酶解法提高茂谷桔橙出汁率的研究

王 琦，余亞白，高慧穎，陳 源，賴呈純

（福建省農業科學院農業工程技術研究所，福建 福州 350003）

我國是世界柑桔主產國，柑桔汁加工業已起步，但受制于我國甜橙原料生產的弱勢，進程曲折，發展緩慢。長期以來制汁原料問題一直制約著我國橙汁產業的發展。但是我國除甜橙外還有許多優質的柑桔品種，制備高檔的特色柑桔果汁仍有一定的市場潛力。茂谷桔橙是由臺灣引進的寬皮桔與橙的雜交種，其果肉細嫩化渣，濃甜，可溶性固形物含量16．6%，最高18．3%，酸度0．59%，維生素 C含量41．0mg／hg［1］，類胡蘿卜素含量 （4．49±0．03）mg／hg （鮮重）［2］。茂谷桔橙果汁富含保健成分，具有較好的抗氧化能力，與芭樂相比較，其SOD活性和總酚含量相近，總抗氧化能力為芭樂的60%，清除羥自由基能力為芭樂的2．2倍［3］。因此，茂谷桔橙是制備特色的、保健的高檔柑桔果汁的理想原材料。本研究利用酶對細胞壁具降解作用，用酶解法來提高茂谷桔橙的出汁率，并確定最佳酶解條件。

1 材料和方法

1．1 材料與儀器

茂谷桔橙采摘自福建農業科學院的果園基地。供試試劑：果膠酶X1（以下簡稱酶X1，酶活25000IU／mL）、果漿復合酶 GM （以下簡稱梅GM，酶活30000IU／mL，含果膠酶、半纖維素酶和纖維素酶），均由廣州裕寶生物科技有限公司提供。供試儀器：恒溫水浴鍋、pH試紙、天平、組織搗碎機、100目篩網、燒杯、玻璃棒、試管、移液槍 （1～10μL）。

1．2 工藝流程

柑桔果汁的工業化生產，多采用全果或半果榨汁的方法，即通過機械強力破壞果實細胞壁得到果汁。傳統的工業榨汁率一般為40%～50%，對于原料的利用率不高。在機械榨汁的基礎上，通過采用酶法，進一步提高出汁率，并改善產品的色澤和儲藏穩定性［4］，具體工藝流程為：原料選擇→清洗→去皮→去籽→搗碎機搗碎→酶解→100目篩網過濾→原汁→備用［5－6］

1．3 測定方法

岀汁率＝原汁 （g）／原料 （g）×100%。果膠物質定性檢測：采用酒精變性法檢測［7－8］。

1．4 試驗設計

單因素試驗：采用不添加酶 （CK）、添加酶X1、添加酶GM和同時添加酶X1和酶GM的四個處理；酶用量采用2000IU／kg、2500IU／kg、3000IU／kg、3500IU／kg和4000IU／kg五個水平；酶解溫度采用20℃、30℃、40℃、50℃和60℃五個水平；酶解時間0．5h、1．0h、1．5h、2．0h和2．5h五個水平；酶解pH 值采用3．0、3．5、4．2 （原汁）、4．5和5．0五個水平。分別研究其對茂谷桔橙出汁率的影響。

正交試驗：在單因素試驗的基礎上，用酶用量、酶解溫度、酶解pH值3因素作為試驗因素，設計正交試驗L9（33）。以茂谷桔橙岀汁率作為效果指標，探討酶解的最佳工藝。以上所用試驗均重復3次，取平均值。

2 結果與分析

2．1 不同酶處理對茂谷桔橙岀汁率的影響

采用茂谷桔橙原果汁的pH 4．2，酶解溫度40℃，酶解時間1品h，果膠酶用量2000IU／kg，研究果膠酶種類對茂谷桔橙出汁率的影響。結果（表1）表明，加酶組的出汁率比不加酶 （CK）組明顯提高，不同種類酶間出汁率相近，酶X1與酶GM混合的出汁率最高，為76．54%。主要原因是酶X1以果膠酶為主，能破壞柑桔中的果膠，而酶GM中除了含有果膠酶還含有半纖維素酶和纖維素酶，同時使用這兩種酶不僅能對茂谷桔橙中含有的大量果膠進行破壞，還能破壞纖維素及半纖維素結構，提高出汁率。

2．2 酶X1和酶GM混合用量對茂谷桔橙岀汁率影響

采用茂谷桔橙原果汁的pH值，酶解溫度40℃，酶解時間1h，酶為酶X1和酶GM以1∶1混合酶，分析不同酶用量對茂谷桔橙岀汁率的影響。結果（表2）表明，隨著酶用量的增加，出汁率逐漸提高，當酶用量為3500IU／kg時出汁率最高，為79．55%，繼續增加酶用量，出汁率不變。

