寒地特色中小蘋果果汁加工酶處理技術(shù)研究

黃峰華，于澤源，李興國

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院信息中心，黑龍江哈爾濱150086; 2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，黑龍江哈爾濱150040)

寒地特色中小蘋果果汁加工酶處理技術(shù)研究

黃峰華1，于澤源2，*，李興國2

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院信息中心，黑龍江哈爾濱150086; 2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，黑龍江哈爾濱150040)

以黑龍江省中小型蘋果K9、鈴鐺、黃太平、金紅品種為試材，以品種、酶解時(shí)間、酶解溫度、加酶量作四因素四水平的正交實(shí)驗(yàn)，研究適宜加工果汁的蘋果品種及酶解工藝。結(jié)果表明:品種選擇K9，酶解時(shí)間4h，酶解溫度50℃，加酶量為800U/100g組合的果汁質(zhì)量指標(biāo)最佳。此工藝條件下可使出汁率提高41%，可溶性固形物提高9%，總酸提高32%，色值降低82%。其中，影響各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)的主要因素是品種，其次是酶解溫度。

中小型蘋果，果汁加工，酶解

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

中小型蘋果K9、金紅、黃太平、鈴鐺品種 購于哈爾濱果品批發(fā)市場;果膠酶 天津利華酶制劑有限公司;果膠、半乳糖醛酸 Sigma公司;其他藥品均為分析純。

1.2 測定方法

可溶性固形物:阿貝折射儀法;VC含量:2，6-二氯靛酚滴定法(GB 6195-86);總酸:GB 12293-90的方法;pH:GB 10468-89方法;色值(A):721-2000型分光光度計(jì)在420nm處測果汁的消光值，以蒸餾水做對照［7］;澄清度(T):721-2000型分光光度計(jì)在720nm處測蘋果汁透光率，以蒸餾水為對照［7］;出汁率=壓榨后果汁重/鮮果重×100%;總糖:蒽酮比色法［8］;總酚:福林丹試劑法［9］;蛋白質(zhì):考馬斯亮蘭法［10］;果膠:咔唑比色法［11］;果膠酶活力:分光光度法［12］。以上測定均為3次重復(fù)，結(jié)果分析取平均值。

表2 蘋果的各種質(zhì)量指標(biāo)分析結(jié)果

表3 中小型蘋果酶解正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 適宜加工的蘋果品種 選擇無病蟲害及機(jī)械損傷的八成熟以上鮮果，剔除雜物并用清水沖洗。測定4種蘋果的質(zhì)量指標(biāo)，選出適于制汁的中小型蘋果品種。

1.3.2 酶解工藝正交實(shí)驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別以品種、酶解時(shí)間、酶解溫度、加酶量(見表1)4個(gè)因素進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)L16(44)。測定果汁的出汁率、可溶性固形物、總酸、色值，并作極差和方差分析，確定影響果汁質(zhì)量的主要因素、最佳組合，比較差異顯著性。

表1 果膠酶的正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 適宜加工的蘋果品種選擇

加工用蘋果要求出汁率較高，并有合適的糖酸比，引起后渾濁的果膠、單寧、蛋白質(zhì)含量要少。由表2可知，在4種中小型蘋果中，出汁率以K9最高;可溶性固形物以鈴鐺和K9較高;總酸以鈴鐺和K9較高;糖酸比以K9和黃太平較適宜;總糖以K9和金紅含量較高;VC以K9和鈴鐺含量較高;蛋白質(zhì)以K9和金紅的含量較少;果膠以K9和鈴鐺含量較少;總酚含量K9明顯少于其它3個(gè)品種。因此，在4個(gè)品種中，以K9的出汁率、糖、酸及VC含量都較高，糖酸比較適宜;且蛋白質(zhì)、果膠、總酚含量較低;實(shí)驗(yàn)選取K9作為加工用蘋果品種。

2.2 酶解正交實(shí)驗(yàn)

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別以品種(A)，加酶量(B)，酶解時(shí)間(C)，酶濃度(D)4個(gè)因素做正交實(shí)驗(yàn)L16(44)(見表3)，對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行極差和方差分析(見表4)。

2.2.1 對出汁率的影響 從表3看出，在品種選擇上鈴鐺的岀汁率最高，其次是K9;酶解時(shí)間以5h、溫度以50℃、加酶量以800U/100g水平的出汁率最高。從表4看出，各因素影響出汁率的主次順序?yàn)?A(品種)＞B(時(shí)間)＞C(溫度)＞D(酶量)。方差分析表明，品種在F0.1水平上對出汁率差異顯著。從以上分析可以說明，品種是影響出汁率的主要因素。

