酶解法提高紅樹莓出汁率的工藝優化

姚麗敏，易美君，曠慧，孫宏偉，王金玲

（東北林業大學 林學院，哈爾濱 150040）

紅樹莓，學名“覆盆子”，果實含大量維生素C、蛋白質、礦物質元素以及人體易吸收的葡萄糖和果糖，具有生態效益好［1］、抗病蟲性強、投資效益高、管理技術簡便、產業延伸鏈條長、市場范圍廣等特點［2］。紅樹莓特殊的營養、保健功能為各國消費者廣泛認可，在國際市場上被譽為“水果之王”、“黃金水果”、“第三代水果”［3］。紅樹莓果實除鮮食外，還可提取天然色素，加工成果酒、果汁飲料、果醬等產品［4－7］，目前有少量的紅樹莓產品已經進入市場。但是對紅樹莓的應用研究仍不深入，紅樹莓的各類產品加工工藝也沒有完全成熟，如李淑芳等的研究結果顯示，酶用量為3.5%，酶解4h時，樹莓出汁率比空白出汁率提高了12.6%［8］。而本試驗比空白時出汁率提高了49.82%。本文就提高紅樹莓出汁率的工藝進行了優化，為開發紅樹莓林業資源，帶動其種植業、食品工業和化妝品行業的發展提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

紅樹莓：市購，品種：秋福，栽培果。置于－20℃冰箱中冷凍，用時從冰箱中取出，于室溫下自然解凍2h。

1.2 試劑與試驗設備

試劑：果膠酶，購自哈美望試劑公司。檸檬酸，購自山東中創檸檬生化有限公司。

試驗設備：電子天平，上海精密科學儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋，上海博迅實業有限公司醫療設備廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 制取紅樹莓汁的工藝流程［9］

原料→解凍→護色→軟化→酶解→破碎→制汁→過濾→制品

1.3.2 對紅樹莓果的護色處理

檸檬酸的濃度分別設定為0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%，進行了單因素試驗。根據所制得的紅樹莓汁的色澤進行感官評價。

1.3.3 軟化時間對樹莓出汁率的影響

取解凍完全且已經進行護色處理的紅樹莓分別于45℃［10］軟化0、15、30、45、60、75min。

制汁，即將軟化后的紅樹莓置于潔凈的紗布中，用手擠壓至無紅樹莓汁流出時，量取其出汁的體積，計算出汁率，出汁率（%）＝出汁體積（mL）／紅樹莓質量（g）×100%。

1.3.4 果膠酶酶解對紅樹莓出汁率的影響

1.3.4.1 酶用量對紅樹莓出汁率的影響。對紅樹莓果實進行軟化后，分別添加0.008%、0.012%、0.016%、0.020%、0.024%的 果 膠 酶，于45℃ 酶 解60min［11－12］，同時做空白試驗。制汁，計算其出汁率。

1.3.4.2 酶解溫度對紅樹莓出汁率的影響。對紅樹莓果實進行軟化后，將紅樹莓分別置于25、35、45、55、65℃酶解60min，制汁，計算其出汁率。

1.3.4.3 酶解時間對紅樹莓出汁率的影響。對紅樹莓果實進行軟化后，將紅樹莓分別于45℃酶解30、60、90、120、150min，同時做空白試驗。制汁，計算其出汁率。

1.4 正交試驗設計

以酶用量、酶解溫度、酶解時間為影響因素，以紅樹莓出汁率為衡量指標，采用三因素三水平L9（33）試驗方案進行試驗，以優化果膠酶酶解工藝參數，正交試驗因素水平如表1所示：

表1 果膠酶正交試驗因素與水平設計

2 結果與分析

2.1 紅樹莓的護色處理對樹莓汁的影響

所用的紅樹莓是鮮紅色的，在制汁過程中色素容易被破壞，導致產品的色澤不美觀，因此對紅樹莓的護色是比較重要的［13－14］，本實驗選擇檸檬酸護色［15］。對紅樹莓進行護色處理后的感官評價結果如圖1所示。

圖1 檸檬酸濃度對紅樹莓護色效果的影響

由圖1可知，在其他條件相同時，在檸檬酸濃度為0.04%以下時，護色效果不明顯，當檸檬酸濃度達到0.06%時，護色效果較好，之后隨著檸檬酸濃度的增大，護色效果沒有明顯地提高，而且檸檬酸濃度過大時，紅樹莓汁會由于過酸而不適合飲用。因此，護色效果最佳時的檸檬酸濃度為0.06%。