表1 不同酶處理對茂谷桔橙岀汁率的影響

表2 酶X1和酶GM不同混合用量對茂谷桔橙岀汁率影響

2．3 不同酶解溫度對茂谷橙岀汁率影響

采用原果汁pH值，酶解時間為1h，酶為酶X1和酶GM 1∶1混合酶，酶添加量為3000IU／kg，來確定酶解的最適溫度。結果（表3）表明，在50℃時出汁率最高為78．80%，溫度繼續上升時出汁率反而下降，說明達到60℃時，混合酶已經被高溫破壞，開始失活。

表3 不同酶解溫度對茂谷桔橙岀汁率影響

2．4 不同酶解時間對茂谷桔橙岀汁率影響

采用原果汁pH值，酶解溫度為40℃，酶為酶X1和酶GM 1∶1混合酶，酶用量為3000IU／kg，以研究不同酶解時間對茂谷橙岀汁率影響。結果（表4）表明，隨著酶解時間的延長，出汁率逐漸提高，當酶解時間到達1h后，隨時間的增加，出汁率提高并不是十分明顯。

2．5 不同酶解pH值對茂谷橙岀汁率影響

采用酶為酶X1和酶GM以1∶1混合酶，酶解時間1h，酶解溫度40℃，酶用量為3000IU／kg，研究不同酶解pH值對茂谷桔橙岀汁率的影響，尋求最適pH值。從試驗結果 （表5）可以看出，在原汁pH4．2值時，出汁率最高為78．38%。當高于此pH值時出汁率反而下降。這是由于pH值過高導致酶開始失活。因此，原汁pH值 （4．2）為最適pH值。

表4 不同酶解時間對茂谷橙岀汁率影響

表5 不同酶解pH值對茂谷桔橙岀汁率的影響

2．6 最佳酶解條件正交試驗分析

根據單因素試驗結果，確定酶解時間1h，以酶添加量、pH、酶解溫度三因素進行最佳酶解條件的正交試驗 （表6）。從表6可看出，因素B的極差最大，即酶解pH值對出汁率影響最大，其次是因素A （酶添加量），最后是C （溫度）。可見，決定試驗結果因素的主次關系為B＞A＞C，且最適組合為A3B2C1，即在酶解時間為1h條件下，果膠酶用量為3500IU／kg，pH 為4．2 （原汁），酶解溫度為40℃，出汁率達到最高，為80．77%，比未進行酶解工藝出汁率（68．04%）高18．71%。

添加酶能有效地提高茂谷桔橙的出汁率，提高其作為果汁原料的商品價值。通過正交試驗優化，應用果膠酶提高茂谷桔橙出汁率的最佳工藝條件為：采用果膠酶X1和果漿復合酶GM1∶1混合酶解、酶解時間為1h、酶用量為3500IU／kg、反應溫度在40℃、在茂谷桔橙原汁pH 4．2條件下出汁率最高，為80．77%，比未進行酶解工藝出汁率（68．04%）相對高出18．71%。

3 結論

表6 三因素酶解正交實驗結果

［1］余亞白，林斌，王琦，等．晚熟優質柑桔 “茂谷橘橙”的選育［J］．福建農業學報，2010，25 （2）：167－169．

［2］高慧穎，王琦，陳源，等 ．茂谷橘橙中類胡蘿卜素含量的研究［J］．福建農業學報，2010，25 （2）：197－200．

［3］王琦，余亞白，賴呈純，等 ．幾種臺灣水果的抗氧化能力研究［J］．福建農業學報，2010，25 （6）：704－707．

［4］徐斐，華澤釗，王璋，等 ．酶法全橙汁生產工藝的研究 ［J］．食品工業：軟飲料特輯／果蔬汁飲料，2002（2）：4－6．

［5］藺毅峰 ．軟飲料加工工藝與配方 ［M］．北京：化學工藝出版社，2006：151－158．

［6］胡小松，蒲彪，廖小軍 ．軟飲料工藝學 ［M］．北京：中國農業大學出版社，2002：133－146．

［7］閆瑩，梁艷暉 ．果膠酶對香蕉汁澄清的工藝研究 ［J］．農產品加工·學刊，2007 （1）：59－63．

［8］黃天斌 ．果膠的提取方法與測定 ［J］．文山師范高等專科學校學報，2004，17 （4）：380－381．