熱浸漬—酶法提高藍莓果漿出汁率工藝研究

孫義玄等

摘要 [目的]優化熱浸漬與酶解相結合的方法提高藍莓果漿出汁率的工藝條件。[方法]藍莓漿熱浸漬后果膠酶解，分別考察了熱浸漬的溫度、時間以及果膠酶用量、酶解溫度和酶解時間對藍莓果漿出汁率和果汁品質的影響。在單因素的基礎上進行BoxBehnken 試驗設計，以果漿出汁率為響應值，對藍莓漿的酶解工藝進行優化。[結果]試驗得出，在溫度60 ℃下熱浸漬30 min后進行酶解，酶添加量0.21%、酶解時間2.38 h、酶解溫度44.72 ℃為最優酶解條件，其預測出汁率為81.50%，實測出汁率為79.91%，兩者基本相符。熱浸漬和果膠酶共同作用能進一步提高藍莓果漿出汁率，比單獨進行酶解藍莓果漿出汁率提高了9.59%。[結論]研究可為藍莓飲品及藍莓果酒的工業化生產提供一定的參考依據。

關鍵詞 熱浸漬；果膠酶；酶解；藍莓；出汁率

中圖分類號 S663.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）13-04057-05

Abstract [Objective] To optimize thermomaceration and enzymolysis combination techniques to improve blueberry juice yield. [Method] Thermomaceration and enzymolysis were combined to improve blueberry juice yield. The effect of thermomaceration temperature， time pectinase dosage， enzymatic temperature and enzymatic time on the blueberry juice yield and juice quality was investigated. Based on singlefactor experiments， a threefactor and threelevel BoxBehnken central composite design coupled with response surface analysis was employed to optimize the enzymolysis technology of blueberry pulp. [Result] The results showed that the optimum condition of enzymolysis was thermomaceration 30 min at 60 ℃firstly and then enzymatic process was conducted at 44.72 ℃for 2.38 h with of 0.21% enzyme dosage. Under the optimal condition， the predicted value of juice yield was 81.50%， while the actual value reached 79.91%， which were nearly consistent， indicating that the combination of thermomaceration and enzymolysis could considerably enhance blueberry juice yield， which was 9.59% more than independent enzymolysis of blueberry fruit pulp. [Conclusion] The study can provide a reference basis for industrialization production of blueberry drinks and wine.

Key words Thermomaceration； Pectinase； Enzymolysis； Blueberry； Juice yield

藍莓（Blueberry Vaccinium spp）果實營養豐富，含有人體所需的多種營養物質，并且富含花青素、酚類物質[1]等活性成分，具有明目抗癌、增強心肺功能、抑制癌細胞增殖等獨特保健功效[2]。相關資料表明，藍莓果實中的果膠質含量豐富，可達4.0 g/kg，這些果膠物質的存在嚴重影響藍莓的榨汁效果[3-6]。

目前，熱浸漬在改善葡萄汁和葡萄酒品質方面有所應用，李記明等研究報道，熱浸漬的溫度、時間對葡萄汁、葡萄酒的質量產生影響，75 ℃，20～40 min的熱浸漬處理效果較好[7]；Berger等研究報道，熱浸漬溫度保持在60～65 ℃浸漬45 min有助于提高紅葡萄酒的品質[8]；張莉等研究得出，發酵前熱浸漬工藝對干紅葡萄酒質量的影響，熱浸漬參數為60 ℃處理6～24 h或70 ℃處理6～12 h可明顯提高葡萄的出汁率[9]。

近年來，利用熱浸漬和果膠酶單獨提高果蔬出汁率的報道較多，但利用熱浸漬和酶解工藝協同作用提高果蔬出汁率的研究尚未見報道。熱浸漬處理通過加熱果漿，使細胞受熱脹裂，細胞壁變薄，有利于果肉內的胞液流出，提高果膠酶的作用，適當提高酶解前出汁率，還可改善色度，降低揮發酸，有助于提高果汁的質量。熱浸漬過程可加速花色苷的溶出，并且還可以提取大量的酚類物質[10]。熱浸漬溫度和時間是影響浸漬過程的2個重要因素，一般認為熱浸漬的工藝條件有2種，一種是低溫長時間（40～50 ℃，0.5～2.0 h），另一種是較高溫短時間（50～70 ℃，0.5～30.0 min）[11]。筆者采用熱浸漬和果膠酶酶解共同作用進一步提高藍莓的出汁率，改善藍莓汁的品質，節約成本，以期為后續藍莓飲品及藍莓果酒的工業化生產奠定堅實的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：藍莓，購自伊春。主要試劑：果膠酶（10 000 U/g），上海源葉試劑有限公司，其他試劑均為分析純。主要儀器設備：恒溫水浴鍋，上海普渡生化科技有限公司；精密pH計，廣州三贏儀器公司；TGL16C高速離心機，上海安亭科學儀器廠；UT1810PC紫外-可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司；電子天平，上海精密科學儀器有限公司；打漿機，飛利浦家庭電器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程。

