復合酶在野生櫻桃李果汁澄清加工中的應用

雷勇，劉艷懷，尹俊濤，代紹娟，袁瑩瑩

石河子開發(fā)區(qū)神內(nèi)食品有限公司（石河子 832000）

野生櫻桃李（Peunus cerasiferaEhrh）俗稱野酸梅，又名櫻李，薔薇科李屬[1]，是世界上極為珍貴和罕見且瀕危滅的原始野生林果[2]，在我國主要在新疆天山西脈海拔800～2 000 m強逆溫帶區(qū)域自然生長[3]，全世界僅在新疆霍城縣大西溝區(qū)域發(fā)現(xiàn)成片生存，作為伊犁河谷第三紀孑遺物種，已被國家和新疆維吾爾自治區(qū)列為重點保護物種[4-6]。野生櫻桃李果肉柔軟多汁，果核硬，果皮紅色至紫黑色，屬小果類型[7]。研究發(fā)現(xiàn)，果實營養(yǎng)成分種類齊全，含有氨基酸、果膠、纖維素、維生素C、維生素B1、維生素B2、淀粉、胡蘿卜素[8-9]，以及較多的花青素類物質(zhì)[10]，具有抗腫瘤[11-12]、抗炎[13-15]、調(diào)節(jié)免疫力[16-17]、解毒[18]等功效，當?shù)啬撩駥⑵渥鳛閮?yōu)良的野生食品資源，經(jīng)常生食或加工成櫻桃李醬，被當?shù)啬撩褡u為“雪域珍果”[19]，具有天然的保健功能和開發(fā)前景[20]。

目前，大多數(shù)學者主要對野生櫻桃李中果膠、多糖、色素的提取，黃酮、多酚含量的測定，以及營養(yǎng)成分和功能性質(zhì)等方面進行了深入研究和探索，把野生櫻桃李制作成果汁飲料的研究較少。傳統(tǒng)的野生櫻桃李果汁飲料加工方法是將鮮果直接壓榨，出汁率很低，這是因為其果肉中含有很高含量的果膠、纖維素、淀粉等，在加工過程中存在黏度高、出汁率低、

易混濁、特有香氣成分流失等問題，酶解處理可一定程度降解這些大分子物質(zhì)，從而提高其出汁率[21-22]。目前，國內(nèi)關于野生櫻桃李加工過程中酶解工藝研究的文獻較少，其選用單一酶，出汁率低，根據(jù)野生櫻桃李細胞壁特性，研究選用果膠酶、α-淀粉酶、纖維素酶這3種酶復合酶解，可以提高酶的利用率和果肉的出汁率，降低生產(chǎn)成本，為野生櫻桃李產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展提供依據(jù)，對當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展具有深遠意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

野生櫻桃李（新疆霍城縣種植地）；果膠酶（3萬U/g）、α-淀粉酶（0.2萬 U/g）、纖維素酶（10萬 U/g）：江西百盈生物技術有限公司，按GB 2760食品添加劑使用標準要求。

1.2 主要儀器及設備

ME 3002電子天平[梅特勒托利多（中國）有限公司]；SP909S打漿機（浙江蘇泊爾股份有限公司）；SYG型恒溫水浴鍋（天津市泰斯特儀器有限公司）；H 1850高速離心機（南京徠克美醫(yī)療科技有限公司）；752 G型紫外可見分光光度計（上海儀電股份有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

野生櫻桃李→揀選→清洗→預煮→去核打漿→酶解→過濾→滅酶→離心→調(diào)配→灌裝→殺菌→成品

1.3.2 操作要點

1) 原料揀選、清洗：挑選新鮮成熟度好、無病蟲害、霉爛的果實，去除果梗，用流動的自來水沖洗干凈。

2) 預煮、去核打漿：將野生櫻桃李放入容器中加水沒過果實，置于恒溫水浴鍋中85 ℃、保溫10～15 min，使野櫻桃李果皮破裂，出現(xiàn)核肉分離的現(xiàn)象即可[23]，去核后將帶皮的果肉打漿，得野生櫻桃李果漿。

3) 酶解、過濾、滅酶：將稱量的果膠酶、α-淀粉酶、纖維素酶三種酶混合均勻，加入到野生櫻桃李果漿中進行酶解。酶解完成后過濾，選擇0.075 0 mm篩網(wǎng)，所得濾液在85 ℃條件下滅酶5 min。

4) 離心、調(diào)配、灌裝、殺菌：將濾液在8 000 r/min下離心10 min，即得澄清野生櫻桃李果汁，調(diào)配口感，加熱至95 ℃以上灌裝、密封，殺菌20 min，冷卻至室溫。

1.3.3 酶解單因素試驗設計

固定酶解溫度45 ℃、酶解pH 4.1，選擇果膠酶用量（0.02%，0.04%，0.06%，0.08%和0.10%）、α-淀粉酶用量（0.024%，0.030%，0.036%，0.042%和0.048%）、纖維素酶用量（0.015%，0.025%，0.035%，0.045%和0.055%）、酶解時間（50，75，100，125和150 min）4個因素為單因素，以野生櫻桃李果汁出汁率、透光率檢測值為考察指標進行單因素試驗。

1.3.4 酶解正交試驗設計

通過酶解單因素試驗的結果，選擇果膠酶用量、α-淀粉酶用量、纖維素酶用量、酶解時間為因素，設計L9(34)四因素三水平正交試驗，確定野生櫻桃李果汁澄清工藝中復合酶的最佳配比和酶解條件。正交試驗因素和水平見表1。

