果浆酶和果胶酶对猕猴桃出汁率的影响

何 佳，张宏森，张海宁，罗 丹，郑春阳，翟改萍，张硕果

(河南科技大学食品与生物工程学院，河南 洛阳 471003)

果浆酶和果胶酶对猕猴桃出汁率的影响

何 佳，张宏森，张海宁，罗 丹，郑春阳，翟改萍，张硕果

(河南科技大学食品与生物工程学院，河南 洛阳 471003)

为制取猕猴桃汁，通过单因素和正交试验，以出汁率、VC保存率和果汁色泽香气变化为指标，用果浆酶和果胶酶对猕猴桃进行酶解处理，探索更适合的猕猴桃制汁工艺条件。结果表明：两种酶都能大幅提高猕猴桃的出汁率，果胶酶酶解条件较剧烈，虽出汁率较高，但对VC含量和果汁色泽香气影响较大；果浆酶酶解条件较温和，总体指标较好，最佳酶解条件为酶解温度30℃、果浆酶加酶量10000U/kg、酶解时间2h、出汁率0.853mL/g，VC保存率67%。果浆酶更适合猕猴桃果汁的制取。

猕猴桃；出汁；酶解；果浆酶和果胶酶

猕猴桃，被誉为“果中之王”，在世界上消费量最大的前26种水果中，营养最为丰富全面，且营养素总量含量最高，尤其是VC含量是一般水果的十几倍甚至几十倍[1-2]。猕猴桃属浆果，易腐烂变质，不易长期贮藏，因此，将猕猴桃榨汁，以果汁做为猕猴桃产品的再加工原料，是解决猕猴桃保存问题的有效途径[3]。果胶酶在提高果汁出汁率方面已得到广泛的应用[4-9]。果浆酶是一种新型复合酶，已有在苹果和黑莓榨汁的研究报道，它不仅能提高出汁率，并且对果汁色泽影响较小[10-11]。

目前，有关果浆酶在猕猴桃榨汁中的研究，以及果浆酶和果胶酶在猕猴桃榨汁中的效果比较研究尚未见报道。本研究以出汁率、VC保存率和果汁色泽香气为指标，对果胶酶和果浆酶对猕猴桃榨汁效果进行比较，为猕猴桃果酒酿造研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

“中华”猕猴桃 市购。果胶酶(20000U/g)、果浆酶(20000U/mL) 丹麦诺维信公司。

1.2 方法

1.2.1 猕猴桃榨汁工艺流程

猕猴桃→筛选→清洗→去皮→破碎→酶解处理→榨汁→离心→测定

1.2.2 单因素试验

以出汁率和VC含量为指标，分别对酶解温度(20、30、40、50、60℃)、酶解时间(1、2、3、4、5、6h)、加酶量(果浆酶4000、8000、12000、16000、20000U/kg；果胶酶4000、8000、12000、16000、20000U/ kg)进行单因素试验，设空白对照，进行3次平行实验。

1.2.3 果胶酶和果浆酶酶解工艺的确定

根据单因素试验结果，每个因素选择3个水平，果浆酶酶解条件正交试验因素水平表见表1，测定其出汁率和VC含量，进行3次平行实验。果胶酶酶解条件正交试验因素水平见表2，测定其出汁率和VC含量，进行3次平行实验。

表1 果浆酶酶解正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels in the orthogonal array design for optimizing pectinex hydrolysis conditions

表2 果胶酶酶解正交试验因素水平表Table 2 Factors and levels in the orthogonal array design for optimizing pectinase hydrolysis conditions

1.2.4 测定方法

出汁率[12]：称取果实m(g)，组织捣碎机破碎，加酶处理后，使用四层纱布过滤，过滤后3000r/min离心10min，得到果汁V(mL)，出汁率/(mL/g)=V/m。

VC含量测定[13]：按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》进行。

2 结果与分析

2.1 果浆酶和果胶酶在不同酶解温度对出汁率及VC含量的影响

图1 果浆酶(A)和果胶酶(B)不同处理温度对猕猴桃出汁和VC含量的影响Fig.1 Effect of hydrolysis temperature on juice yield and content

从图1可以看出，果胶酶和果浆酶都可以明显提高猕猴桃的出汁率，但随着温度的升高，果汁中VC含量逐渐降低。果浆酶的作用温度相对较低，温度范围为20～40℃，其中30℃为最佳出汁温度，出汁率为0.814mL/g；果胶酶作用温度相对较高，温度范围为30～50℃，其中40℃为最佳出汁温度，出汁率为0.892mL/g。酶解温度对VC含量影响较大，VC含量20℃时为67%，30℃时为62.93%，当温度达到40℃以上时，VC含量迅速减少，60℃时VC保存率仅为36.36%，这是因为VC是还原性物质，高温条件下更已被氧化，热敏性差，因此，酶作用温度应在40℃之内，以更好地保护VC，以及果汁的香气和色泽，减少猕猴桃营养损失。确定25、30、35℃作为果浆酶正交设计的3个酶解温度水平，选择35、40、45℃作为果胶酶正交设计的3个酶解温度水平。

