超高壓輔助酶解對沙棘汁品質的影響

徐 瑤

（陜西省產品質量監督檢驗研究院農副食品所，陜西西安 710048）

沙棘果實為漿果，沙棘果又名沙棗、醋柳果，是胡頹子科植物沙棘（Hippophae rhamnoides L.）的成熟果實。沙棘果中含有豐富的維生素、有機酸、胡蘿卜素、黃酮、氨基酸及其他人體所需微量元素，其中以黃酮、維C含量堪稱其他水果之冠[1]。但是沙棘味道酸，口感較差，直接食用不易被人們所接受，所以每年有大量沙棘果被浪費，限制沙棘果的經濟效益[2]。因此，將沙棘榨汁，以沙棘汁作為產品再加工原料，是增加沙棘附加值的有效途徑[3]。果膠酶能夠有效提高果汁的出汁率[4]，并且對果汁色澤影響較小。

超高壓技術，是一種新型的食品加工技術，常用水作為壓力傳遞介質，對在一定溫度下包裝密封于彈性容器中的食品，施加一定的壓力（100～1 000 MPa），從而改變食品的功能性質[5]。經超高壓處理的食品，在色澤、風味及營養價值等方面很少受到影響。

試驗以最大限度保留沙棘的感官品質和營養成分為著眼點，將超高壓技術用于輔助酶解沙棘汁，縮短酶解時間，降低酶解溫度，減少了沙棘在酶解過程中營養成分的損失，最大限度地保留了沙棘的原有色澤，以及原料中的黃酮、總酚、維C等功能性營養成分，為沙棘果酒釀造研究提供了依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

沙棘，采自陜西漢中市勉縣沙棘基地；抗壞血酸（分析純），天津市科密歐化學試劑有限公司提供；果膠酶（20 000 U/kg），丹麥諾維信公司提供。

1.2 儀器與設備

BS323S型電子天平，賽多利斯科學儀器有限公司產品；HH-4型數顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司產品；超高壓設備，山東蓬能機械科技有限公司產品；H-1850R型離心機，長沙湘儀離心機器有限公司產品；101-1AB型電熱鼓風干燥箱，天津泰斯特儀器有限公司產品；UV-1100型紫外可見分光光度計，上海美譜達儀器有限公司產品；ZG140型榨汁機，廣州振興實業有限公司產品；WAY-2S型阿貝折光儀，長春金寶特生物化工有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 沙棘榨汁工藝流程

沙棘→挑選→洗凈瀝水→打漿破碎→酶解處理→離心過濾→測定。

1.3.2 沙棘挑選

挑選色澤金黃、成熟、飽滿、無病害的新鮮沙棘果，去除果梗后，用清水沖洗沙棘果實表面的泥土，瀝干水分。

1.3.3 榨汁

將瀝水后的沙棘果放入組織破碎機中破碎，破碎的過程中采用流加的方式向沙棘漿中加入二氧化硫，添加量為30 mg/mL。

1.3.4 超高壓酶解

調節沙棘汁pH值為4.0，向沙棘汁中添加果膠酶4 000～20 000 U/kg，攪拌均勻，將果膠酶處理過的果漿裝入聚丙烯薄膜袋中，真空密封，將真空包裝后的果漿混合均勻。將樣品置于超高壓設備的壓力腔內，選擇壓力 100～180 MPa，酶解溫度 20～45℃，酶解時間1.0～3.5 h。酶解結束后，將壓力升高至500 MPa，保壓20 min，滅酶、滅菌。將經酶解處理的沙棘原汁于5℃下靜置24 h，以轉速6 000 r/min離心10 min，再用6層紗布過濾得到沙棘澄清汁。

1.3.5 酶解沙棘汁測定

維C含量測定[6]：采用2,6-二氯靛酚滴定法（GB 14754—2010）；維C保存率：超聲波酶解的沙棘中維C含量與未處理的沙棘中維C含量的比值；透光率：采用分光光度計于波長800 nm下測定沙棘汁透光率；沙棘汁中菌落總數測定：采用平板計數法，GB 4789.2—2016；總酚含量的測定：福林酚比色法，SB/T 10203—1994；總酸含量的測定：GB/T 12456—2008；總糖：GB 5009.7—2016。可溶性固形物：采用阿貝折光儀測定。

1.3.6 超聲波酶解沙棘汁的工藝優化

以透光率和維C保留率為指標，主要考查果膠酶添加量、超高壓壓力、酶解時間、酶解溫度4個因素對酶解效果的影響，測定其透光率和維C含量，每個水平進行3次重復試驗，取平均值。

（1）果膠酶添加量對酶解效果的影響。按照1.3.2的方法，固定超高壓壓力140 MPa，酶解時間2 h，酶解溫度30℃，調節果膠酶的用量分別為4 000，8 000，12 000，16 000，20 000 U/kg，考查果膠酶添加量對酶解效果的影響。

（2） 超高壓壓力對酶解效果的影響。按照1.3.2的方法，固定果膠酶的添加量為12 000 U/kg，酶解時間2 h，酶解溫度30℃，調節超高壓壓力分別為100，120，140，160，180 MPa，考查超高壓壓力對酶解效果的影響。

