīng)用于柑桔類果汁的脫苦已有許多報道

，國外已有商品酶出售，國內(nèi)還沒有商品酶

。汪釗等用黑曲霉變異株ZG86固體發(fā)酵所產(chǎn)柚苷酶對桔子汁脫苦

，脫除率達(dá)90%以上，苦味基本消失

。勵建榮等[18]利用黑曲霉HZG27所產(chǎn)柚苷酶在40℃，pH4.0的條件下對柑桔汁進(jìn)行脫苦

，其柚皮苷含量下降達(dá)71%以上

，苦味基本消失；在pH4.0下

，按果汁的0.04%-0.06%添加柚苷酶

，于40℃下酶解1-1.5h，可清除成品桔酒的苦味

，從而改善桔酒的風(fēng)味

。何晉浙等[19]。在柑桔果醋加工中

，利用柚苷酶進(jìn)行脫苦試驗

，溫度25-28℃，酸度0.5-0.8g/100mL

，柚苷酶加量15U/mL

，柚苷酶有較佳的活性。

總結(jié)

隨著人們對果汁質(zhì)量的不斷提高

，科學(xué)技術(shù)人員也應(yīng)該隨消費者需求尋求更好的果汁生產(chǎn)工藝

。酶法改善果汁品質(zhì)已經(jīng)得到了越來越多的認(rèn)可和應(yīng)用，基于現(xiàn)有的技術(shù)手段上

，積極尋找更優(yōu)秀的酶種

，更科學(xué)的加工手段，得到更好品質(zhì)的果汁

，是當(dāng)前果汁生產(chǎn)行業(yè)面臨的更重要任務(wù)

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