藍莓→打漿→熱浸漬→果膠酶酶解→滅酶→4 000 r/min離心→澄清藍莓汁。

1.2.2 藍莓漿熱浸漬工藝。

1.2.2.1 浸漬溫度對藍莓漿出汁率及感官品質的影響。

取100 g藍莓漿5份，分別在40、50、60、70、80 ℃下熱浸漬30 min，根據熱浸漬后的藍莓漿的出汁率、氣味和色澤確定最佳浸漬溫度。

1.2.2.2 浸漬時間對藍莓漿出汁率及感官品質的影響。

在確定熱浸漬溫度后，浸漬時間分別設為20、30、40、50、60 min，立即冷卻后，根據浸漬后藍莓漿的出汁率、氣味和色澤確定最佳熱浸漬時間。

1.2.3 藍莓漿酶解單因素試驗。

1.2.3.1 酶解溫度對藍莓漿酶解的影響。取浸漬后藍莓果漿100 g，加入果漿質量0.20%的果膠酶和一倍體積水，分別在35、40、45、50、55 ℃恒溫水浴條件下酶解2 h，酶解后，沸水浴滅酶5 min，4 000 r/min離心10 min，對上清液稱重并測定其出汁率、透光率和可溶性固形物，以未加酶的藍莓漿作為對照，同時設計2組平行。

1.2.3.2

酶添加量對藍莓漿酶解的影響。取浸漬后藍莓果漿100 g加入一倍體積水，分別加入0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的果膠酶，分別在50 ℃恒溫水浴條件下酶解2 h，同時設置對照組。其他處理同酶解溫度。

1.2.3.3 酶解時間對藍莓漿酶解的影響。取浸漬后藍莓果漿100 g，加入一倍體積水和0.20%的果膠酶，在50 ℃恒溫水浴條件下分別酶解1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h，同時設置對照組。其他處理同酶解溫度。

1.2.4 響應面法優化熱浸漬后藍莓漿酶解提高出汁率工藝。

在單因素試驗的基礎上，選取酶添加量、酶解溫度和酶解時間3個因素利用Minitab16 軟件進行響應面優化試驗設計，以出汁率為響應值，確定最佳的酶解工藝，并根據結果進行驗證試驗。響應面優化因素水平設計見表1。

由表9可以看出，浸漬-酶解、單獨酶解和單獨浸漬與直接榨汁相比較各項營養成分均有所提高，浸漬-酶解比單獨酶解和單獨浸漬出汁率分別提高了9.59%和24.50%，透光率也略有增加，主要是酶解前浸漬有利于果膠酶分解果汁中的果膠物質，破壞果汁的膠體系統，使果汁中的懸浮微粒失去保護而沉淀[16-17]。花色苷含量比單獨酶解和單獨浸漬分別提高了157.71 mg/L和343.90 mg/L，其原因在于浸漬過程有利于花色苷的溶出，使得酶解后的花色苷含量大幅度提高。果膠定性檢測表明，熱浸漬能減少果漿中果膠含量，而酶解后果膠定性試驗為陰性，證明果膠被分解完全。酶解前后的可溶性固形物含量變化不大，酶解后的pH略有下降。

3 結論與討論

熱浸漬法是利用加熱果漿法提高果漿出汁率，既能充分提取果漿和果肉的色素物質和香氣物質，又能破壞微生物病原體，有效地防止果汁的氧化和腐敗[18]。發酵前熱浸漬還能增加果香濃郁度，改善口感結構，以達到增加后期發酵酒風味，提高發酵酒質量的目的[19]。熱浸漬結束后，初發酵溫度較高，處理后的果漿稠度也低，更有利于酵母的發酵[20-22]。因藍莓含有大量花色苷，長時間浸漬容易破壞花色苷和其他營養成分，所以該試驗在酶解前對藍莓漿進行短時間熱浸漬，采用60 ℃浸漬處理30 min，使藍莓果肉細胞受熱脹裂，果肉內的胞液流出，從而利于進一步的酶解提高出汁率。

該試驗確定的酶解溫度最佳參數比周家華等所報道的果膠酶酶解歐李果汁最佳酶解溫度50 ℃略低[23]，比楊輝等所報道的果膠酶酶解蘋果汁最適溫度40 ℃略高[24]，這是因為所采用酶的種類和活性不同，但該試驗結果與汪志君等[25]和Thongsombat等[26]所報道果膠酶酶解獼猴桃果漿和番石榴汁最適酶解溫度45 ℃一致。藍莓漿出汁率與果膠酶用量在一定范圍內呈正相關，一般情況下，隨著酶添加量的增加，出汁率也逐漸升高，但酶添加量不宜過大，否則不僅增加生產企業的成本，也影響藍莓果汁的口感。果膠酶添加量為0.21%時藍莓漿出汁率最高，此結果比張素霞酶解蘆薈汁[27]和盧燕燕等酶解蘋果汁研究結果[28]偏高，可能是由于原料中果膠含量以及酶的活性不同所致。

該試驗通過熱浸漬和酶解共同提高藍莓果漿出汁率，在溫度60 ℃下熱浸漬30 min后，采用響應面法對果膠酶酶解藍莓漿的工藝條件進行優化，得出的優化條件為酶解溫度為44.72 ℃，酶解時間2.08 h，酶添加量0.21%，在此優化條件下，藍莓漿預測出汁率為81.50%，而實測值為79.91%，回歸方程與實際情況擬合較好，且所得果汁中花色苷和可溶性固形物含量，以及果汁的透光度均要好于熱浸漬或果膠酶單獨作用的效果。

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