酶制剂对天然混浊苹果汁色泽稳定性的影响

陈书明

摘 要：通过在苹果原浆中添加复合酶制剂，研究酶制剂在维持天然混浊苹果汁色泽稳定性方面的效果。结果显示：经酶处理后，苹果汁的明度、彩度值和色调角均高于对照组；处理与对照相比糖度低、甜度高、单宁量大、总花色苷量大、5-羟甲基糠醛量低。通过正交试验，发现多种酶共同使用时的最佳配比为：果胶酶0.008g/kg、葡萄糖氧化酶0.008g/kg、中性蛋白酶0.024g/kg、α-淀粉酶0.016g/kg。添加复合酶制剂后，使得果汁品质全面提高，达到了企业优质天然混浊苹果汁品质的标准。

关键词：混浊苹果汁；酶制剂；色泽；稳定性

中图分类号 TS255.44 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）18-120-04

Effect of Enzyme Preparation on the Quality of Natural Cloudy Apple Juice

Chen Shuming

（Sanmenxia Polytechnic，Sanmenxia 472000，China）

Abstract：This paper researched the effects of enzyme preparations on natural cloudy apple juice color stability by the method of orthogonal experiments. The results indicated that lightness，chroma values and hue anglet of apple juice after enzyme treatmen were higher than the controlgroup of apple juice； fruit juice were low sugar，high sweetness，large amount of large amount of tannin and total anthocyanins，low 5-HMF content in contrast with juice compared. Through orthogonal experiment，the best ratio of more enzymes found common use are：pectinase 0.008g/kg，glucose oxidase 0.008g/kg，neutral protease 0.024g/kg，α-amylase 0.016g/kg. After adding compound enzyme preparation，juice quality reached the high quality natural cloudy apple juice.

Key words：Cloudy apple juice； Enzyme preparation； Color； Stability

受2008年全球金融危机影响，近些年来，我国浓缩苹果清汁的销量急剧下降，而天然混浊苹果汁逐渐被人们认可并已在殴洲、日本和美国有售，具有潜在的巨大市场。然而，我国出售的苹果汁绝大部分为苹果清汁，苹果浊汁产品很少，其质量与国外产品相比也相差较大。制约苹果浊汁生产的主要的问题是易变色和易产生沉淀。酶制剂作为清洁、高效、专一的生物催化剂，在果汁加工时多用于提高出汁率，应用于果汁稳定性方面的研究则相对较少。本项目欲通过利用酶制剂来提高苹果混油汁的色泽稳定性，为苹果浊汁的生产奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料 苹果、果胶酶（诺维信）、葡萄糖氧化酶（诺维信）、中性蛋白酶（诺维信）、α-淀粉酶（诺维信）。

1.2 试验仪器 岛津高效液相色谱仪（LCsqution 15 C）、旗美 QT-330 column HEATER色谱柱Diamonsil5uc18 250×4.6mm、糖度仪（ATAGO，serial No H812525）、WGZ-3浊度计（上海昕瑞仪器仪表公司）、榨汁机（九阳，JYZ-E6）、电子天平、紫外分光光度计（上海美普达仪器公司，uv-1100）。

1.3 试验方法

1.3.1 果汁的制备 其步骤如下：

1.3.2 果汁感官检验 果汁感官检验测定方法依据中华人民共和国农牧渔业部部标准NY 82.2-1988[1]。

1.3.3 花色苷的提取的测定 花色苷的提取按照赵慧芳等人的方法[2]。

1.3.4 单宁含量测定 单宁含量测定按照刘秀影等人的方法[3]。

1.3.5 5-羟甲基糠醛测定（1）色谱条件：ICS300离子色谱、紫外检测器、5uc18 250×4.6mm色谱柱；流动相∶乙腈∶水=10∶90（v/v）；流速：1.0mL/min；柱温：35℃；检测波长：276nm；进样体积：10μL；保留时间：羟甲基糠醛7.5min。（2）色谱测定：准确注射10μL样液于离子色谱仪中，进行分析，响应值均在仪器检测的线性范围内。对标准工作液和样液等体积参插进样测定，以外标法定量。

1.3.6 处理浓度设计 苹果汁中各种酶制剂的添加量按照表1的浓度进行正交试验设计（表2），通过测定各组果汁中多种指标，寻找出最佳的酶制剂使用配比。仅添加抗坏血酸护色的作为空白对照，对照组记作组10。