2.2.2 對果汁可溶性固形物的影響 從表3看出，品種以黃太平，酶解時(shí)間5h，酶解溫度50℃，加酶量700U/100g，果汁中可溶性固形物含量最高。從表4看出，各因素影響果汁可溶性固形物的主次順序?yàn)? A(品種)＞C(溫度)＞B(時(shí)間)＞D(酶量)。方差分析表明，品種和酶解溫度在F0.01水平上差異極顯著，而酶解時(shí)間在F0.05水平上顯著，加酶量在F0.1水平上顯著。綜合以上分析可以看出，在4個(gè)不同因素中，品種和酶解溫度是影響果汁中可溶性固形物含量的最主要因素，而酶解時(shí)間和加酶量是次要因素。

表4 影響質(zhì)量指標(biāo)各因素的極差和方差分析

表5 最佳酶解工藝與非酶解工藝主要質(zhì)量指標(biāo)比較

2.2.3 對總酸含量的影響 從表3看出，品種選擇上以鈴鐺、時(shí)間以4h、溫度以40℃、加酶量以900U/100g果汁中酸含量最高。從表4極差分析表明，各因素影響果汁中總酸含量的主次順序?yàn)?A(品種)＞C (溫度)＞B(時(shí)間)＞D(添加量)。方差分析表明，品種在F0.01水平上對果汁中總酸含量的影響極顯著，酶解溫度在F0.1水平上對果汁中總酸含量的影響顯著。綜合以上分析可以看出，品種是影響果汁中總酸含量的最主要因素，而酶解溫度是影響果汁中總酸含量的次要因素。

2.2.4 對果汁色值的影響 從表3看出，品種以鈴鐺、時(shí)間以4h、溫度以40℃、加酶量以900U/100g的果汁色值最低。從表4極差分析表明，各因素影響色值的主次順序?yàn)?C(溫度)＞A(品種)＞B(時(shí)間)＞D(加酶量)。方差分析表明，溫度在F0.05水平上對果汁色值的影響顯著，品種在F0.1水平上對果汁色值的影響顯著。綜合以上分析可以得出，溫度是影響色值的主要因素，品種為次要因素。

2.5 酶解工藝條件的可行性分析

由表5可以看出，在最佳酶解工藝條件下與非酶解工藝相比，出汁率提高 40.7%，總酸量提高32%，總糖增加27.1%，可溶性固形物增加9%;VC降低92.5%，色值降低81.7%，果膠含量降低29.4%;蛋白質(zhì)含量有所增加，總酚含量變化不大。實(shí)驗(yàn)表明，酶解工藝顯著提高了中小蘋果果汁的出汁率、總糖、總酸含量，降低了VC、色值、果膠的含量，這些指標(biāo)的變化符合現(xiàn)代蘋果汁加工工藝的要求，因此酶解工藝條件具有較高的可行性。

但是果汁中蛋白質(zhì)含量增加的現(xiàn)象值得注意，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)含量高是導(dǎo)致蘋果汁發(fā)生后混濁和二次混濁的一個(gè)主要因素，因此在現(xiàn)代蘋果汁生產(chǎn)中應(yīng)降低果汁中蛋白質(zhì)含量，延長果汁貨架保質(zhì)期。

3 討論

該實(shí)驗(yàn)所用4種中小型蘋果品種的含酸量在0.63%～2.17%，高于加工用蘋果要求含酸量大于0.6%的標(biāo)準(zhǔn)。可溶性固形物含量在11.17～13.79°Brix之間，出汁率在53.2%～59.7%之間。考慮加工用蘋果要求出汁率高、適宜的糖酸比、低褐變等因素，選擇K9作為加工用品種。鈴鐺因其香氣最濃，酸含量高，雖原料果的出汁率低，但酶解后出汁率卻較高，可作為調(diào)酸和提取香氣的加工用品種。

果蔬酶解工藝能夠顯著提高出汁率和澄清度，使總糖、可溶性固形物、可滴定酸的含量增加，同時(shí)降低了果膠的含量，使制汁加工變得更容易［15-18］，該實(shí)驗(yàn)也得出了相同的研究結(jié)果。品種是影響各個(gè)質(zhì)量指標(biāo)的最重要因素，其次是酶解溫度，加酶量和酶解時(shí)間除對可溶性固形物有差異顯著性影響外，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)對其他各項(xiàng)指標(biāo)的影響不是很顯著。

