果胶酶对芦荟汁的澄清作用及性质的影响

许玉慧，许喜林*

（华南理工大学 轻工与食品学院，广东 广州 510640）

芦荟（Aloe vera）属百合科（Liliaceae）多年生常绿草本植物，叶片肥厚，富含氨基酸、维生素、矿物质、芦荟素、芦荟大黄素苷及多糖等多种活性物质，是集医疗、保健、美容、食用于一体的绿色植物[1]。其中芦荟凝胶中全部固形物的60%以上是芦荟多糖[2]，芦荟多糖对K03肺炎杆菌内毒素所致大鼠肾功能衰竭具有一定的保护作用[3]。此外芦荟多糖还有抗肿瘤，保肝护肝、抗辐射、抗溃疡、抗氧化、抗衰老、降血糖、抗疲劳等保健功能[4]。因此芦荟的功能迅速赢得了各国科学家的关注，纷纷进行研究和开发。美国是当今芦荟产业最发达的国家，1982年在美国成立了国际芦荟科学协会（international aloe science council，IASC），著名的Aloe Crop公司专门从事芦荟产业。然而芦荟叶片在室温条件下采后6 h即开始生物活性物质的损失，室温条件下放置24 h，大部分活性物质损失，在冷藏条件下虽然损失速度下降，但也会有明显损失，叶片采收后一些酶活性即会下降[5]。所以把采割下来的芦荟制成半成品（芦荟汁）甚为必要。

目前，果蔬汁加工中采用的原汁提取方式主要有两种：压榨取汁和浸提取汁[6-7]。芦荟汁液多，通常采用压榨取汁。由于芦荟含较多胶体类物质，榨汁后易产生沉淀，所以酶法榨汁能有效提高芦荟汁澄清度，为较适宜的提取方式[5]。随着对不同果汁澄清方法的不断深入研究和应用比较，果胶酶法已开始大规模用于果汁澄清并取得明显的效果，如用于草莓果汁的澄清[8-9]。果胶酶是指能够分解果胶物质的多种酶的总称，利用果胶酶可以水解果汁中能够引起浑浊的果胶物质，使得果汁变得清澈透亮，提高产品质量[10-11]。国内外就果胶酶澄清作用做了大量研究，许键等[12]对比了离心澄清法、自然澄清法加、热絮凝澄清法，果胶酶澄清法和壳聚糖澄清法6种澄清方法对蜜柚和芦柑果汁的澄清作用，得出果胶酶澄清法的澄清效果最佳，透光率可达95%以上。LEE W C等[13]研究了果胶酶对香蕉果汁的澄清作用，得出最佳的工艺条件是酶浓度0.084%、温度43.2 ℃、时间84 min。此外，LIEW ABDULLAH A G等[14]研究了果胶酶对杨桃果汁的澄清作用，得出最佳的工艺条件为酶浓度0.10%；温度30 ℃，时间20 min。

本研究采用酶法榨汁，以透光率为评价指标，考察果胶酶添加量、酶解时间和温度对芦荟汁澄清度的影响，采用单因素试验和正交试验优化芦荟压榨取汁的澄清工艺条件，并分析酶解后芦荟汁的感官和理化性质的变化，进一步为果胶酶的应用和芦荟榨汁工艺条件提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

12年生库拉索芦荟：购自广东湛江田园美纯天然芦荟店铺。

1.1.2 试剂

果胶酶（液体酶，酶活力：10 000诺维信单位）：诺维信（中国）生物技术有限公司广州分公司；酒石酸钾钠（分析纯）：上海润捷化学试剂厂；3,5-二硝基水杨酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）（分析纯）：天津市科盟化工工贸有限公司；苯酚（分析纯）：汕头市光华化学厂；无水硫酸钠（分析纯）：江苏强盛功能化学股份有限公司。

1.2 仪器与设备

pHS-3C型精密pH计、MP502B型电子天平、752N型紫外分光光度计：上海精科天平公司；GI36TW型全自动高压灭菌锅：致微（厦门）仪器有限公司；HR1848型榨汁机：珠海飞利浦家庭电器有限公司；Dragon Med型手动单道可调式移液器：上海大龙医疗设备有限公司，WYA-2W型阿贝折光仪：上海仪电物理光学仪器有限公司；FX303-2型电热恒温培养箱：上海树立仪器仪表有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 芦荟榨汁的工艺流程

芦荟叶片→洗净→去皮→榨汁→加入果胶酶→酶解→过滤→芦荟汁

1.3.2 果胶酶澄清工艺条件的优化

分别考察果胶酶添加量（0、0.1 μL/g、0.2 μL/g、0.3 μL/g、0.4 μL/g、0.5 μL/g）、酶解时间（30 min、60 min、90 min、120 min、150 min）和酶解温度（40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃）对芦荟汁澄清作用的影响，以透光率为评价指标，筛选各个单因素试验的最佳条件。

根据单因素试验结果，进行酶解条件正交优化试验，以透光率为评价指标，确定最优芦荟汁澄清工艺条件。

1.3.3 芦荟汁理化性质的测定

透光率的测定：以蒸馏水作为空白，采用分光光度计在波长680 nm处测定透光率T（%），以透光率表示芦荟汁的澄清度。在一定条件下，透光率与芦荟汁的澄清度呈正比。

还原糖的测定[15]：采用DNS法测定芦荟汁中还原糖的含量；芦荟多糖的测定：采用苯酚-硫酸法测定芦荟汁中芦荟多糖的含量；pH值的测定：采用pH计法芦荟汁的pH值；可溶性固形物的测定：使用阿贝折光仪测定芦荟汁中可溶性固形物的含量。

