酶制剂提高浓缩苹果清汁色值工艺研究

郝瑞峰，霍江华，卢小敏，何 苗

(盐城卫生职业技术学院医学技术学院，江苏盐城224005)

色泽是判断果汁质量的重要常规指标之一，其中色值又是影响浓缩苹果清汁质量和出口的重要技术指标［1］。色值的高低主要与制汁原料、辅料、储藏温度以及加工工艺等因素有关［2－5］。工业生产上确定了巴氏杀菌、酶解、吸附对果汁色值的提高起关键性作用，酶解主要是应用果胶酶、淀粉酶处理压榨后的粗果汁，水解大分子的果胶、淀粉，减轻果汁浊度，是浓缩苹果清汁生产中的一道重要工序［6］。

目前，在浓缩苹果清汁生产中，大多数企业采用添加果胶酶和淀粉酶来控制果汁混浊［7］。酶解工艺条件中的各参数如酶添加量、不同酶的比例、酶解温度、酶解时间对不同果蔬浆的影响程度不同［8］。试验表明，酶在浓缩苹果汁的加工过程中起着重要作用，酶的用量、时间、温度对出汁率和果汁澄清度有很大的影响，浓缩苹果汁在果胶酶和淀粉酶用量为0．1%、酶解时间1．5 h、酶解温度50℃时澄清效果最好，苹果清汁的透光率可达95%以上［9］。相关研究也显示，酶解对控制果汁色值有帮助［10］，因此，为提高浓缩苹果清汁色值，对相关酶类的筛选显得很有必要。

笔者运用不同厂家的新型号果胶酶、淀粉酶处理浓缩苹果汁，旨在确定果胶酶酶解最佳条件和淀粉酶加量，以期为工厂改进生产工艺提供理论支持。

1 材料与方法

1．1 材料 原料:市售陕西红富士苹果。主要试剂:无水乙醇(分析纯);淀粉(分析纯);果胶酶:诺唯信(Petinex Ultra clear)、诺唯信(Petinex Ultra color)、DSM(Rapidase C80 MAX)、丹尼斯克(pektozyme powerclear A)、裕立宝(Unikpectinase X2);淀粉酶:诺唯信(Attenuzyme)、诺唯信(Amylase AG XXL)、DSM(Hagyme GCL)、丹尼斯克(Dlazyme X3)、裕立宝(Vnikamyll F);活性炭:CA-10S(美国碳化公司)。

主要仪器:HJB-25多功能食品加工机，顺德市海电贸业有限公司;HH-S电热恒温水浴，郑州长城科技工贸有限公司;2WAJ阿贝折光仪，上海光学仪器五厂;FA2004电子天平，上海精科天平;722型可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司;SHB-ⅢS循环水式多用真空泵，郑州长城科技工贸有限公司;RE-85C旋转蒸发仪，上海青浦沪西仪器厂。

1．2 方法

1．2．1 果汁的制备。将苹果在4℃冰柜中冷藏，试验前取出在－18℃中冷冻40 min，取出去皮、切块，在榨汁机中打浆40 s，制汁。立即将制得的处于低温状态的果汁装入试管(2．0 cm×20．0 cm)中，在高于所需处理温度5℃的水浴中，加热至75℃计时，并保持30 s，立即放入冰水浴中冷却至4℃左右［11］。

1．2．2 不同种类酶制剂用量的确定。将制得的苹果汁充分混匀，将诺唯信(Petinex Ultra clear)+诺唯信(Attenuzyme)、诺唯信(Petinex Ultra color)+诺唯信(Amylase AG XXL)、DSM(Rapidase C80 MAX)+DSM(Hagyme GCL)、丹尼斯克(pektozyme powerclear A)+丹尼斯克(Dlazyme X3)、裕立宝(Unikpectinase X2)+裕立宝(Vnikamyll F)分成5组，用移液枪将稀释后的不同酶制剂分别加入100 ml果汁中，使其加量达到不同的浓度(μl/L)进行梯度试验，以确定每种酶的用量。由于酶只有均匀地分布于果汁中才能充分发挥其效力，因此果胶酶和淀粉酶在使用前都要用蒸馏水稀释10倍，并放于4℃下冷藏备用。

