酸漿、南瓜復合飲料的酶解工藝研究

陳景鑫，王宏偉，王笑可

（齊齊哈爾工程學院 健康與護理系，黑龍江 齊齊哈爾161005）

酸漿（Physalis alkekengi L.）又名酸泡、姑娘兒，是一種集食療、藥用、保健于一體的新興水果，含有苦瓜甙，味酸、苦，性寒，歸肺、脾經，具有清熱、解毒、利尿、降壓、強心、抑菌等功效，主治咽痛、黃疸、熱咳、急性扁桃體炎、水腫、痢疾、丹毒等，長期食用可預防和治療糖尿病［1］.酸漿果實富含維生素C、胡蘿卜素以及以鈣為主的20多種礦物元素，營養豐富、果味濃郁，是加工飲料、果酒的好材料.南瓜（Cucurbita moschata）產量高、熱能低，味甘、平，性微寒，入脾胃二經，其中所含的鈷是人體胰島細胞所必需的微量元素，對活躍人體新陳代謝、促進造血功能、參與人體內維生素B12的合成具有積極意義，對防治糖尿病有特殊療效［2］.

陜西嵐皋傳統美食南瓜酸漿粑，其配伍不違反中醫十八反以及十九畏理念，且有著資源、營養和保健功能上的優勢.實施風味互補，制備酸甜適口的復合飲料，既可補充體內營養物質，又對防治糖尿病具有一定的保健功能.采用復合酶解技術不僅能提高果汁的出汁率，顯著改善果汁的色澤和品質，還能最大限度的保留果汁的營養成分和原始風味，為酸漿、南瓜的開發利用提供新途徑.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

南瓜、酸漿、復合酶（果膠酶、木瓜蛋白酶）、穩定劑、甜味劑.

1.2 主要設備

打漿機、膠體磨、均質機、真空脫氣機等.

1.3 工藝流程

酸漿果汁制備工藝流程：酸漿→去外皮→挑選分級→清洗→加水→搗碎榨汁→過濾→酸漿果汁.

南瓜汁制備工藝流程：新鮮南瓜→挑選、清洗→去皮和瓜子→切塊→稱量→護色→預煮→膠磨→酶解→滅酶→過濾→南瓜果汁.

復合果汁飲料制備工藝流程：（酸漿果汁、南瓜果汁、輔料）混合→均質→脫氣→灌裝→殺菌→成品（檢驗）.

1.4 操作要點

選料、預處理：選用成熟度好的南瓜及酸漿，洗凈、去皮，南瓜去籽、瓤，切小塊備用.

軟化：切塊后的南瓜按料水比2∶1，溫度為 95℃下處理 20 min左右，將組織充分軟化［3］；將酸漿放入95～100℃，質量分數為0.1%抗壞血酸鈉水溶液中，漂燙3～5 min，防止果肉氧化變色.

打漿、精磨：將軟化好的南瓜、酸漿分別打漿，用膠體磨精磨2次備用；

調配、均質：按質量要求和規格分別將南瓜汁、酸漿汁、復合酶、穩定劑、甜味劑加入調配罐攪拌均勻，并進行均質處理.

真空脫氣：除去均質時混入的大量空氣，防止風味變化影響果漿質量.

灌裝、殺菌：將脫氣后的溶液定量灌裝、壓蓋密封，沸水浴煮沸30 min左右，冷卻、保藏.

1.5 主要指標的測定

出汁率/%=（果汁質量/果漿質量）*100%.

2 試驗方法

2.1 單因素試驗

2.1.1 復合酶添加量對出汁率的影響

在確定果膠酶與木瓜蛋白酶的比例為3∶2條件下，在復合果漿中分別添加復合酶0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 g/L，充分攪拌、振蕩后，調節pH為4.5，置于40℃水浴鍋中，酶解90 min，然后冷卻至室溫過濾，測其出汁率.

2.1.2 酶解溫度對出汁率的影響

在確定果膠酶與木瓜蛋白酶的比例為3∶2條件下，在復合果漿中添加復合酶0.20 g/L，充分攬拌、振蕩后，調節pH為4.5，分別置于30、35、40、45、50℃水浴鍋中，酶解90 min，然后冷卻至室溫過濾，測其出汁率.

2.1.3 酶解時間對出汁率的影響

在確定果膠酶與木瓜蛋白酶的比例為3∶2條件下，在復合果漿中添加復合酶0.20 g/L，充分攬拌、振蕩后，調節 pH為4.5，置于40℃水浴鍋中，分別酶解 30、60、90、120、150 min，然后冷卻至室溫過濾，測其出汁率.