（3）保壓時間對酶解效果的影響。按照1.3.2的方法，固定超高壓壓力140 MPa，果膠酶的用量為12 000 U/kg，酶解溫度30℃，調節保壓時間分別為1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 h，考查保壓時間對酶解效果的影響。

（4）酶解溫度對酶解效果的影響。按照1.3.2的方法，固定超高壓壓力140 MPa，果膠酶的用量為12 000 U/kg，酶解時間2 h，調節酶解溫度分別為20，30，40，50，60℃，考查酶解溫度對酶解效果的影響。

2 結果與分析

2.1 果膠酶用量對酶解效果的影響

果膠酶用量對酶解效果的影響見圖1。

圖1 果膠酶用量對酶解效果的影響

隨著果膠酶用量增加，透光率也隨之增加。當果膠酶用量從4 000 U/kg增加到12 000 U/kg，透光率顯著增加，底物與酶能夠充分反應，當大于12 000 U/kg時，繼續增加酶用量，酶解效果隨著果膠酶用量增加變化不顯著，反應成本增高。同時，在酶解過程中，維C的保存率降低，在果膠酶用量為12 000 U/kg時，維C保留率最高為93.31%，透光率43.22%，綜合考慮選擇果膠酶用量為12 000 U/kg。

2.2 超高壓壓力對酶解效果的影響

超高壓壓力對酶解效果的影響見圖2。

圖2 超高壓壓力對酶解效果的影響

由圖2可知，當超高壓壓力由100 MPa增加到140 MPa時，隨著壓力增大，透光率隨之增大。隨后進一步增大壓力，透光率變化不顯著，當超高壓壓力為140 MPa時，透光率為43.22%。同時，沙棘汁中維C降解速度隨著壓力升高而增大，超高壓壓力在180 MPa時，維C最低保留率仍為93.93%，可能是由于超高壓不會破壞共價鍵，維C等小分子物質保留下來。當超高壓壓力從100 MPa增加到140 MPa時，維C含量變化不顯著。因此，綜合考慮選擇超高壓壓力為140 MPa。

2.3 保壓時間對酶解效果的影響

保壓時間對酶解效果的影響見圖3。

圖3 保壓時間對酶解效果的影響

由圖3可知，隨著保壓時間的延長，透光率增大。可能因為隨著反應時間延長，酶解反應更加充分，沙棘汁透光率越高。當保壓時間增加到2.5 h，酶解反應透光率為55.15%，若繼續酶解，透光率增加不顯著。同時，維C保留率隨著保壓時間的延長而降低，將酶解時間控制在2.5 h內完成，其維C保留率降低不顯著。因此，綜合考慮選擇保壓時間為2.5 h。

2.4 酶解溫度對酶解效果的影響

酶解溫度對酶解效果的影響見圖4。

圖4 酶解溫度對酶解效果的影響

由圖4可知，當酶解溫度由30℃增加到40℃時，透光率增大較快，此時透光率為59.08%，隨后繼續提高酶解溫度，透光率降低。同時，酶解溫度對維C含量影響較大，隨著酶解溫度的升高，維C保留率降低，溫度達到40℃以上，維C保存率迅速降低，當溫度為50℃，維C保留率僅為46.65%。由于維C具有較強的還原性，高溫下易被氧化。因此超高壓酶解能減少原料營養成分的損失，最大限度保留其營養價值。

2.5 超高壓酶解對沙棘汁品質的影響

超高壓酶解對沙棘汁品質的影響見表1。

表1 超高壓酶解對沙棘汁品質的影響

由表1可知，超高壓酶解處理前后沙棘汁中還原糖含量變化較小、總酸、超高壓酶解對沙棘汁營養成分影響較小，其中總酚含量和維C略有降低，但其保存率仍能達到91.09%，88.16%，表明超高壓酶解能較好保留原料原有的營養成分和風味物質。經超高壓處理后，菌落總數由1.5×103CFU/mL迅速下降至10 CFU/mL，殺菌率在99%以上，能夠達到商業無菌的狀態（GB 7101—2015）。

3 結論

采用超高壓酶解沙棘汁，考查其對沙棘汁品質的影響，通過單因素試驗可以得出，超高壓酶解的最佳工藝條件。結果表明，當果膠酶用量12 000 U/kg，超高壓壓力140 MPa，保壓時間2.5 h，酶解溫度40℃時，沙棘汁的透光率和維C保留率分別是59.68%和88.16%。

超高壓酶解能最大程度地保留沙棘汁中的營養成分，果汁中維C和酚類等物質具有較強的還原性，性質不穩定。在較高溫度、光照、氧氣條件下，極易氧化分解。在超高壓酶解的最佳工藝條件下，沙棘汁中維C和總酚保存率仍能達到91.09%，88.16%，經超高壓處理后，菌落總數由1.5×103CFU/mL迅速下降至10 CFU/mL，殺菌率在99%以上，能夠達到商業無菌的狀態（GB 7101—2015）。