果胶酶的用量以果胶检验是否阴性作为考察指标。果胶试验分析步骤:将酶解后的果汁用滤纸过滤，取1份过滤后果汁，加2份酸化乙醇(将1 ml 37%的盐酸加入100 ml 96%的无水乙醇中)混合，上下倒置3次使之混合，静置15 min后，观察。如果有絮状物，说明果汁中有果胶，没有絮状物，则是果胶检验阴性。

淀粉酶的用量以淀粉检验中颜色的变化来确定。淀粉试验分析步骤:取20 ml酶解后的果汁于50 ml的烧杯中，加热到70℃，然后冷却，再加入1 ml 0．005 mol/L配制好的碘溶液，摇匀后观察果汁的颜色。如果显蓝色，说明有淀粉存在;如果显棕色，说明有少量的淀粉;如果显黄色，说明没有淀粉。

1．2．3 不同种类酶制剂作用下浓缩苹果清汁色值和透光率的变化。将制得的苹果汁充分混匀，分成5份，每份100 ml，分别将各组酶(同“1．2．2”分组)按其使用量加入，在55℃下酶解90 min，后煮沸中止酶解反应，再加入0．05 g活性炭在55℃下吸附90 min，经粗滤，抽滤(0．45μm滤膜)，浓缩制得苹果清汁，在糖度为11．5°Brix下，用1 cm比色皿，在波长440 nm测定色值，在波长625 nm下测定果汁的透光率［12］，试验做5次重复。

1．2．4 诺唯信(Petinex Ultra clear)果胶酶工艺参数的确定。选取酶解温度 45、50、55、60 ℃和酶解时间30、60、90、120、150 min分别做单因素试验。在单因素试验的基础上，进行正交试验。

2 结果与分析

2．1 不同种类酶制剂用量的确定 果胶酶和淀粉酶是果汁生产中应用最主要的酶制剂，其添加量由预试验确定，果胶酶用量以果胶检验确定，结果见表1，淀粉酶用量以淀粉检验确定，结果见表2。

由表1可知，不同种类果胶酶在不同添加量下，对果胶的分解能力不同。诺唯信(Petinex Ultra clear)、诺唯信(Petinex Ultra color)、DSM(Rapidase C80 MAX)、丹尼斯克(pektozyme powerclear A)对果胶的分解能力相近，在添加量为10μl/L时，均不能将果胶完全分解，当添加量为20μl/L时，果胶检验均呈阴性;裕立宝(Unikpectinase X2)在添加量低于40μl/L时，均不能将果胶完全分解，当添加量达到50 μl/L时，果胶检验呈阴性。因此，确定前4种酶的加量为20 μl/L，裕立宝(Unikpectinase X2)的加量为50μl/L。

由表2可知，不同种类淀粉酶在不同添加量下，淀粉试验的结果相差不大。DSM(Hagyme GCL)添加量为15μl/L才能将淀粉完全分解，其余4种酶在添加量为10μl/L时，即可将淀粉完全分解。

表2 不同淀粉酶对淀粉的分解情况

2．2 不同种类酶制剂作用下浓缩苹果清汁色值和透光率的变化 制得的苹果汁经各组酶(同“1．2．2”分组)作用后，测定色值，结果见图1。为了进一步了解各组酶在控制果汁色值效果上的差异性，对各组酶进行单因素试验统计分析，结果得出，F因子=2．62。同时测定各组酶作用后的透光率，结果见图2。

由图1可知，不同种类的酶制剂处理过的果汁色值有明显的差异，特别是诺唯信(Petinex Ultra clear)+诺唯信(Attenuzyme)这一组，平均色值最高。由方差分析的F值可知，5组酶处理的果汁色值在0．90的水平上有显著性差异，第1类含诺唯信(Petinex Ultra clear)+诺唯信(Attenuzyme)、诺唯信(Petinex Ultra color)+诺唯信(Amylase AGXXL)、丹尼斯克(pektozyme powerclear A)+丹尼斯克(Dlazyme X3)、裕立宝(Unikpectinase X2)+裕立宝(Vnikamyll F)，酶解能力较强;第2类含DSM(Rapidase C80 MAX)+DSM(Hagyme GCL)，与前4组相比，酶解能力较差。在透光率上，由图2可以看出各组酶都达到了95%以上，合格。因此，综合考虑，采用诺唯信(Petinex Ultra clear)+诺唯信(Attenuzyme)这一组效果最好。

