酶法去角質(zhì)對西番蓮果皮果糕品質(zhì)的影響

劉運花，黃 葦

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642）

酶法去角質(zhì)對西番蓮果皮果糕品質(zhì)的影響

劉運花，黃 葦

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642）

以西番蓮果皮漿為原料生產(chǎn)果糕是提高西番蓮果皮資源利用率的良好途徑。為解決果糕口感粗糙的問題，研究了復(fù)合酶法去除西番蓮果皮角質(zhì)工藝。通過正交試驗優(yōu)化的酶解工藝參數(shù)為：果皮漿pH 5.5，添加纖維素酶濃度2.5 mg/g、半纖維素酶濃度1.5 mg/g、木質(zhì)素酶濃度1.0 mg/g，35℃酶解5 h，能降解果皮中50%的角質(zhì)，降低西番蓮果皮漿的粗糙感，提高果皮組織中果膠的溶出率，輔以糖、膠凝劑，能制作出口感更細(xì)膩、色澤更均勻凈透的高品質(zhì)西番蓮果糕。

西番蓮果皮；角質(zhì)；木質(zhì)素酶；纖維素酶；半纖維素酶

劉運花，黃葦.酶法去角質(zhì)對西番蓮果皮果糕品質(zhì)的影響［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，43（5）：118-123.

西番蓮又稱百香果（Passiflora edulis Sims），屬西番蓮科（Passifloraceae）西番蓮屬（Passiflora L.）多年生植物［1］，在我國福建、廣東、云南、廣西、臺灣等冬暖地區(qū)廣有栽培［2］，主要有黃果、紫果、紅果（黃果與紫果雜交種）三大品種［3］。西番蓮除了作為水果鮮食外，其果囊常加工成果汁、飲料、果酒、口服液等產(chǎn)品，口感好，香氣濃郁，但占果重50%以上的果皮［4］往往在果汁加工后被廢棄。為提高果皮綜合利用價值，近年來西番蓮果皮在飼料加工［5］、果脯加工［6］、果膠提?。?］西番蓮果糕制作［8］等方面展開了研究開發(fā)。

西番蓮果皮制作的果糕風(fēng)味獨特，有廣闊的開發(fā)前景。但果皮直接打漿生產(chǎn)的果糕存在糕體粗糙、外觀斑駁等問題。西番蓮果皮外層角質(zhì)化，角質(zhì)成分為細(xì)胞過度木質(zhì)化形成的堅硬石細(xì)胞團［9］，在機械外力下粉碎困難，制作為果糕后，一方面在外觀上，形成密密麻麻、大小不均的“雜質(zhì)斑點”；另一方面，大的角質(zhì)顆粒硌牙，致使果糕適口性差。本研究旨在運用生物酶法降解原料果皮中角質(zhì)顆粒［10］，以期生產(chǎn)出口感細(xì)膩的高品質(zhì)西番蓮果糕。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料：越南紫色西番蓮鮮果，纖維素酶20 萬U，木質(zhì)素酶40萬U，半纖維素酶20萬U，食品級檸檬酸/檸檬酸鈉。

主要儀器：打漿機，萬分之一天平，PHS-3C 型pH計，DZKW型恒溫水浴鍋，D650型果蔬脫水器，SHZ-Ⅲ型真空過濾器，M-L50型膠體磨 1.1 kW，電熱鼓風(fēng)干燥機，DC-P3型全自動測色色差儀，EZ-SX型質(zhì)構(gòu)儀，XL-30型掃描電子顯微鏡。

1.2 試驗方法

1.2.1 西番蓮果皮果糕生產(chǎn)工藝流程 生產(chǎn)工藝流程見圖1。

圖1 西番蓮果糕生產(chǎn)技術(shù)路線

1.2.2 果皮酶解效應(yīng)的表征與測定 西番蓮果皮由堅硬致密的角質(zhì)層和柔軟肥厚的海綿層組成，果皮研磨后能形成綿軟細(xì)膩的果皮漿，其中的海綿層因含有大量的果膠質(zhì)，在水中能形成膠質(zhì)-懸浮液，而角質(zhì)因比重較大，在水中經(jīng)多次懸浮分離，可得到純凈角質(zhì)，角質(zhì)的占比與果皮漿的細(xì)膩程度密切相關(guān)。因此，可用果皮漿中的角質(zhì)比表征酶解效果。

