果胶酶提高红心猕猴桃出汁率的工艺优化

孙 强，罗 秦，冉 旭（四川大学食品科学与工程系，四川成都610065）

果胶酶提高红心猕猴桃出汁率的工艺优化

孙 强，罗 秦，冉 旭*
（四川大学食品科学与工程系，四川成都610065）

采用果胶酶酶解的方法提高红心猕猴桃出汁率。通过单因素实验和正交实验分析了果胶酶用量、pH、酶解温度和酶解时间对红心猕猴桃出汁率的影响，得到最佳工艺参数为酶用量0.06%、自然pH、酶解温度为47℃、酶解时间为170min。在此条件下进行验证实验，出汁率为82.36%，比未添加果胶酶提高了32.06%。酶用量影响最显著。

果胶酶，红心猕猴桃，出汁率

红心猕猴桃属中华猕猴桃的红肉猕猴桃变种，果心呈红色，与传统的中华猕猴桃相比，红心猕猴桃具有糖度高、酸度低、果面无毛易加工、营养更加丰富的优点。红心猕猴桃属浆果类水果，易腐烂变质，不易长期贮藏。将红心猕猴桃榨汁，以果汁为原料生产果酒、果醋、饮料等产品，是解决红心猕猴桃贮藏问题的有效途径之一。

红心猕猴桃和其他果蔬一样，在加工过程中，出汁率问题一直是一个需要解决的问题。目前，关于解决红心猕猴桃出汁率问题的报道还比较少见。影响出汁率的主要因素就是果胶的存在。果胶是广泛存在于水果细胞壁和胞间层的一种高分子化合物，不溶于水，当水果破碎后，原果胶进入果汁，使果汁变得粘稠浑浊，且大大影响果汁的出汁率[1]。果胶酶是指能够分解果胶物质的多种酶的总称。在提高水果出汁率方面已得到广泛的应用[2-6]，有的还用来澄清果酒[7-8]、软化果肉[9]、助滤[10-13]等。因此，本实验采用果胶酶酶解的方法，通过对果胶酶提高红心猕猴桃出汁率的工艺条件进行优化，目的在于提高红心猕猴桃出汁率，节约成本，为后续进行的红心猕猴桃果汁饮料及果酒、果醋等研究提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

四川蒲江红心猕猴桃 市售；果胶酶（30000U/g）宁夏和氏璧生物技术有限公司；水 蒸馏水。

K600型博朗食物调理机 德国博朗公司；TDL-408型台式离心机 上海安亭科学仪器厂；循环水真空泵 巩义市英峪华玉仪器厂；数显恒温水浴锅 国华电器有限公司；PHS-3C型精密pH计、电子天平 上海精密科学仪器有限公司；GZ-120S型恒速电动搅拌机 上海力权仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 猕猴桃汁的制备流程 红心猕猴桃→挑选→清洗→沥干→打浆→酶解→离心→过滤→猕猴桃汁。

1.2.2 操作要点 挑选：挑选成熟度达到八至九成熟、外表完整的红心猕猴桃鲜果，剔除霉烂、病虫和伤果。

清洗：将红心猕猴桃用自来水冲洗，以除去猕猴桃表面的污物，然后沥干。

打浆：将猕猴桃切块，放入打浆机中，开6档打浆3次，每次20s，得到猕猴桃果浆。

酶解：猕猴桃果浆混合均匀后，称取500g果浆于三角瓶中，加入一定量果胶酶，搅拌均匀，放入恒温水浴锅中恒温酶解。酶解过程中不停用搅拌器搅拌果浆。

离心、过滤：将酶解后的猕猴桃果浆于4000r/min离心10min，将上清液倒出，再用200目纱布过滤，即得红心猕猴桃果汁。

1.2.3 出汁率计算 公式如下所示：

式中：w为果实重量；w0为果汁重量。

1.2.4 实验设计与统计分析

1.2.4.1 果胶酶对出汁率影响的单因素实验 取一定量的红心猕猴桃果浆，分别研究果胶酶添加量（分别添加果浆质量0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%、0.12%的果胶酶，在自然pH、45℃下水浴3h）对红心猕猴桃出汁率的影响；pH（添加0.06%果胶酶，分别将pH调整为3.0、3.5、3.7、4.0、4.5、5.0，在45℃下水浴3h）对出汁率的影响；酶解温度（添加0.06%果胶酶，在自然pH下，分别在35、40、45、50、55℃下水浴3h）对出汁率的影响；酶解时间（添加0.06%果胶酶，在自然pH、45℃水浴1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5h）对出汁率的影响。

1.2.4.2 果胶酶对出汁率影响的多因素正交实验 在单因素实验的基础上，选择适当的正交表进行正交实验，采用正交设计助手软件对实验结果进行极差分析和方差分析，以确定各因素对出汁率影响显著性，优化果胶酶提高红心猕猴桃出汁率的工艺参数。

表1 酶解条件优化正交实验因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for enzymatic hydrolysis conditions optimization

1.2.5 数据处理 采用Origin 8.0软件对单因素实验数据进行差异显著性分析和作图，采用正交设计助手软件对正交实验结果进行极差分析和方差分析，得出最优实验条件。

2 结果与分析

2.1 果胶酶用量对出汁率的影响

酶的用量对红心猕猴桃出汁率的影响见图1。用果胶酶处理红心猕猴桃果浆时，果胶酶的添加量直接影响到出汁率的高低。酶用量少时，果胶物质分解不完全，使果浆黏性较大，影响出汁率；而酶用量多时，果胶物质分解较完全，但果汁中会残留较多的果胶酶，而且增加了成本。