2．3 诺唯信(Petinex Ultra clear)果胶酶工艺参数的确定

2．3．1 不同酶解温度下果汁色值的变化。将制得的苹果汁充分混匀，分成4份，每份100 ml，分别加入诺唯信(Petinex Ultra clear)果胶酶20μl/L和诺唯信(Attenuzyme)淀粉酶10 μl/L，在温度45、50、55、60 ℃下酶解90 min，煮沸中止酶解反应，再加入0．05 g活性炭在55℃下吸附90 min，经粗滤，抽滤(0．45μm滤膜)，浓缩制得苹果清汁，在糖度为11．5°Brix下，用1 cm比色皿，在波长440 nm测定色值，结果见图3。

由图3可知，酶解温度对果汁色值有较大影响，50、55、60℃时，色值较接近，45℃时，色值最低。

2．3．2 不同酶解时间下果汁色值的变化。将制得的苹果汁充分混匀，分成5份，每份100 ml，分别加入诺唯信(Petinex Ultra clear)果胶酶20μl/L和诺唯信(Attenuzyme)淀粉酶10

μl/L，在温度55 ℃下酶解 30、60、90、120、150 min，煮沸中止酶解反应，再加入0．05 g活性炭在55℃下吸附90 min，经粗滤，抽滤(0．45μm滤膜)，浓缩制得苹果清汁，在糖度为

11．5°Brix下，用1 cm比色皿，在440 nm 测定色值，试验做5次重复，结果见图4。

由图4可知，酶解时间从30、60到90 min，果汁色值变化较大;而对于90、120、150 min，测得的色值较接近，说明在诺唯信(Petinex Ultra clear)果胶酶用量为20μl/L时，酶解时间超过120 min后，对果汁色值提高影响不大。

2．3．3 酶解温度、使用量、酶解时间的确定。将作用温度、使用量、作用时间作为考察因素，按表3进行3因素3水平正交试验，结果见表3。

由表4极差分析可知，因素A中k2＞ k3＞ k1，取A2;因素B中k3＞ k2＞ k1，取B3;因素 C 中 k3＞k2＞k1，取 C3。故使用诺唯信(Petinex Ultra clear)果胶酶处理苹果汁的最佳组合为A2B3C3，即处理的最佳温度为55℃、果胶酶的最佳添加量为30μl/L、最佳酶解时间为120 min。用1 cm比色杯在625 nm波长处测得果汁的透光率为97．4%，达到质量要求。由表中R值知，各因素对苹果汁色值影响的主次关系为RA＞RB＞RC，即酶解温度和果胶酶用量对果汁色值影响较大。

表3 果胶酶作用的各因素及水平

表4 Petinex Ultra clear果胶酶作用试验结果

2．3．4 诺唯信(Attenuzyme)淀粉酶不同添加量果汁色值的变化。在确定诺唯信(Petinex Ultra clear)果胶酶用量的基础上，进一步探讨了诺唯信(Attenuzyme)淀粉酶在不同添加量下对果汁色值的影响。

试验得出，诺唯信(Attenuzyme)淀粉酶在10、15、20μl/L 3 个添加量下果汁色值依次为 65．10%、63．90%、64．70%，变化不大，即可认为淀粉酶的不同添加量对果汁的色值没有影响，因此确定诺唯信(Attenuzyme)淀粉酶的添加量仍为10 μl/L。

3 结论

通过对诺唯信(Petinex Ultra clear)+诺唯信(Attenuzyme)、诺唯信(Petinex Ultra color)+诺唯信(Amylase AG XXL)、DSM(Rapidase C80 MAX)+DSM(Hagyme GCL)、丹尼斯克(pektozyme powerclear A)+丹尼斯克(Dlazyme X3)、裕立宝(Unikpectinase X2)+裕立宝(Vnikamyll F)5组果胶酶进行对比试验，得出诺唯信(Petinex Ultra clear)果胶酶和诺唯信(Attenuzyme)淀粉酶组合处理的果汁色值最高;用诺唯信(Petinex Ultra clear)果胶酶处理苹果汁的最佳工艺参数是:处理温度55℃、果胶酶添加量30μl/L、处理时间120 min;诺唯信(Attenuzyme)淀粉酶的添加量为10μl/L即可。

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