表1 L9(34)正交試驗因素和水平表

1.3.5 各指標測定

出汁率按式（1）計算。

透光率（%）檢測：透光率可以反映飲料的澄清程度，透光率越高，說明飲料的澄清度越好，即所含果肉顆粒和雜質(zhì)更少，品質(zhì)更高[24]。采用紫外可見分光光度計，在波長610 nm，以蒸餾水作參照，測定離心后野生櫻桃李果汁透光率。

2 結果與分析

2.1 酶解條件的單因素試驗

2.1.1 果膠酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響

野生櫻桃李果肉中富含果膠，果膠酶分解果汁中的果膠后，帶正電的極性氨基酸鏈游離與帶負電荷的物質(zhì)相結合，所產(chǎn)生的物質(zhì)被果膠酶吸附沉淀，再通過離心除去[25]，起到增加出汁率和澄清度的作用。果膠酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響如圖1所示。

圖1 果膠酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響

圖1顯示，隨著果膠酶用量逐漸增加，野生櫻桃李果汁出汁率和透光率均呈上升趨勢。當果膠酶用量為0.06%時，果汁出汁率和透光率達到峰值，果膠酶用量繼續(xù)增加，果汁出汁率平穩(wěn)，而透光率下降，因此結合出汁率、透光率以及生產(chǎn)成本，選擇適中合理的果膠酶用量0.04%，0.06%和0.08%為正交試驗三水平。

2.1.2α-淀粉酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響

由于制汁用的水果一般在未成熟時采收，果漿含有大量的淀粉，在加工過程中易引起渾濁，α-淀粉酶能不規(guī)則地水解淀粉等生成可溶性的糊精、葡萄糖和麥芽糖，使膠狀的黏度下降[21]。α-淀粉酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響如圖2所示。

圖2 α-淀粉酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響

由圖2可知，α-淀粉酶用量在0.024%～0.036%時，野生櫻桃李果汁出汁率和透光率逐漸增加，α-淀粉酶用量為0.036%時，果汁出汁率和透光率達到最大值，此后隨著α-淀粉酶用量增加，果汁出汁率和透光率逐漸降低。因此選擇α-淀粉酶用量0.030%，0.036%和0.042%為正交試驗三水平。

2.1.3 纖維素酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響

野生櫻桃李細胞壁中的纖維素使用纖維素酶降解，可提高果汁飲料口感以及果肉出汁率。纖維素酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響見圖3。

圖3 纖維素酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響

由圖3可得，隨著纖維素酶用量逐漸增加，果汁出汁率和透光率均升高，在纖維素酶用量0.045%時，果汁出汁率和透光率達到峰值，纖維素酶用量繼續(xù)增加，曲線較平穩(wěn)，因此纖維素酶用量選擇0.025%，0.035%和0.045%為正交試驗三水平。

2.1.4 酶解條件中時間對野生櫻桃李果汁出汁率和透光率的影響

酶解條件中時間對野生櫻桃李果汁出汁率和透光率的影響見圖4。

圖4 酶解時間對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響

圖4顯示，隨著酶解時間逐漸增加，果汁出汁率和透光率處于上升趨勢，酶解時間超過125 min時，曲線平穩(wěn)變化不明顯，結合時間成本考慮，選擇酶解時間100，125和150 min為正交試驗三水平。

2.2 酶解條件正交試驗結果與討論

酶解條件正交試驗結果見表2，酶解條件極差分析見表3。

表2 酶解條件正交試驗結果

表3 酶解條件正交試驗極差分析

由正交試驗結果與極差分析可得，各因素對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響程度由大到小依次為A＞D＞C＞B，即果膠酶用量＞酶解時間＞纖維素酶用量＞α-淀粉酶用量。以出汁率為考察對象時，酶解條件的最佳組合為A2B2C3D3，即果膠酶用量0.06%，α-淀粉酶用量0.036%，纖維素酶用量0.045%，酶解時間150 min。以透光率為考察對象時，酶解最佳工藝參數(shù)組合為A2B1C3D2，即果膠酶用量0.06%，α-淀粉酶用量0.03%，纖維素酶用量0.045%，酶解時間125 min。

2.3 驗證試驗

為了保證試驗結果的準確性，選擇正交試驗結果得出的最優(yōu)組合條件與正交試驗中最高出汁率和透光率組合進行驗證試驗，結果見表4。

表4 試驗結果驗證 單位：%

由表4驗證試驗結果可知，在A2B1C3D2組合條件下，野生櫻桃李果汁出汁率和透光率最高，分別為90.1%和70.2%，該值高于試驗中所有檢測值。因此復合酶解澄清野櫻桃李果汁最優(yōu)工藝為果膠酶用量0.06%，α-淀粉酶用量0.030%，纖維素酶用量0.045%，酶解時間125 min。

3 結論

采用單因素試驗及正交試驗優(yōu)化了野生櫻桃李果汁澄清條件，結果表明，最優(yōu)工藝為果膠酶用量0.06%、α-淀粉酶用量0.030%、纖維素酶用量0.045%、酶解時間125 min，在該條件下野生櫻桃李果汁出汁率為90.1%，透光率為70.2%。產(chǎn)品色澤呈現(xiàn)紫紅色，澄清透明，具有野生櫻桃李獨特的果香，口感柔和。此試驗研究了復合酶在野生櫻桃李果汁澄清加工中的應用，為野生櫻桃李產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了一定的理論依據(jù)。