2.2 果浆酶和果胶酶不同酶解时间对出汁率和VC含量的影响

图2 果浆酶(A)和果胶酶(B)不同处理时间对猕猴桃出汁和VC含量的影响Fig.2 Effect of hydrolysis time on juice yield and content

从图2A可以看出，在2h内，果浆酶使出汁率显著增加，2h时出汁率达0.808mL/g，2h后出汁率增加不明显，基本处于平稳状态；VC含量随着酶解时间延长而减少，2h时VC保存率为65.93%，但2h后减少不多，色泽香气保存较好。因此，确定正交试验中选取1.5、2、2.5h三个酶解时间水平。

从图2B可以看出，在4h内，果胶酶使出汁率显著增加，4h时出汁率达0.892mL/g，4h后出汁率增加不明显；VC含量随着酶解时间延长而减少，4h时VC保存率仅为58.44%，同时，果汁的香气变淡，色泽加深，因此，在正交试验中选取3.5、4、4.5h作为3个酶解时间水平。

图3 果浆酶(A)和果胶酶(B)加酶量对猕猴桃出汁和VC含量的影响Fig.3 Effect of enzyme dose on juice yield and content

2.3 果浆酶和果胶酶不同加酶量对出汁率和VC含量的影响从图3可以看出，在一定范围内随着酶量的增加，出汁率也随之提高，果浆酶添加量为8000U/kg时，出汁率最高，达到0.84mL/g，加酶量大于12000U/kg后，出汁率没有明显增加；果胶酶添加量为16000U/kg时，出汁率最高，达到0.892mL/g，加酶量继续增加，出汁率不再增加。在酶解有效时间内，VC含量和果汁香气、色泽随酶量的增加没有显著变化，因此，确定果浆酶选用6000、8000、10000U/kg作为正交试验的3个加酶量水平，果胶酶选用14000、16000、18000U/kg作为正交试验的3个加酶量水平。

2.4 果浆酶和果胶酶对猕猴桃出汁的最佳工艺确定

2.4.1 果浆酶方差分析正交试验

表3 果浆酶酶解正交试验设计及结果Table 3 Orthogonal array design and results for optimizing pectinex hydrolysis conditions

表4 果浆酶酶解正交试验方差分析表Table 4 Analysis of variance for juice yield with various pectinex hydrolysis conditions

根据表3极差结果可知，果浆酶酶解工艺中影响出汁的主次因素依次为C＞A＞B，即酶解时间＞酶解温度＞加酶量；酶解工艺最佳组合为A2B3C2，即酶解温度30℃、加酶量0.5mL/kg、酶解时间2h，经方差分析3个因素影响均不显著。由表7验证实验结果可知，在此条件下出汁率达到0.853mL/g，VC含量657.62mg/L，VC保存率达到67%，果汁清香翠绿，有浓郁的猕猴桃香气。

2.4.2 果胶酶正交试验结果及方差分析

根据表5极差结果可知，果胶酶酶解工艺中影响出汁的主次因素依次为A＞C＞B，即酶解温度＞酶解时间＞加酶量；酶解最佳工艺组合为A2B2C3，即酶解温度40℃、加酶量16000U/kg、酶解时间4.5h。从表6方差分析可以看出，酶解温度对果胶酶酶解出汁影响显著，而酶解时间和加酶量对果胶酶酶解出汁工艺影响不显著。在此条件下出汁率0.934mL/g、VC含量573.56mg/、VC保存率58%，果汁黄绿色，有褐变的趋势，有猕猴桃的香气。

表5 果胶酶酶解正交试验设计及结果Table 5 Orthogonal array design and results for optimizing pectinase hydrolysis conditions

表6 果胶酶酶解正交试验方差分析表Table 6 Analysis of variance for juice yield with various pectinase hydrolysis conditions

2.4.3 猕猴桃出汁最佳工艺

表7 验证实验结果Table 7 Verifying test results

从表7可以看出，优化后的工艺使果浆酶出汁率达0.853mL/g，果胶酶出汁率为0.934mL/g，然而，果胶酶处理方式较为剧烈，为40℃处理4h，VC保存率仅为58%，果浆酶工艺较为温和，为30℃处理2h，VC保存率高达67%。同时，从表7还可以看到，较为剧烈的果胶酶处理条件，使果汁的色泽和香气也受到较大影响，对于后续应用于猕猴桃果酒等产品的生产中有较大影响，VC不仅是重要的营养素，还是还原剂，它的过多损失必然会对果酒的颜色造成较大影响。同时，尽管本研究在猕猴桃众多营养素中仅测定了VC含量，但VC保存率的高低，可以间接反映其他营养素保存率情况，猕猴桃的特点就是营养素总量极高，因此，在制取果汁中，VC和营养素的保存率，要比出汁率更为重要。比较两种酶的处理结果，权衡利弊，认为果浆酶更适合猕猴桃果汁的制取。

