果胶酶对玫瑰香橙汁澄清效果的影响

付　勋，谭鹏昊（重庆三峡职业学院，重庆 万州 404155）

果胶酶对玫瑰香橙汁澄清效果的影响

付勋，谭鹏昊*
（重庆三峡职业学院，重庆 万州 404155）

以果胶酶为澄清剂，研究果胶酶用量、pH、温度和时间对玫瑰香橙汁澄清度的影响。通过单因素试验，并利用Box-Benhnken中心组合设计，进行澄清条件优化。结果表明，果汁透光率测定最佳波长为685 nm，澄清最佳工艺参数为果胶酶用量0.09 g/L，酶解温度31℃，果汁pH值为3.9，酶解时间120min。在此最佳条件下，玫瑰香橙汁的透光率为98.00%。

果胶酶；橙汁；澄清

玫瑰香橙源自于塔罗科血橙，长期以来，果实具有果大、质优、晚熟、易栽培、抗病强等特点，外观及果肉均具有玫瑰色彩并带玫瑰香味，含有一定量的类黄酮甙、β-胡萝卜素、花青素苷等。自2004年以来，重庆市万州区开始推广种植，目前种植面积已达到20万亩左右。

果胶酶酶解浆果能降低黏度，提高出汁率，通常不同类型的果蔬出汁率可提高10%～35%［1］，该法在苹果、猕猴桃等水果澄清已取得较好效果［2-6］。VERSTEEGC等［7］研究发现柑橘中存在12种果胶酯酶，这些酶对橙汁的悬浊稳定性有不同程度影响。牛丽影等［8］采用果胶酶对5个品种橙汁进行酶解处理，研究不同品种酶解后橙汁的理化指标差异，结果表明，5个品种（哈姆林、橘橙、凤梨甜橙、锦橙、特罗维他）酶解后的澄清度分别为28.35%、26.64%、16.46%、34.96%、9.12%。苏学素等［9］采用管式聚偏氟乙烯超滤膜对血橙汁进行超滤澄清处理，澄清后果汁透光率达96%以上。罗安伟等［10］采用果胶酶、L壳聚糖及L硅藻土对甜橙汁进行澄清处理，澄清后果汁透光率分别为88.3%、93.6%、93.8%。果胶酶针对不同品种橙汁澄清处理过程中，酶解处理条件及澄清后橙汁的澄清度均不一致。本研究以果胶酶为澄清剂，采用单因素试验，分别研究果胶酶用量、果汁酶解温度、果汁酶解pH值及酶解时间对玫瑰香橙果汁澄清效果的影响，在此基础上，以果汁透光率为响应值，确定最佳澄清工艺参数，以期为果胶酶在玫瑰香橙汁澄清的应用提供理论基础，为开发功能性玫瑰香橙饮品的研制奠定基础。

1　材料与方法

1.1料与试剂

玫瑰香橙：购于重庆市万州区龙宝林发超市。

果胶酶（30 000U/g）：南宁庞博生物工程有限公司；柠檬酸（分析纯）：天津市北辰方正试剂厂；体积分数为95%乙醇（分析纯）：南京化学试剂股份有限公司；碳酸氢钠（分析纯）：天津市致远化学试剂有限公司；盐酸（分析纯）：开封市鼓楼区鑫泰化工有限公司。

1.2器与设备

T6新世纪紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器责任公司；JYZ-E6T榨汁机：九阳股份有限公司；CP214电子天平奥豪斯仪器（上海）有限公司；雷磁PUS—3C pH计：上海仪电科学仪器股份有限公司。

1.3试验方法

1.3.1瑰香橙汁制备工艺流程

1.3.2作要点

选新鲜、无病变、霉腐的玫瑰香橙，清洗去皮，用榨汁机捣碎，按0.1 g/L的酶用量添加，于25℃酶解150 min，90℃灭酶15min，用快速滤纸过滤出澄清果汁后待测定其透光率。

