酶技術(shù)對紅棗汁提取效果的影響

張根樂，萬瑩，李衛(wèi)，*

（1.晉城市康順食品有限公司，山西晉城048000；2.湖北工業(yè)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢430068）

酶技術(shù)對紅棗汁提取效果的影響

張根樂1，萬瑩2，李衛(wèi)2，*

（1.晉城市康順食品有限公司，山西晉城048000；2.湖北工業(yè)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢430068）

以紅棗為原料，采用酶解浸提的方法制備紅棗汁。主要研究酶解條件對紅棗汁提取效果的影響，通過試驗(yàn)比較采用果膠酶、果膠酶與纖維素酶的復(fù)合酶、果膠酶與酸性蛋白酶的復(fù)合酶分別進(jìn)行酶解浸提對紅棗汁黏度和提取率的影響。試驗(yàn)表明：采用果膠酶與纖維素酶的復(fù)合酶時(shí)提取效果較好，在加酶量為果膠酶0.20%、纖維素酶0.15%；酶解溫度T=50℃；浸提時(shí)間為t=3 h；料水比為1∶5(g/mL)的條件下，提取率為60.2%，黏度為1.50 mPa·s，所得汁液棗香濃郁、無苦味、顏色為棗紅色，具有較好的穩(wěn)定性。

酶技術(shù)；紅棗汁；提取；黏度

Abstract:The jujube as materials,preparation of jujube juice used enzyme extraction method.Major study is the effect of hydrolysis conditions on the jujube juice extracted,through the experimental comparison of the use of pectinase,pectinase and cellulase enzyme,pectinase and acid protease enzyme extraction respectively the viscosity of the jujube juice and extract rates.Experimental results show that use of pectinase and cellulase enzyme complex the extraction well,in the amount of enzyme to 0.20%pectinase,cellulase 0.15%;hydrolysis temperature T=50 ℃;extraction time for t=3 h;material-water ratio is 1∶5(g/mL)conditions,the extraction rate of 60.2%,a viscosity of 1.50 mPa·s,received date fruity juice,no bitterness,color is maroon,with good stability.

Key words：enzyme technology；jujube juice;extraction;viscosity

紅棗，又稱大棗，為鼠李科植物的成熟果實(shí)，是我國著名特產(chǎn)。紅棗的營養(yǎng)極為豐富，是藥食兼用果品，素有“活性維生素丸”之稱。近代醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，紅棗具有健脾養(yǎng)胃，補(bǔ)中益氣，滋肺強(qiáng)腎，緩解藥毒，抑制癌細(xì)胞增殖的保健功效[1]。

目前，紅棗加工產(chǎn)品越來越受歡迎，但棗類細(xì)胞結(jié)構(gòu)及成分復(fù)雜[2]，且其中大部分不溶于水，限制了棗類有效成分的溶出[3-4]，因此其產(chǎn)品主要集中在干果制品類。本文以紅棗汁黏度及提取率為指標(biāo)，討論了果膠酶與纖維素酶的復(fù)合酶對制作紅棗汁的影響。

1 材料設(shè)備與測定方法

1.1 材料

紅棗：甘肅臨澤大棗，選無蟲柱、無霉?fàn)€的干果。

果膠酶：上海丹尼悅生物科技有限公司，酶活力5000 U/mg；纖維素酶：湖北立業(yè)生物制品有限公司，酶活力1000 IU/mL；酸性蛋白酶：湖州禮來生物技術(shù)有限公司，酶活力5000 U/mg。

化學(xué)試劑：均為分析純。

1.2 設(shè)備

HC2168型組織破碎機(jī)：上海賽康科技電器有限公司；DZX-6000B真空干燥箱：上海福瑪實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；PhS-4酸度計(jì)：上海偉業(yè)儀器廠；NDJ-8S數(shù)顯黏度計(jì)：上海方瑞儀器有限公司。