2.1.4 pH對出汁率的影響

在確定果膠酶與木瓜蛋白酶的比例為3∶2條件下，在復合果漿中添加復合酶0.20 g/L，充分攬拌、振蕩后，分別調節pH為3，4，4.5，5和5.5五個梯度，置于40℃水浴鍋中，酶解90 min，然后冷卻至室溫過濾，測其出汁率.

2.2 正交試驗

在單因素試驗基礎上，以復合酶添加量（A）、酶解溫度（B）、酶解時間（C）和酶解pH（D）為影響因素，設計正交試驗，如下表所示.

表1 正交試驗因素表

3 結果與分析

3.1 單因素試驗

3.1.1 復合酶添加量對出汁率的影響

酶解效果受酶添加量的影響較大，過量的酶會影響口感且造成浪費，添加量較低時，酶解效果不佳；當添加量達到一定程度時，酶解反應完全；添加量超過一定程度時，出汁率變化較小［4］.結果如圖1所示：

圖1 復合酶添加量對出汁率的影響

由圖1可知，隨著復合酶添加量的增加，果汁出汁率不斷升高，這是因為加入復合酶使表皮及果肉中的纖維素、果膠質、蛋白等開始分解，果肉細胞中的內溶物更多地釋放出來，使出汁率提高［5］；當復合酶添加量為0.2 g/L時，果汁出汁率最高，當復合酶添加量超過0.25 g/L后，果汁出汁率變化不大.這是因為底物濃度一定時，添加量增加，酶反應速度加快，當吸附達到飽和時，反應速度不再隨著酶添加量的增加而增大.因此，選擇復合酶添加量0.15、0.20、0.25 g/L做為正交試驗的較優水平.

3.1.2 酶解溫度對出汁率的影響

酶解溫度直接影響酶活力的大小，復合酶在其最適宜的溫度范圍內活性較高，當溫度低于或高于最適范圍時，酶的活性都將受到影響，進而影響果汁的出汁率.結果如圖2所示：

圖2 酶解溫度對出汁率的影響

由圖2可知，隨著酶解溫度的升高，果汁的出汁率先升高后下降，這是因為30～45℃復合酶達到最適反應溫度，通過酶之間的協同作用，使果汁出汁率明顯升高.繼續升高溫度，破壞了酶蛋白的活性，影響酶解效果，果汁出汁率也隨之下降.因此，選擇酶解溫度40、45、50℃做為正交試驗的較優水平.

3.1.3 酶解時間對出汁率的影響

酶解時間是衡量酶解程度的重要指標，酶解時間較短會導致酶解反應不充分，酶解時間過長，果汁品質會發生變化.結果如圖3所示：

圖3 酶解時間對出汁率的影響

隨著酶解時間的增加，果汁出汁率不斷增加，當酶解時間為120 min時，出汁率最大，當酶解時間超過120 min后，出汁率趨于平緩，變化較小，這是因為在一定的時間內，果漿中的內容物在復合酶的作用下不斷釋放溶出，直到內容物完全溶出后，出汁率基本恒定，保持不變.因此，為了節省工業化生產時間，節約成本，保證質量，選擇90、120、150 min做為正交試驗的較優水平.

3.1.4 pH對出汁率的影響

pH的大小對酶的活力影響較大，在最適宜的pH范圍內，復合酶有較高的活性；當pH低于或高于最適范圍時，酶的活性都將受到抑制，進而影響果汁的出汁率.結果如圖4所示.

圖4 pH對出汁率的影響

由圖4可知，出汁率隨著pH值的增大而逐漸升高，當pH為5時，出汁率達到最大值，當pH超過5后，出汁率下降；復合酶活性會受到pH的限制，pH過低或過高都會致使酶解效率較低，出汁率也較低.因此，選擇pH4、4.5、5做為正交試驗的較優水平.

3.2 正交試驗

在單因素試驗基礎上進行 L9(34)正交試驗，試驗結果見下表.

由表2的實驗結果可知，各因素對實驗結果的影響順序為A＞B＞C＞D，即復合酶添加量＞酶解溫度＞酶解時間＞pH，最優酶解條件為A3B3C2D2，即復合酶添加量為0.25 g/L，酶解溫度為50℃，酶解時間為90 min，pH為4.5時，果汁的出汁率最優.

4 結論

采用復合酶大大提高了果汁的出汁率，但是實驗過程中要注意各種酶的添加量、最佳酶解溫度、酶解時間以及pH.實驗未對復合飲料的功能性成分，如其中的酒石酸、蘋果酸、琥珀酸、檸檬酸等進行測定，下一步實驗應具體研究其功能性成分及配方工藝，如酸漿汁和南瓜汁的混合比例、混合汁添加量、白砂糖添加量、蜂蜜添加量、檸檬酸添加量等，并通過感官指標、理化指標以及微生物指標等確定最佳配方，進而研制出口感鮮亮、營養豐富、果味濃郁、酸甜可口的飲料.