1.3.3汁透光率最适波长的确定

取适量橙汁，测定波长：400～750 nm，分别测定其透光率。采用透光率反映果汁澄清程度，透光率越大，澄清度越好。

1.3.4因素试验设计

（1）果胶酶用量的确定

分别于每支试管中装入10m L果汁，果胶酶添加量分别为0.02 g/L、0.03 g/L、0.04 g/L、0.05 g/L、0.06 g/L、0.07 g/L、0.08 g/L、0.09 g/L、0.10 g/L、0.11 g/L、0.12 g/L，pH为果汁初始pH值，25℃酶解150min，滤纸过滤后测定其透光率。

（2）果汁pH值的确定

分别于每支试管中装入10m L果汁，pH值分别调至2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5，每支试管按0.08 g/L的果胶酶用量添加，于25℃酶解150m in，pH为果汁初始pH值，滤纸过滤后测定其透光率。

（3）酶解温度的确定

分别于每支试管中装入10m L果汁，果胶酶用量0.08 g/L，pH值为4.0，置于20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃条件下酶解150min，滤纸过滤后测定其透光率。

（4）酶解时间的确定

分别于每支试管中装入10m L果汁，果胶酶用量0.08 g/L，pH值为4.0，酶解温度30℃，酶解时间60 m in、75min、90min、105min、120min、135min、150m in、165min、180min，滤纸过滤后测定其透光率。

1.3.5应面试验设计

以果胶酶用量（A）、酶解温度（B）及果汁pH值（C）作为影响因素，以透光率（Y）为响应值，按Box-Benhnken的中心组合试验设计［11-12］进行3因素3水平的二次多项回归分析，各因素水平编码设计见表1。

表1　Box-Benhnken试验设计因素与水平Table 1 Fac tors and levels of Box-Benhnken experim ents design

2　结果与分析

2.1定玫瑰香橙汁透光率最适波长的确定

图1　测定波长对果汁透光率的影响Fig.1 Effectof determ ination wavelength on juice transm ittance

由图1可知，在波长685 nm处，透光率最大，之后变化平稳，故确定685 nm为透光率测定最适波长。

2.2胶酶用量对果汁澄清的影响

图2　果胶酶用量对果汁透光率的影响Fig.2 Effectof pectinase addition on juice transmittance

由图2可知，酶用量为0.04～0.06 g/L时，透光率随酶用量增加而快速上升；酶用量为0.06～0.08 g/L时，透光率快速上升趋势减缓；酶用量为0.08～0.10 g/L时，透光率趋于平稳；酶用量为0.10～0.12 g/L时，透光率略有下降趋势。可见果胶酶用量与澄清效果直接相关，用量较低时，果胶物质只能部分分解，效果较差；当酶用量较大，会导致果汁混浊，同时成本也随之增加［13］。因此，果胶酶最佳用量为0.08 g/L。

2.3pH值对果汁澄清的影响

图3 pH值对果汁透光率的影响Fig.3 Effecto f pH on juice transmittance

由图3可知，pH值为3.5～4.0时，透光率逐渐增大；pH值为4.0左右时，透光率最大，为95.12%，澄清效果最佳，pH值＞4.0，透光率逐渐下降，主要原因是果胶酶活性受pH影响。因此，酶解最适pH值为4.0。

2.4解温度对果汁澄清的影响

图4　酶解温度对果汁透光率的影响Fig.4 Effect of hydrolysis temperature on juice transm ittance

由图4可知，温度为30～45℃时，活性最佳，果胶酶只有在一定温度范围内才能发挥最佳活性；酶解温度＜30℃时，酶活性随温度增加快速增加；酶解温度＞55℃时，酶活性受高温作用活性下降明显。因此，酶解温度控制在30℃左右，能得到较好的澄清效果。

2.5解时间对果汁澄清的影响

图5　酶解时间对果汁透光率的影响Fig.5 Effectof hydrolysis time on juice transm ittance

由图5可知，酶解时间为60～120min时，透光率随澄清时间增加而提高；酶解时间为120m in时，透光率最大，为97.68%；在酶解时间＞120m in后，透光率均变化不大，变化极小，故确定果汁酶解最佳时间为120min。