具體步驟：定量稱取果皮漿樣品，用質(zhì)量比10倍以上的水多次洗滌、分層、沉淀后，倒出上層的膠質(zhì)-懸浮液，未分離的膠質(zhì)再次洗滌，如此重復(fù)3～5遍，直至膠質(zhì)-懸浮體完全洗出，收集下層混合物，并進(jìn)行真空抽濾除水，得到紅色固體角質(zhì)，稱量并計算角質(zhì)比φ：

式中，φ為角質(zhì)比（%），m為角質(zhì)重量（g），m0為果皮漿樣品重量（g）。

經(jīng)一療程治療后,觀察組患兒中顯效43例、有效6例,僅有1例無效,治療有效率為98.0%;參照組中顯效27例、有效15例,有8例患兒治療無效,治療有效率為84.0%;兩組相較,觀察組患兒的治療效果明顯更佳(P<0.05),差異存在統(tǒng)計學(xué)意義。

1.2.3 果皮酶解工藝參數(shù)的優(yōu)選 以酶解果皮漿中角質(zhì)比φ為指標(biāo)來研究酶解的效果，優(yōu)選參數(shù)，通過單因素及正交試驗（表1），優(yōu)選酶解溫度、酶解時間、酶解pH值等酶解條件。

表1 酶法去角質(zhì)工藝L9（33）正交試驗因素水平

1.2.4 果糕質(zhì)構(gòu)分析（TPA）檢驗［11］用EZ-SX型質(zhì)構(gòu)分析儀對果糕進(jìn)行質(zhì)地剖面分析（texture profile analysis，TPA），測試參數(shù)與方法如下：測定前探頭速度1.0 mm/s，測定時探頭速度2.0 mm/s，測定結(jié)束探頭速度2.0 mm/s，壓縮比30%，觸發(fā)點載5 g，探頭為P50。比較果糕的硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠黏性、咀嚼性。重復(fù)測量3次，取平均值。

1.2.5 果膠含量測定 釆用咔唑比色法［12］。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶解溫度對酶解效果的影響

果皮與水按1∶2比例打漿，沸水滅酶后，冷卻到室溫，取120 g樣品，調(diào)節(jié)pH 至5.5，并按照果皮重量依次各加入纖維素酶3 mg/g、木質(zhì)素酶1 mg/g、半纖維素酶2 mg/g，分別置于30～70℃下酶解，每個處理設(shè)置兩組平行。由酶解后的果皮漿角質(zhì)比（圖2）可知，木質(zhì)素酶與半纖維素酶的酶解效果趨勢較為一致，從30～40℃隨著溫度升高，角質(zhì)量明顯減少，之后便隨溫度上升表現(xiàn)出角質(zhì)殘留量增大、酶解效果下降的趨勢。40℃時，降解能力最強，角質(zhì)比最小，角質(zhì)的剩余量最少，得到的果皮漿最細(xì)膩的。之后溫度上升，酶活下降。由此可知，木質(zhì)素酶和半纖維素酶較適酶解溫度是40℃。同理，纖維素酶較適的作用溫度是30℃。

2.2 酶解液pH對酶解效果的影響

按照木質(zhì)素酶添加濃度為2 mg/g、纖維素酶添加濃度3 mg/g、半纖維素酶濃2 mg/g，酶解pH3.5～6.5，梯度0.5。木質(zhì)素酶組置于40℃水浴鍋中酶解9 h；纖維素酶組置于30℃水浴條件下酶解4 h；半纖維素酶組于40℃水浴酶4 h。由酶解后果皮漿的角質(zhì)比（圖3）可知，3種酶在高酸度區(qū)間的作用效果均有一個微小的降低過程，如木質(zhì)素酶，pH在4～4.5區(qū)間，角質(zhì)比隨pH升高而升高，相同的趨勢在纖維素酶和半纖維素酶的pH 4～5之間出現(xiàn)，該條件下角質(zhì)降解主要源于酸解作用，pH越低，酸作用越強，隨著酸度降低或pH升高，化學(xué)分解作用微弱化，而酶的活性還不高，所以角質(zhì)比隨之增大，角質(zhì)殘留量增多。當(dāng)pH達(dá)到4.5以后木質(zhì)素酶活力逐漸增強，pH接近5.0時達(dá)到最佳酶解效果，pH到5.5以上時酶活又開始下降，角質(zhì)比呈緩慢升高趨勢；而半纖維素酶在pH達(dá)到5后，酶活力上升，在pH為5.5處達(dá)到最佳酶解效果。由此可知，木質(zhì)素酶的較佳酶解pH為5.0、半纖維素酶的較佳酶解pH為5.5，纖維素酶的較佳酶解pH為6。