實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)酶解增加了蛋白質(zhì)含量，這是由于首先酶制劑就是蛋白質(zhì)，其次酶解過程促進(jìn)了果膠和淀粉的水解，同時(shí)使被束縛的蛋白質(zhì)溶出。

綦菁華［7］的研究表明酶解后果汁的濁度變小，但總酚類的減少趨勢不明顯，該實(shí)驗(yàn)也得出了相同的結(jié)論。葛毅強(qiáng)［19］對果汁中酚類物質(zhì)提出了研究新思路，認(rèn)為雖然果汁中酚類物質(zhì)一直與褐變、后渾濁等技術(shù)難題密切相關(guān)，在各加工操作單元中都被列為被去除的對象，但近年來，對酚類物質(zhì)的特殊收斂口味和某些酚類物質(zhì)對人體的保健功能有了新的認(rèn)識，因此如何既消除果汁褐變和后混濁，又最大限度地保留酚類物質(zhì)的功能成分是很有意義的課題。

4 結(jié)論

綜合原料蘋果選擇和酶解工藝實(shí)驗(yàn)，K9具有出汁率較高、糖酸比合適、總酚含量低、褐變程度輕等優(yōu)點(diǎn)，選定其為加工用蘋果品種。鈴鐺果含酸量高，酶解后色值低、具有中小型蘋果特有的芳香氣味，可以作為調(diào)酸和提取香氣品種。小蘋果酶解的最佳工藝條件為:品種K9，加酶量800U/100g果漿，酶解溫度50℃，酶解時(shí)間為4h。

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Study on enzymolysis techniques on small or medium sized apple juice in frigid zone

HUANG Feng-hua1，YU Ze-yuan2，*，LI Xing-guo2
(1.Information Research Institute，Heilongjiang Academy of Agricultural Science，Harbin 150086，China; 2.Horticulture College，North East Agricultural University，Harbin 150040，China)

Taking 4 varieties of small or medium sized apples K9，Lingdang，Huangtaiping and Jinhong that yielded in Heilongjiang province as test materials，the apples that fits to make juice and the enzymolysis technology were studied by the method of orthogonal test with 4 factor and each with 4 levels.The four factors were variety，enzymolysis time，enzymolysis temperature and dosage of enzyme.The results showed that the juice quality was optimum when the variety was K9，the enzyme temperature was 50℃，enzymolysis time was 4h，and the dosage of enzyme was 800U/100g.Under this condition，the juice yield increased 41%，soluble solid increased 9%，total acid increased 32%，color value decreased 82%.The main factor that influenced the quality index in the order of variety，and enzymolysis temperature.

small or medium sized apples;juice processing;enzymolysis

TS255.44

B

1002-0306(2011)03-0277-04

我國是世界蘋果生產(chǎn)第一大國，其面積和產(chǎn)量分別占世界總量的40.6%、42.2%，均居世界首位［1］。然而，我國的蘋果由于產(chǎn)后投入的不足，損失率較高，針對這一情況，我國規(guī)劃到2010年，農(nóng)產(chǎn)品的處理率達(dá)到產(chǎn)量的45%～55%［2］。蘋果通過加工，可以解決鮮銷市場賣果難的問題，又可實(shí)現(xiàn)加工增值。蘋果汁中因含有大量營養(yǎng)元素及蘋果原有的風(fēng)味［3-4］、具有一定的抗癌等醫(yī)療保健作用［5］，越來越受到消費(fèi)者的歡迎。黑龍江省地處寒帶，因自然生態(tài)系統(tǒng)的限制，僅能生產(chǎn)抗寒力較強(qiáng)的中小型蘋果，但這些果實(shí)具有地域特色，由于施用農(nóng)藥少，果品污染少，具有香氣濃郁、汁多味濃、酸甜等特點(diǎn)，很適合開發(fā)特色加工。該實(shí)驗(yàn)以黑龍省地產(chǎn)的中小型蘋果K9、鈴鐺、金紅、黃太平品種為加工原料，研究其酶解果汁加工工藝，為特色蘋果產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

2010-03-01 *通訊聯(lián)系人

黃峰華(1971-)，女，碩士，從事農(nóng)業(yè)信息管理工作。

黑龍江省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(GB04B405-05)。