1.3 測定方法

可溶性固形物（soluble solids content，SSC）含量：用手持糖量計(jì)測定[5]。

黏度：奧氏黏度計(jì)。

提取率/%=紅棗汁可溶性固性物含量×棗汁重量/干棗重量[6]。

2 方法

2.1 工藝流程

紅棗→揀選→蒸煮→打漿→去核→提取（酶處理）→離心→澄清→濃縮→滅菌→產(chǎn)品

2.2 試驗(yàn)方法

紅棗中含有多種生理活性物質(zhì)，浸提過程應(yīng)該盡可能使紅棗中的營養(yǎng)物質(zhì)完全提取出來。水可提取出紅棗中的多種有效成分，但其中的淀粉、果膠、黏液質(zhì)等在熱水中發(fā)生膠溶，造成過濾困難，蒸發(fā)濃縮操作費(fèi)時(shí)[7]。果膠酶、纖維素酶等酶制劑能分解細(xì)胞壁中間層和不溶性高分子原果膠，降低黏度，并能使氨基酸、多肽、多糖、香氣、脂肪酸等功能成分充分溶解。蛋白酶可使蛋白質(zhì)降解為氨基酸，避免渾濁和絮凝現(xiàn)象發(fā)生。但在酶解浸提下，提高提取率的同時(shí)也增加了紅棗汁的黏度[8]。

選擇無腐爛、無病蟲害的紅棗，清洗、破碎后以一定的料水比浸泡。將紅棗與浸泡液一起預(yù)煮，使紅棗軟化便于打漿。打漿預(yù)煮后的紅棗經(jīng)打漿機(jī)打漿，皮核進(jìn)行綜合利用，漿液進(jìn)行酶解浸提。對采用單一酶與復(fù)合酶分別酶解的效果進(jìn)行比較，最后對一組復(fù)合酶酶解條件進(jìn)行探索，研究加酶量、浸提溫度、浸提時(shí)間、pH值對提取率的影響，以尋求較低黏度及提取率較高的條件。對復(fù)合酶酶解條件研究時(shí)選用L9(34)正交表進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)，確定優(yōu)化工藝條件。

3 結(jié)果與分析

3.1 單一酶與復(fù)合酶對紅棗汁提取效果的影響比較

本試驗(yàn)用同一條件：料水比1∶5，浸提時(shí)間4 h，浸提溫度 50℃，pH=3.5，t=4h，0.25%加酶量，結(jié)果見表1。

表1 單一酶與復(fù)合酶比較Table 1 Comparison of single-enzyme and complex-enzyme

由表1可以看出，復(fù)合酶較單一酶作用下提取率較高，黏度也有較大增加。2種復(fù)合酶作用相比，在果膠酶與纖維素酶的復(fù)合酶作用下，紅棗汁提取率較高，黏度較小，所以采用果膠酶與纖維素酶的復(fù)合酶對紅棗進(jìn)行酶解浸提較為適合。

3.2 復(fù)合酶對紅棗汁提取效果影響的單因素試驗(yàn)

3.2.1 酶解溫度對紅棗汁提取效果的影響

稱取500 g紅棗，共6份，加入5倍水、加入0.25%果膠酶，纖維素酶 0.10%，分別在 10、20、30、40、50、60℃下酶提4 h，pH值為4，取濾液，測定其黏度、可溶性固形物，計(jì)算提取率，試驗(yàn)結(jié)果如圖1。

圖1 酶解溫度對紅棗汁提取效果的影響Fig.1 Hydrolysis of temperature on the extraction of jujube juice

由圖1可見，黏度隨溫度增加而增加，提取率在40℃時(shí)最高，綜合考慮提取效果較佳酶解溫度在30℃~50℃。

3.2.2 浸提時(shí)間對紅棗汁提取效果的影響

稱取500 g紅棗，共5份，加入5倍水，加入0.25%果膠酶，纖維素酶0.10%，加熱至50℃，分別酶提2、3、4、5、6 h，pH 值為 4，取濾液，測定其黏度、可溶性固形物，計(jì)算提取率，試驗(yàn)結(jié)果如圖2。

圖2 浸提時(shí)間對紅棗汁提取效果的影響Fig.2 Time on extraction of jujube juice

由圖2可知，提取率與黏度都隨溫度增高而增大，提取時(shí)間大于4 h后趨于平衡，較佳浸提時(shí)間為3 h~5 h。

3.2.3 料液比對紅棗汁提取效果的影響

稱取紅棗 500 g，共 5 份，分別加入 3、4、5、6、7 倍水，加入0.25%果膠酶，纖維素酶0.10%，加熱至50℃，酶提4 h，pH值為4，取濾液，測定其黏度、可溶性固形物，計(jì)算提取率，試驗(yàn)結(jié)果如圖3。