3 结 论

果浆酶酶解工艺条件温和，VC保存率较高、对果汁色泽和香气影响较小，更适合猕猴桃果汁的制取，最佳酶解条件为酶解温度30℃、果浆酶加酶量10000U/ kg、酶解时间2h，出汁率0.853mL/g，VC保存率67%。

[1] 侯宽昭. 中国种子植物科属词典[M]. 北京: 科学出版社, 1982.

[2] 黄诚, 周长春, 李伟. 猕猴桃的营养保健功能与开发利用研究[J]. 食品科技, 2007, 32(4): 51-55.

[3] FIGOLI A, TAGARELLI A, CAVALIERE B, et al. Evaluation of pervaporation process of kiwifruit juice by SPME-GC/ion trap mass spectrometry[J]. Desalination, 2010, 250(3): 1113-1117.

[4] SARIOGLU K, DEMIR N, ACAR J. The use of commercial pectinase in the fruit juice industry, part 2: determination of the kinetic behavior of immobilized commercial pectinase[J]. Journal of Food Engineering, 2001, 47(4): 271-274.

[5] 崔伟荣, 逄焕明, 杨静, 等. 果胶酶澄清哈密瓜汁工艺研究[J]. 新疆农业科学, 2010, 47(4): 698-704.

[6] 孟陆丽, 易弋, 程谦伟, 等. 果胶酶对百香果醋澄清作用的研究[J].中国酿造, 2009(12): 78-80.

[7] 李斌, 赵光鳌, 帅桂兰, 等. 果胶酶在猕猴桃果汁处理中的应用[J].酿酒, 2002(6): 71-73.

[8] 姜文文, 姜爱丽, 田密霞, 等. 果胶酶处理对软枣猕猴桃出汁率的影响[J]. 保鲜与加工, 2008(4): 48-50.

[9] SOUFLEROS E H, PISSA I, PETRIDIS D, et al. Tsimitakis.Instrumental analysis of volatile and other compounds of Greek kiwi wine; sensory evaluation and optimisation of its composition[J]. Food Chemistry, 2001, 75(4): 487-500.

[10] 诺和诺德. 最佳果浆酶解工艺的应用实践及其经济评价[J]. 软饮料工业, 1997(1): 35-38.

[11] 张丽华, 韩永斌, 孙晶, 等. 低温果浆酶处理对黑莓出汁率和几个理化指标的影响[J]. 食品工业科技, 2005(11): 82-84.

[12] 李维新, 王华. 拼猴桃汁的制取和澄清[J]. 食品工业, 2000(5): 34-35.

[13] GB/T 15038—2006 葡萄酒、果酒通用分析方法[S].

Effect of Enzymatic Treatment with Pectinex or Pectinase on Juice Yield of Kiwi Fruit

HE Jia，ZHANG Hong-sen，ZHANG Hai-ning，LUO Dan，ZHENG Chun-yang，ZHAI Gai-ping，ZHANG Shuo-guo
(College of Food and Bioengineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China)

Pectinase and pectinex were used separately to produce kiwifruit juice from kiwi fruit pulp in the current study. To find a better enzymatic pretreatment for the production of kiwifruit juice, one-factor-at-a-time and orthogonal array design methods were used to optimize hydrolysis conditions based on juicr yield, VC preservation rate, changes of juice color and aroma. The results showed that both enzymes could improve the yield of kiwi fruit juice substantially. However, pectinase required more intense hydrolysis conditions and had greater effect on vitamin C content and juice color and aroma compared to pectinex. Mild conditions were required for pectinex treatment, which resulted in better overall quality index of kiwifruit juice. The optimal conditions for pectinex hydrolysis were 2 h of hydrolysis at an enzyme dose of 10000 U/kg and 30 ℃. Under these conditions, the juice yield and vitamin C preservation rate were 0.853 mL/g and 67%, respectively. This study demonstrated that pectinex is more suitable for the production of kiwifruit juice.

kiwifruit；juice yield；enzymolysis；pectinex；pectinase

Q814.9

A

1002-6630(2012)08-0076-04

2010-12-11

河南省教育厅自然科学研究计划项目(2010A550003)

何佳(1965—)，男，教授，博士，研究方向为发酵工程。E-mail：hejia@mail.haust.edu.cn