2.2 軟化時間對紅樹莓出汁率的影響

軟化一段時間后紅樹莓將會變得柔軟而容易破碎，減小了破碎時造成的營養成分的流失。將紅樹莓于45℃進行軟化，軟化時間對紅樹莓出汁率的影響效果如圖2所示。

圖2 不同軟化時間對紅樹莓出汁率的影響

如圖2所示，在0～30min內隨著在軟化時間的增大紅樹莓出汁率提高，在軟化30min之后出汁率可達55.00%，與不軟化相比，出汁率有了顯著的提高。在30min之后出汁率又隨軟化時間的增長而降低，于60min時有一點升高的趨勢，但是其出汁率遠遠低于軟化30min時的出汁率。而且在軟化時間加長之后，得到的紅樹莓汁的氣味會發生改變。綜合考慮，軟化30min，對提高紅樹莓的出汁率有顯著的作用且紅樹莓汁的氣味保持得較好。

2.3 果膠酶酶解對紅樹莓出汁率的影響

2.3.1 果膠酶用量對紅樹莓出汁率的影響

果膠酶用量對紅樹莓出汁率的影響試驗結果如圖3所示。

圖3 不同果膠酶用量對紅樹莓出汁率的影響

如圖3所示，果膠酶用量在0.008%～0.012%范圍內，紅樹莓出汁率隨著酶濃度的增大而提高，但是提高的幅度比較小。在酶用量為0.012%～0.020%時，紅樹莓出汁率隨著酶用量的增加而大幅度提高，在酶用量達到0.020%時，出汁率達到最高即64.53%，之后隨酶用量的增加，紅樹莓出汁率隨著酶濃度的增大而降低，因此，在酶用量為0.02%時，紅樹莓出汁率最佳。

2.3.2 酶解溫度對紅樹莓出汁率的影響

果膠酶酶解溫度對紅樹莓出汁率影響的結果見圖4所示。

圖4 不同酶解溫度對紅樹莓出汁率的影響

如圖4所示，在酶解溫度為25～35℃時，出汁率隨著溫度的升高而略有降低，溫度高于35℃時，出汁率隨著溫度的升高而提高，在溫度達到45℃時，出汁率有顯著提高，可高達59.63%，在超過45℃時，出汁率隨溫度的升高而降低，而且酶解溫度過高時同樣會使紅樹莓汁有焦糊味，而且紅樹莓的色澤也會加深，影響紅樹莓汁感官品質。因此45℃是該果膠酶酶解的最佳溫度。

2.3.3 酶解時間對紅樹莓出汁率的影響

酶解時間對紅樹莓出汁率的影響結果如圖5所示。

圖5 酶解時間對紅樹莓出汁率的影響

如圖5所示，在酶解初期，隨著酶解時間的增長，紅樹莓出汁率略有提高，在酶解60min時，紅樹莓出汁率可高達53.75%，但是隨著酶解時間的繼續增長，紅樹莓出汁率開始下降，而且紅樹莓汁的穩定性也開始下降，紅樹莓汁表面有小氣泡產生，同時，紅樹莓汁的氣味有所改變。因此，由曲線可得60min是最佳酶解時間。

2.4 正交試驗結果與分析

在上述試驗的基礎上，利用正交試驗進一步確定酶解法制取紅樹莓汁的最佳條件。進行的正交試驗結果如表2所示。

由表2實驗數據可得A（酶解溫度）、B（酶用量）、C（酶解時間）的主次順序是C＞B＞A，其中C的影響最大，A的影響最小。因此C為主要因素，A為次要因素。綜合考慮各因素K值和直觀比較，得最佳因素水平為A1B3C3，即酶用量為0.024%，酶解溫度為40.0℃，酶解時間為90min時，紅樹莓出汁率最高可達64.91%。

表2 果膠酶酶解正交試驗設計與結果

在此正交試驗結果的基礎上所進行的驗證試驗，證明了該條件下紅樹莓的出汁率是比較高且相對穩定的。

3 討論與結論

在試驗過程中，由于紅樹莓籽的存在會影響紅樹莓汁的制取，也會導致紅樹莓汁的渾濁，因此在制汁時應盡量去除紅樹莓籽，即用適當密度的紗布，在制取紅樹莓汁時將紅樹莓籽最大程度的截留在紗布上。而且要保證所用儀器是經過消毒殺菌的，以避免微生物污染導致的汁液渾濁。

在試驗過程中，由于紅樹莓的種類不同，使得紅樹莓出汁率有顯著的區別，因此在試驗過程中應盡量保持原料的一致性。并且在很多研究中，酶解的溫度高而且時間長，需消耗較多能源，而本研究由于將紅樹莓進行適當的軟化，從而減少了酶解時間，同時紅樹莓出汁率也比較高。

用果膠酶處理紅樹莓，可以降低果漿泥的黏稠度，使渣汁分離容易，并能提高出汁率［16－19］。因此果膠酶可以顯著提高紅樹莓的出汁率。不同的酶用量，酶解溫度，酶解時間對紅樹莓的出汁率均有影響，但其中酶解時間的影響最大。

軟化溫度為45℃，軟化時間為30min，果膠酶用量為0.024%，酶解溫度為40.0℃，酶解時間為90min，為制取紅樹莓汁的最佳條件，在此條件下，紅樹莓果實出汁率可提高49.82%。

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