圖3 料液比對紅棗汁提取效果的影響Fig.3 Solid-liquid ratio on the extraction of jujube juice

由圖3可知，提取率隨料水比增大，當(dāng)料水比在1∶5后趨于平緩，黏度有增加趨勢，綜合得較佳料水比為 1∶4～1∶6。

3.2.4 酶用量對紅棗汁提取效果的影響

稱取500 g紅棗，共5份，加入5倍水，加入纖維素酶0.10%，分別加0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%果膠酶，50℃，酶提 4 h，pH 值為 4，取濾液，測定其黏度、可溶性固形物，計(jì)算提取率，試驗(yàn)結(jié)果如圖4。

圖4 果膠酶對紅棗汁提取效果的影響Fig.4 Effect of pectinase on the impact of jujube juice extraction

由圖4可知，隨著果膠酶加入量的增加，提取率提高，黏度在加入量為0.25%時(shí)最小，確定較佳果膠酶加入量為0.2%～0.3%。

稱取500 g紅棗，共5份，加入5倍水，加入果膠酶0.25%，分別加0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%纖維素酶，50℃，酶提4 h，pH值為4，取濾液，測定其黏度、可溶性固形物，計(jì)算提取率，試驗(yàn)結(jié)果如圖5。

圖5 纖維素酶對紅棗汁提取效果的影響Fig.5 Effect of Cellulase on the impact of jujube juice extraction

隨著纖維素酶加入量的增加，提取率略微提高，黏度變小，但從經(jīng)濟(jì)的角度考慮確定較佳纖維素酶加入量可為0.10%左右就足夠了。

3.2.5 pH值對紅棗汁提取效果的影響

稱取500 g紅棗，共7份，加入5倍水，分別調(diào)pH值為 2、2.5、3、3.5、4、4.5、5，加入 0.25%果膠酶，纖維素酶0.10%，加熱至50℃，酶提4 h，取濾液，測定其黏度、可溶性固形物，計(jì)算提取率，試驗(yàn)結(jié)果如圖6。

由圖6可知，在pH為2.5～4.5時(shí)，pH對提取率和黏度的影響不大，在正交試驗(yàn)中可以不作為考慮因素。

3.3 復(fù)合酶對紅棗汁提取效果影響的正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，在pH=3.5時(shí)對酶用量、酶解溫度、浸提時(shí)間、料水比這4個(gè)因素選取如下水平進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)，結(jié)果如表2。

圖6 pH值對紅棗汁提取效果的影響Fig.6 pH on the effect of jujube juice extraction

表2 紅棗汁復(fù)合酶酶解條件正交試驗(yàn)及結(jié)果分析Table 2 Orthogonal experiment of enzymolysis conditions for Jujube juice and its results

從表2中可以看出，酶用量是影響紅棗汁提取率和黏度的主要因素，酶解溫度、浸提時(shí)間和料水比的影響較小，為求提取率高且黏度較低，綜合兩個(gè)指標(biāo)可選取的最佳工藝為A3B1C2D3，即為加酶量為果膠酶0.20%、纖維素酶0.15%；酶解溫度T=50℃；浸提時(shí)間為t=3 h；料水比為1∶5(g/mL)。在此條件下試驗(yàn)，得到紅棗汁提取率 60.2%，黏度 1.50 mPa·s。

4 結(jié)論

1）采用復(fù)合酶較采用單一果膠酶酶解紅棗能有效提高紅棗汁的提取率，而且紅棗汁香醇濃郁，無苦味，顏色為棗紅色，具有較好的穩(wěn)定性，但一定程度上也增加了紅棗汁的黏度。

2）采用果膠酶與纖維素酶的復(fù)合酶酶解紅棗時(shí)，為達(dá)到提取率與黏度的平衡的最佳工藝加酶量為果膠酶0.20%、纖維素酶0.15%；酶解溫度T=50℃；浸提時(shí)間為t=3 h；料水比為1∶5(g/mL)。此條件下，紅棗汁提取率為60.2%，黏度為1.50 mPa·s，提取效果較好。

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Enzyme Technology for the Extraction of Jujube Juice

ZHANG Gen-yue1，WAN Ying2，LI Wei2，*
（1.Jincheng Shun Food Co.,Ltd，Jincheng 048000，Shanxi，China ；2.School of Chemical and Environmental Engineering，Hubei University of Technology，Wuhan 430068，Hubei,China）

2010-01-25

張根樂（1977—），男（漢），工程碩士，研究方向：食品加工工藝。

*通信作者：李衛(wèi)（1968—），女，博士后。