2 结果与分析

2.1 酶制剂对果汁感官品质的影响 果汁的色泽是指果汁的颜色、鲜亮度，外观是指混浊状态、沉淀量。由图1可知，经酶处理后，处理组苹果汁的明度、彩度值和色调角均高于对照组的苹果混汁，果汁颜色较为鲜艳，说明有色物质在酶处理过程中逐渐溶出，保持了较好的色泽。经酶处理后，贮藏3d后品尝口感，发现果汁口味优雅、爽口，糖酸比协调，而对照水果味变淡，糖酸比协调。酶处理能有效改善果汁的混浊状态，使果汁在后期的存储过程中减少沉淀的生成量。经过5个月的贮藏发现，处理组和对照组在贮藏过程中均有沉淀生产，处理组沉淀厚度均小于对照组。在香气方面，处理组的评分均高于对照组，但差别不明显，说明酶处理对保护果汁香味方面具有一定的价值，这与周晶晶等人的研究一致[4]。苹果汁的感官检验结果表明，对照组总分为14分，其中一项评分为1分，达不到中华人民共和国农牧渔业部规定的果汁销售标准；而经酶处理的各组总分均高于15分，且没有任何一项评分低于2分，达到产品的销售标准（表3）。

2.2 酶制剂对果汁中可溶性固形物含量的影响 果汁颜色发生褐变的原因有酶促褐变和非酶促褐变，引起非酶促褐变的主要原因之一是糖与氨基酸发生的美拉德反应，减少果汁中糖的存在有利于减轻果汁褐变的程度。果汁中糖含量的多少直接决定了苹果原浆的风味，糖度过高、过低均会影响果汁的糖酸比而影响果汁的口感。图2显示，对照组的糖度高于处理组，但在品尝过程中没有发现糖酸比的变化，这说明果汁中各种糖之间的配比发生变化。由于在测定的过程中所用仪器只能确定被检测物中总溶质的多少，不能确定特定溶质的多少，而苹果原浆中含有淀粉、蔗糖、葡萄糖、果糖，这些物质均会使光线发生折射，相同物质量的不同物质发生的折射程度不同，另外不同的碳水化合物其甜度不同，这就导致糖度降低而甜度不变的发生。影响果汁风味的是甜度，影响果汁色泽的是糖度，在保持甜度不变的情况下降低糖度有利于防止非酶促褐变的发生。由图2可知，组3的处理效果最好，酶制剂的配比为果胶酶0.008g/kg，葡萄糖氧化酶0.024g/kg，中性蛋白酶0.024g/kg，α-淀粉酶0.024g/kg。

2.3 酶制剂对果汁中单宁含量的影响 单宁是能沉淀蛋白质、生物减的水溶性多酚化合物，其广泛存在于中草药和植物食品中。单宁具有抗氧化性，在有氧化剂参与的情况下能发生反应产生黑褐色物质。由图3可知，组1、4、5、6、7单宁含量高于对照，其余的低于对照，但从果汁颜色来看，所有处理组的色泽深度均大于对照，说明果汁的颜色不是由于单宁与氧化剂发生反应造成的。对照组的颜色在贮藏150d后没有变化，说明果汁中的单宁在贮藏过程中发生氧化或者是果汁中单宁量很少其发生反应后形成的颜色变化不足以影响果汁，后者的可能性更大；组5、8在贮藏过程中颜色加深，但它们的单宁并不高，这说明果汁的颜色变化不是由于单宁引起的，这与梁茂雨等人的研究一致[5]。果汁中存在适量的单宁对产品的口感和营养来说是有利的，图3显示组1的处理效果最好，酶制剂配比为果胶酶0.008g/kg，葡萄糖氧化酶0.008g/kg，中性蛋白酶0.008g/kg，α-淀粉酶0.008g/kg。

2.4 酶制剂对果汁中花色苷含量的影响 花色苷不仅具有缓解视疲劳、增强记忆力、抗菌抗氧化的作用，还具有改善血液循环、预防心血管疾病、抗癌防癌的功效。花色苷和花青素的稳定性均不高，花色苷的结构中有多个酚羟基，属于羟基供体，在植物组织中的主要作用是保护植物中易氧化的成分，其在食品加工和储藏中经常受氧、酶、光照、pH值的影响发生化学反应而变色。

由图4可知，处理组的花色苷含量均大于对照组，处理组与对照相比，颜色明显偏深，说明酶处理能很好的保护果汁中的花色苷，其原因可能是很好的消除了果汁中的氧；但不同的处理间花色苷的含量不一样，组1花色苷含量最多，达16.09mg/100g，其次是组2，再次是组7。研究发现，酶制剂的种类只需1～2种就能对花色苷起到保护作用，但是如果想达到非常高的效果，还需要多种酶的参与。果汁颜色深浅与花色苷含量之间存在一定的相关性，但处理组果汁的颜色与花色苷含量之间从视觉上来看不出相关性，这可能是由于果汁的颜色是由花色苷和其他物质共同组成的。图4显示，组1的处理效果最好，酶制剂配比为果胶酶0.008g/kg，葡萄糖氧化酶0.008g/kg，中性蛋白酶0.008g/kg，α-淀粉酶0.008g/kg。