2.6应面试验结果分析［14-16］

参照Box-Benhnken设计方案进行响应面试验，结果见表2。

采用Design-Expert8.0.5b对表2数据进行多元回归分析，得到二次多项回归方程为：Y=-170.24+999.13A+8.39B+ 48.17C+4.73AB-68.75AC-0.17BC-4 956.25A2-0.13B2-4.74C2，对该二次多项模型进行方差分析，结果见表3。

表2　响应面试验结果与分析Table 2 Results and analysis of response surface expe rim ents

表3　回归方程方差分析Table 3 Variance analysis of regression m odel

由表3可知，方差的模型显著性P＜0.001，则模型有意义；失拟值为0.260 1＞0.05，模型与实验值之间差异较小。R2Adj=0.920 0，模型能解释92.00%响应值变化，R2=0.965 0，拟合度较好，则模型能解释各因素对澄清效果的影响。一次项A及二次项B2对结果的影响极显著（P＜0.001），一次项B及二次A2对结果的影响高度显著（P＜0.01），二次C2对结果的影响显著（P＜0.05）。

2.6.1应面分析

果胶酶添加量、酶解温度及pH值对果汁透光率的响应面分析［17-19］，结果见图6。

图6　果胶酶用量、温度及pH值交互作用对果汁透光率影响的响应面和等高线Fig．6 Response surface plots and contour line of effectof interactions between pectinase addition，temperature and pH on transm ittance of juice

由图6a可知，果汁pH在0水平时，透光率随酶解温度升高而增加，31℃时最高，之后逐渐下降；透光率随酶用量的增加逐渐上升，0.09 g/L时达最高值，之后趋于平稳。

由图6b可知，酶解温度在0水平时，果汁透光率随果汁pH值增加而增加，pH值4.0时透光率最高，之后略有下降；透光率随着果胶酶用量增加而增加，0.09 g/L时最高，之后趋于平稳。

由图6c可知，果胶酶用量在0水平时，果汁透光率随果汁pH值的增加而升高，pH值在4.0时最高，之后略有下降；透光率随着酶解温度增加逐渐增加，31℃最高，之后逐渐下降。

2.6.2工艺验证试验

用软件进性回归模型分析，得出最佳澄清工艺参数：果胶酶用量、酶解温度、果汁酶解pH分别为0.09 g/L、31.28℃、3.86，透光率的预测值为98.38%。考虑到实际操作方便，澄清工艺调整为果胶酶用量0.09 g/L、酶解温度31℃、果汁pH值为3.9，酶解120min，按此工艺处理后测定果汁透光率为98.00%，误差为0.38%，说明模型响应面得到的最优参数可行，有一定的指导作用。

3　结论

以万州玫瑰香橙为原料，通过调整果汁pH值，添加果胶酶，在一定温度下酶解处理，得到澄清的玫瑰香橙汁。

研究得到果汁澄清优化最佳工艺参数：果胶酶用量为0.09 g/L，温度为31℃，果汁pH值3.9，酶解时间120m in，澄清效果最佳，果汁透光率达98.00%。果汁澄清具有工艺简单，操作方便，生产周期短，为进一步玫瑰香橙果酒、果醋等开发奠定基础。

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Effectsof pectinaseon roseorange juice clarification

FU Xun，TAN Penghao*
（Chongqing Three Gorges VocationalCollege，Wanzhou 400155，China）

Using pectinase asclarifying agent，the effectof pectinase addition，pH，temperature and time on roseorange juice clarification was studied. The optimum technicalparameterswere summed up as follows through Box-Benhnken central composite design on the basisof single factor experiments.The results showed that the optimalwavelength of transm ittancewas 685 nm，and the optimal clarifying parameterswere pectinase 0.09 g/L，hydrolysis temperature31℃，pH 3.9 and hydrolysis time 120m in.Under these conditions，the transm ittanceof the juicewas98.00%.

pectinase；orange juice；clarification

TS262．7；TS255．46

0254-5071（2016）01-0125-04

10．11882/j．issn．0254-5071．2016．01．027

2015-11-19

重庆市教委科学技术研究项目资助（KJ1503407）

付勋（1988-），男，硕士研究生，研究方向为酿酒微生物。

谭鹏昊（1979-），男，实验师，硕士，研究方向为食品分析与检测。