圖2 酶解溫度對角質(zhì)比的影響

圖3 酶解pH對角質(zhì)比的影響

圖4 酶濃度對角質(zhì)比的影響

固定各酶作用的pH、溫度均為各自的較優(yōu)條件（纖維素酶pH 6，溫度30℃；木質(zhì)素酶pH 5.0，溫度40℃；半纖維素酶的pH 5.5，溫度40℃），均酶解5 h，考察酶添加量對酶解效果的影響：纖維素酶添加量范圍為1.0 ～3.5 mg/g，梯度為0.5 mg/g；木質(zhì)素酶添加量范圍為0.5～2.0 mg/g，梯度為0.5 mg/g；半纖維素酶添加量范圍為0.5～2.0 mg/g，梯度為0.5 mg/g。結(jié)果（圖4）顯示，在1.0～2.5 mg/g之間，纖維素酶濃度的變化對角質(zhì)降解影響顯著，在濃度達(dá)到2.5 mg/g之后，角質(zhì)比基本穩(wěn)定，因此纖維素酶的較佳添加濃度為2.5 mg/g果皮；半纖維素酶在0.5～1.5 mg/g濃度范圍內(nèi)，酶解效果與酶濃度的量效關(guān)系極顯著，在半纖維素酶1.5 mg/g達(dá)到較佳酶解效果；木質(zhì)素酶在0.5～1.0 mg/g之間，量效關(guān)系極顯著，添加濃度為1.0 mg/g時基本飽和，之后隨著酶量增加，角質(zhì)的酶解效果無顯著提高。

2.4 酶解時間對酶解效果的影響

果皮漿pH 5，半纖維素酶濃度2 mg/g，40℃水??；纖維素酶酶濃度3 mg/g，果皮漿pH 5.5，30℃水?。荒举|(zhì)素酶濃度1 mg/g，pH為5，40℃水浴，以上3種處理在各自條件下均分別酶解1、3、5、7、9 h，結(jié)果見圖5。由單因素結(jié)果趨勢看，纖維素酶在酶解3 h效果基本穩(wěn)定；在0～5 h段，木質(zhì)素酶和半纖維素酶隨著其酶解時間的延長，角質(zhì)比急劇降低，5 h后達(dá)到最佳酶解效果，之后呈緩慢下降趨勢。因此，木質(zhì)素酶和半纖維素酶的充分酶解時間為5 h，纖維素酶以3 h較為節(jié)能高效。

圖5 酶解時間與角質(zhì)比的關(guān)系

2.5 酶解去角質(zhì)處理工藝正交試驗

由單因素試驗結(jié)果分析得知，木質(zhì)素酶、纖維素酶、半纖維素酶對西番蓮的果皮角質(zhì)成分均有較明顯的分解作用，為此，對3種酶進(jìn)行復(fù)配使用，濃度分別為纖維素酶2.5 mg/g、半纖維素酶1.5 mg/g、木質(zhì)素酶1.0 mg/g?？紤]到3種酶酶解的較優(yōu)條件不盡一致，為了統(tǒng)一環(huán)境參數(shù)，兼顧各種酶的作用得以發(fā)揮，對復(fù)合酶的酶解時間、環(huán)境pH、溫度進(jìn)行三因素三水平正交試驗，以未經(jīng)酶解處理角質(zhì)比為4.00%的果皮漿作對照，結(jié)果見表2。

表2 酶法去角質(zhì)角質(zhì)工藝L9（33）正交試驗結(jié)果

由酶法去角質(zhì)工藝正交試驗方差分析結(jié)果（表3）可知，復(fù)合酶法酶解果皮角質(zhì)的影響因素中，對酶解效果影響大小依次是：酶解時間＞pH＞溫度。其中酶解時間對去角質(zhì)效果具有顯著性影響，因此，酶解時間優(yōu)選5 h。pH與溫度在正交試驗所選水平均能達(dá)到較佳的去角質(zhì)效果，但差異不顯著。綜合得較優(yōu)的酶解去角質(zhì)工藝參數(shù)組合是A2B2C3 即35℃、pH 5.5、作用時間5 h。因此，酶法去角質(zhì)最佳條件優(yōu)選為：纖維素酶2.5 mg/g、半纖維素酶1.5 mg/g、木質(zhì)素酶1.0 mg/g、pH 5.5、35℃下酶解5 h。經(jīng)重復(fù)試驗驗證表明，最優(yōu)工藝能將角質(zhì)比4%經(jīng)酶解降至1.94%，減少了50%的角質(zhì)，得到的果皮漿更為細(xì)膩均勻。