2.5 酶处理对果汁中5-羟甲基糠醛的影响 5-羟甲基糠醛是葡萄糖等单糖化合物在高温或弱酸等条件下脱水产生的一个醛类化合物，对人体横纹肌和内脏有损害，在高温情况下可发生聚合反应生成黄色聚合物。图5显示，处理组与对照组相比5-羟甲基糠醛含量明显降低，这说明酶制剂对减少苹果原浆中的5-羟甲基糠醛含量有较好的效果。对照组5-羟甲基糠醛含量为1.6mg/g，大于果汁企业标准5-羟甲基糠醛含量小于0.3mg/g，这说明苹果果浆不经处理直接存放是不正确的。处理组中组8的5-羟甲基糠醛含量最高，为0.11mg/g，低于果汁企业标准，说明酶处理是降低5-羟甲基糠醛的可行方法。由图5可知，果汁颜色的深浅与5-羟甲基糠醛产生量成正比，组1的处理效果最好，酶制剂配比为果胶酶0.008g/kg，葡萄糖氧化酶0.008g/kg，中性蛋白酶0.008g/kg，α-淀粉酶0.008g/kg。

2.6 酶处理对果汁各理化指标极差分析 表4显示，根据极差大小对指标下各因素进行的主次顺序分析表明，果胶酶是影响总花色苷、5-羟甲基糠醛的第一因素，是单宁的第三因素，是糖度的第四因素；中性蛋白酶是影响糖度、总花色苷、5-羟甲基糠醛的第二因素，是单宁的第四因素；葡萄糖氧化酶是影响糖度、总花色苷、5-羟甲基糠醛的第三因素，是单宁的第一因素；α-淀粉酶是影响总花色苷、5-羟甲基糠醛的第四因素，糖度的第一因素，单宁的第二因素。所以4种每只记得主次排序是果胶酶、中性蛋白酶、葡萄糖氧化酶、α-淀粉酶。在对糖度、单宁、总花色苷、5-羟甲基糠醛4项进行较优方案分析时发现，果胶酶0.008g/kg是3项指标的最佳添加量，葡萄糖氧化酶0.008g/kg是3项指标的最佳添加量，中性蛋白酶0.024g/kg是2项指标的最佳添加量，α-淀粉酶0.016g/kg是2项指标的最佳添加量。因此，确定最佳的酶制剂配比是：果胶酶0.008g/kg、葡萄糖氧化酶0.008g/kg、中性蛋白酶0.024g/kg、α-淀粉酶0.016g/kg。

果泥中添加果胶酶0.008g/kg、葡萄糖氧化酶0.008g/kg、中性蛋白酶0.024g/kg、α-淀粉酶0.016g/kg的复合酶制剂，其它成分同对照，试验结果见表5。由表5可知：添加复合酶制剂后，果汁品质全面提高，达到企业对优质果汁品质的标准。

3 结论

在果汁的压榨及贮藏过程中，果汁中的成分会发生化学反应而显色，如花色苷的分解、Vc的分解、5-羟甲基糠醛聚合产物的产生及单宁的氧化等，这些反应的发生主要是因为有氧、酶和光照的存在。通过添加果胶酶0.008g/kg、葡萄糖氧化酶0.008g/kg、中性蛋白酶0.024g/kg、α-淀粉酶0.016g/kg的复合酶制剂，可以有效去除果汁中的氧、钝化酶的活性，联合包装和贮藏时采取避光措施，就能有效地保护果汁天然的颜色和风味物质。

参考文献

[1]NY 82.2-1988，果汁测定方法——感官检验[S].

[2]赵慧芳，王小敏，闾连飞，等.黑莓果实中花色苷的提取和测定方法研究[J].食品工业科技，2008，4（5）：176-179.

[3]刘秀影.用分光光度法测定果汁中单宁的含量[J].软饮料工业，1997，47（1）：43-44.

[4]周晶晶，何仁，连志超，等.葡萄糖氧化酶在百香果浑浊果汁储藏中的应用[J].中国食品添加剂，2012，05：159-165.

[5]梁茂雨，赵光远，纵伟.苹果浑汁贮藏期间沉淀物的研究[J].安徽农业科学，2007，35（14）：4283-4285.

（责编：张宏民）