2 结果与分析

2.1 果胶酶添加量对芦荟汁澄清作用的影响

新鲜芦荟叶去皮，经榨汁机压榨后分别加入果胶酶0、0.1 μL/g、0.2 μL/g、0.3 μL/g、0.4 μL/g、0.5 μL/g，混匀置于45 ℃的恒温培养箱中酶解60 min，做3个平行，并以不加酶的芦荟汁同等条件下作为空白。酶解完成后测定不同酶添加量样品的透光率，结果如图1所示。

图1 果胶酶添加量对芦荟汁澄清作用的影响Fig.1 Effect of pectinase addition on Aloe vera juice clarification

由图1可知，加入果胶酶后，芦荟汁的透光率迅速升高，但随着果胶酶添加量的增加，芦荟汁的透光率稍有下降，综合考虑价格成本因素，最佳果胶酶添加量为0.1 μL/g，此时芦荟汁透光率为89.4%。

2.2 酶解时间对芦荟汁澄清作用的影响

新鲜芦荟叶去皮，经榨汁机压榨后加入果胶酶0.1μL/g，在45 ℃的恒温培养箱中分别酶解30 min、60 min、90 min、120 min、150 min，并作3个平行。酶解完成后测其透光率，结果如图2所示。

图2 酶解时间对芦荟汁澄清作用的影响Fig.2 Effect of enzymolysis time on Aloe vera juice clarification

由图2可知，随着酶解时间的增长，芦荟汁的透光率也在升高，在90 min后，芦荟汁透光率趋于平缓，升高不明显，综合考虑时间成本因素，最佳酶解时间为90 min，此时透光率为89.2%。

2.3 酶解温度对芦荟汁澄清作用的影响

新鲜芦荟叶去皮，经榨汁机压榨后加入果胶酶0.1μL/g，分别置于40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃的恒温培养箱中酶解60 min，并作3个平行，酶解完成后测其透光率，结果如图3所示。

图3 酶解温度对芦荟汁澄清作用的影响Fig.3 Effects of enzymolysis temperature on Aloe vera juice clarification

由图3可知，随着酶解温度的升高，酶解后芦荟汁的透光率先呈现上升趋势，在50 ℃时透光率达到最高值91.0%后，又呈现下降趋势，所以最佳酶解温度为50 ℃。

2.4 芦荟汁酶解条件的优化正交试验

在单因素试验的基础上，对影响澄清效果的果胶酶添加量、酶解时间、酶解温度进行3因素3水平的正交优化试验。选用L9（33）正交试验设计表，以酶解后芦荟汁的透光率为评价指标，确定果胶酶酶解的最优条件，所得的正交试验结果与分析见表1，方差分析结果见表2。

表1 酶解条件优化正交试验结果与分析Table 1 Results and analysis of orthogonal experiments for enzymolysis conditions optimization

表2 正交试验结果方差分析Table 2 Variance analysis of orthogonal experimental results

由表1可知，3种因素对芦荟汁澄清效果的影响大小依次是酶解温度＞果胶酶添加量＞酶解时间，芦荟汁澄清的最佳酶解条件是A2B3C1，即果胶酶添加量为0.1 μL/g，酶解时间为120 min，酶解温度为45 ℃。在此最佳工艺条件下，测得芦荟汁的透光率为91.1%。

由表2正交试验结果方差分析可知，酶添加量和酶解温度对芦荟汁的澄清效果有显著影响（P＜0.05），酶解时间对芦荟汁的澄清效果无显著影响（P＞0.05）。

2.5 酶解后芦荟汁的感官性质和理化性质的变化

对最优条件下酶解的芦荟汁和没有经过酶解的鲜榨芦荟汁（芦荟去皮，榨汁，直接纱布过滤）进行感官评定和理化性质的测定，对比分析酶解前后芦荟汁的感官品质和理化性质的变化，其结果见表3。

表3 酶解芦荟汁与未酶解芦荟汁感官品质及理化性质比较分析Table 3 Comparative analysis of sensory quality and physicochemical properties of Aloe vera juice with and without enzymolysis

由表3可知，酶解后的芦荟汁明显去除了涩味和大量悬浮物，pH值稍有下降，透光率较未经酶解芦荟汁提高了31.2个百分点，还原糖含量和可溶性固形物含量均有所提高，均大约是未经酶解芦荟汁的2.0倍，未酶解芦荟汁多糖含量约是酶解芦荟汁的2.82倍，说明芦荟多糖含量显著下降。

3 结论

为提高芦荟汁的澄清度，通过单因素试验及正交试验得到芦荟汁最佳澄清工艺条件是：果胶酶添加量为0.1 μL/g，酶解时间为120 min，酶解温度为45 ℃。在此最佳条件下，芦荟汁的透光率为91.1%。酶解后的芦荟汁感官品质及理化性质均发生改变。在感官品质方面，酶解后的芦荟汁颜色变浅，涩味变淡，较未经酶解的芦荟汁明显除了涩味和大量悬浮物，大大提高了澄清度。在理化性质方面，pH值下降，透光率较未经酶解鲜榨芦荟汁提高了31.2个百分点，还原糖含量和可溶性固形物含量均有所提高，大约是未经酶解芦荟汁的2.0倍，未酶解芦荟汁约是酶解芦荟汁的2.82倍，说明芦荟多糖含量显著下降。随着对芦荟价值的不断深入认识，芦荟产品应运而生（如芦荟酸奶、芦荟醋等），因此芦荟汁的制备工艺也越来越备受瞩目，本试验对芦荟汁的制备工艺条件进行优化，并对酶解后的芦荟汁感官和理化性质进行分析对比，从而为芦荟汁的制备及芦荟衍生产品的开发提供一定参考。

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