表3 酶法去角質(zhì)工藝正交試驗方差分析表

2.6 西番蓮果皮漿及果糕品質(zhì)

2.6.1 果糕的外觀品質(zhì) 經(jīng)酶解處理的果皮漿與空白處理組均按同一配方添加食用膠、糖等輔料后制作的果糕，其外觀如圖6所示，未經(jīng)酶解處理的果糕上分布有大小不均的角質(zhì)顆粒，酶解處理的糕體純凈、色澤更為均勻。由此可見，復(fù)合酶解處理能有效改善果糕的外觀品質(zhì)。

2.6.2 果糕的質(zhì)構(gòu)品質(zhì) 對比酶解果皮漿果膠溶出率（0.61%）和對照果皮漿果膠溶出率（0.46%），由表4可知，酶解處理促進(jìn)了果膠的釋放，果膠的溶出是對照組的1.33倍。按相同配方制成的果糕，酶解處理的，在硬度、粘結(jié)強度、膠粘性、內(nèi)聚性指標(biāo)有明顯增大，酶解處理溶出的高酯果膠［13］參與了果糕成型，在低pH條件下（尤其是pH＜3.6），果膠分子間的排斥力非常小，鏈間距離顯著降低，并形成氫鍵加強凝膠效果［14］，使得固形物之間結(jié)合得更為密實。

由圖7可見，未經(jīng)酶解處理的對照組果糕中鑲嵌有大塊的角質(zhì)顆粒，且顆粒周圍有凹陷、空洞，而酶解處理的果皮漿更為細(xì)膩密實，制得的果糕產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)分布均勻，截面無“異物”，整體紋路平整光滑，品質(zhì)明顯改善。

圖6 經(jīng)不同處理的果糕成品外觀品質(zhì)對比

表4 不同處理果皮漿制得的果糕TPA檢測結(jié)果（N）

圖7 果皮漿酶解前后制得的果糕截面電鏡掃描圖

3 結(jié)論

本試驗探究了西番蓮果皮的去角質(zhì)工藝。通過對纖維素酶、半纖維素酶、木質(zhì)素酶的添加濃度、酶解溫度、酶解時間及酶解液pH的研究得到單一酶的酶解條件為：木質(zhì)素酶濃度1.0 mg/g果皮，果皮漿pH 5.5、40℃下作用5 h；纖維素酶濃度2.5 mg/g 果皮、果皮漿pH 6、30℃下作用5 h；半纖維素酶濃度1.5 mg/g 果皮、果皮漿pH為6、40℃下作用5 h。正交試驗優(yōu)選出復(fù)合酶法去角質(zhì)工藝參數(shù)為：纖維素、半纖維素酶濃度分別是2.5和1.5 mg/g，木質(zhì)素酶濃度1.0 mg/g，pH 5.5、35℃下酶解5 h。酶解處理能減少果皮中的角質(zhì)，將果皮漿中的角質(zhì)比降低50%，得到更為細(xì)膩均勻的果皮漿，解決果糕口感粗糙問題，不僅能改善西番蓮果糕的外觀品質(zhì)，使糕體均勻凈透；還能顯著促進(jìn)果皮組織中果膠的溶出，節(jié)約輔料中果膠的添加量。

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（責(zé)任編輯 鄒移光）

Influences of enzymatic exfoliating technology on the quality of gelatinous candy produced by passionflower peel

LIU Yun-hua，HUANG Wei
（College of Food Science，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China）

Producing gelatinous candy with passionflower peel pulp as raw material is a good way with great commercial potential to improve resource utilization.In order to solve the current problem of rough taste and texture of the product，the paper studied complex enzymatic degradation technology of horny substance in passionflower peel pulp，through orthogonal experiment，the optimum enzymatic degradation parameters were obtained： the peel pulp pH was 5.5，cellulase concentration was 2.5 mg/g，hemicellulase concentration was 1.5 mg/g，the ligninases concentration was 1.0 mg/g，the degradation process lasted for 4 hours at 35℃.The enzymatic treatment could reduce roughness，improve the dissolution rate of pectin from the pericarp tissue，most important，the technology degraded about 50% of the horny substance in the peel pulp.By the treated peel pulp，supplemented with sugar，gelling agents，we can produce a high-quality passionflower gelatinous candy，which was more pure，delicate and uniform in color.

passion flower peel；horniness；ligninases；cellulase；hemicellulase

S667.9；TS277

A

1004-874X（2016）05-0118-06

10.16768/j.issn.1004-874X.2016.05.023

2016-03-02