由图1可见。出汁率与果胶酶用量之间呈正相关，果胶酶用量为0%～0.06%时，出汁率随着果胶酶用量的增大而显著提高，由不添加果胶酶的50.30%提高到78.66%；当果胶酶用量为0.06%～0.12%时，出汁率无显著差异（p＞0.05）。考虑到成本问题，故果胶酶较适宜用量为0.06%，这一结果孙旸[10]研究结果果胶酶最适用量0.1%略低。正交实验中酶用量设为0.04%、0.05%、0.06%、0.07%。

图1 酶用量对红心猕猴桃出汁率的影响Fig.1 Effect of pectinase dosage on red heart kiwi fruit juice yield

2.2 pH对出汁率的影响

pH对红心猕猴桃出汁率的影响见图2。

图2 初始pH对红心猕猴桃出汁率的影响Fig.2 Effect of pH on red heart kiwi fruit juice yield

由图2可见，pH对出汁率有很大的影响，这是由于pH影响了酶的活性。pH在3.5时，出汁率达到最高值79.45%；越偏离3.5，出汁率则越低。红心猕猴桃果浆的自然pH为3.7，此时出汁率为78.85%，与pH3.5无显著差异，只低于最高出汁率0.6%。这与孙旸等结果基本一致[10]。考虑到实际生产工艺和成本问题，酶解时可不调整红心猕猴桃果浆pH，故正交实验不把pH作为考察因素。

2.3 温度对出汁率的影响

温度对果胶酶的活性和催化作用有很大影响[14]。温度对红心猕猴桃的影响见图3。

由图3可见，随着酶解温度的升高，出汁率呈先增高后减少的趋势。温度在35～45℃间酶的作用效果随温度的升高而增大，在45℃时，酶解效果最好，出汁率为78.19%；随着温度上升，当温度达到55℃时，出汁率反而下降，且温度过高还会破坏果浆中的营养成分[15]，影响果浆风味。这是由于果胶酶活性变化引起的，因为酶是蛋白质，只有在酶的有效温度范围内，酶才会发挥最大的催化效应。故正交实验中果胶酶酶解温度设为41、43、45、47℃。

2.4 时间对出汁率的影响

酶解时间对红心猕猴桃果浆出汁率的影响见图4。

图4 酶解时间对红心猕猴桃出汁率的影响Fig.4 Effect of enzymatic hydrolysis time on red heart kiwi fruit juice yield

由图4可见，酶解时间为1～2.5h时，随着酶解时间的延长，出汁率逐渐提高，处理时间为2.5h时，出汁率为77.99%。当酶解时间大于2.5h时，出汁率差异不显著。酶解时间为3h时，出汁率为78.70%；酶解时间为3.5h时，出汁率为79.47%。出汁率分别提高了0.71%、1.48%。主要是因为在2.5h内果浆中的果胶物质含量很高，在果胶酶作用下，果胶大量分解使出汁率迅速提高。2.5h后，果胶物质基本已经分解完全，出汁率变化趋于平缓。因此，果胶酶较适宜的酶解时间为2.5h。故正交实验中果胶酶的酶解时间设为110、130、150、170min。

2.5 果胶酶对红心猕猴桃出汁率影响的正交实验

根据以上果胶酶对红心猕猴桃果浆出汁率的单因素实验结果，对酶用量（A）、酶解温度（B）和酶解时间（C）进行3因素4水平L16（43）的正交实验，以出汁率为指标，优化果胶酶提高红心猕猴桃出汁率的工艺参数。正交实验结果见表2，方差分析见表3。

由表2和表3分析可知，酶用量对出汁率的影响显著，酶解温度和酶解时间均不显著。3个因素影响出汁率的主次顺序是酶用量＞酶解温度＞酶解时间。果胶酶处理红心猕猴桃果浆的最佳条件组合为A3B4C4，即处理的酶用量0.06%、酶解温度为47℃、酶解时间为170min。利用最佳组合条件进行红心猕猴桃酶解验证实验，出汁率为82.36%。高于表2中其他组合的出汁率。

表2 酶解条件优化正交实验结果与分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiment for enzymatic hydrolysis conditions optimization

表3 正交实验结果方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal experiment results

3 结论

本实验采用活力单位为2万U/g的粉状果胶酶对红心猕猴桃果浆进行处理，获得最佳酶解工艺参数为：酶用量0.06%、自然pH、酶解温度为47℃、酶解时间为170min。此时红心猕猴桃果浆出汁率为82.36%，比未添加果胶酶提高了32.06%（未添加为50.30%）。

本实验采用自然pH酶解的方法，虽然酶解时间较其他研究有所增加，但简化调整pH的步骤，使榨汁工艺更加简便。对实际生产具有一定的参考价值。

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Optimization of the red heart kiwi fruit juice yield by means of pectinase

SUN Qiang，LUO Qin，RAN Xu*
（Department of Food Science and Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，China）

Enzymatic hydrolysis with pectinase was used to increase the juice yield of red heart kiwi fruit.The effects of pectinase dosage，pH value，enzymatic hydrolysis temperature and time on juice yield were studied through single factor and orthogonal experiments.The optimum process parameter were the pectinase dosage 0.06%，natural pH，enzymatic hydrolysis temperature 47℃and reaction time 170min，the juice yield of red heart kiwi fruit was 82.36%，which increased by 32.06%compared with the blank test with no pectinase.The pectinase dosage was the most remarkable factor.

pectinase；red heart kiwi fruit；juice yield

TS262.8

A

1002-0306（2014）14-0202-04

10.13386/j.issn1002-0306.2014.14.036

2013－10－24 *通讯联系人

孙强（1990-），男，硕士研究生，研究方向：食品科学。