酶解条件对软儿梨榨汁率的影响

李国锋，杨富民（. 甘肃省农业科学院，兰州 730070；.甘肃农业大学食品科学与工程学院，兰州730070）



酶解条件对软儿梨榨汁率的影响

李国锋1，杨富民2
（1. 甘肃省农业科学院，兰州 730070；2.甘肃农业大学食品科学与工程学院，兰州730070）

本试验以兰州什川软儿梨为原料，在单因素试验的基础上，采用L9（34）正交试验设计，对果胶酶酶解榨汁中的酶用量、酶解时间、酶解温度、pH值等工艺参数进行了优化。结果表明，在果胶酶用量20mg/L、酶解温度55℃、酶解时间70min、pH值为4.1的条件下，出汁率达到最高为66.4%，较传统榨汁方法提高5.3%。

软儿梨；酶解；出汁率

Keywords： The raw coal sample； Heat of combustion； Determination； Renault correction plan

软儿梨又名香水梨或“化心梨”，属秋子梨系统，主要分布在我国黄河沿岸及河西走廊一带［1］，是一种后熟梨品种，采收期一般在每年的十月中旬以后，果实采收前果肉质硬而酸涩，石细胞团多而大，不堪食用［2］，其贮存受气温变化影响大，每年立春气候变暖后，很难大量存放，故原汁的加工应在每年十二月前后提取原汁贮存［3］。果胶酶可使长链的大分子原果胶分解成短链的小分子可溶性果胶、低聚半乳糖醛酸，国内许多学者对影响果汁出汁率的问题进行了研究，论述了果汁出汁率低的原因以及果胶酶制剂在提高出汁率应注意的一些关键问题［4］。本文研究软儿梨的酶解榨汁，得到使其出汁量达到最大的最优榨汁工艺。

1 、材料与方法

1.1 试验原料及试剂

原料：软儿梨，采购于兰州什川，选取大小均匀一致和无病、虫、伤的果实。

试剂：商品果胶酶、pH为4.0和6.86的缓冲液

1.2 试验仪器与设备

PHS-3C数显酸度计、DK-S26型电热恒温水浴锅、2K高控组织捣碎机、旋转蒸发仪RE-52AA、糖度数显折光仪、DH-360A电热恒温培养箱、PB203-N电子天平、移液枪、手提式不锈钢蒸汽消毒器等。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

凝蜜露→熟化→破碎→酶解→过滤→浓缩→杀菌→成品。

1.3.2 单因素试验

以样品出汁率为指标，以商品果胶酶用量、酶解温度、时间为变量进行单因素试验。单因素试验设计如下：

（1）酶用量

商品果胶酶参考商品果胶酶标准用量的方法［5］，在温度50℃，时间60min，pH4.2的条件下，酶用量分别为15mg/L、20mg/ L、25mg/L、30mg/L进行试验，考察（2）酶解时间

在酶解温度50℃，商品果胶酶用量为20mg/L，pH4.2的条件下，设定酶解时间分别为50min、60min、70min、80min进行试验，考察酶解时间对出汁率的影响。

（3）酶解温度

在商品果胶酶用量为20mg/L，酶解时间固定为60min，pH4.2的条件下，设定酶解温度分别为45℃、50℃、55℃、60℃条件下进行试验，考察酶解温度对出汁率的影响。

（4）pH

在商品果胶酶用量为20mg/L，酶解时间固定为60min，酶解温度55℃的条件下，分别设置pH值为3.7、3.9、4.1、4.3条件下进行试验，考察酶解pH对出汁率的影响。

1.3.3 软儿梨果汁澄清

使用滤布对酶解后的梨汁进行过滤澄清操作，完全澄清后即可测得出汁量，过滤澄清次数为2次。

1.3.4 酶解正交试验

在单因素试验基础上，以商品果胶酶用量、酶解温度、酶解时间、pH值作为因素，以出汁率为指标，选用L9（34）正交表设计4因素3水平正交试验，具体方案见表1。

表1 正交试验因素水平表Table1 Orthogonal test factor level table

1.3.5 指标测定

出汁率的测量

首先取样品榨汁后对样品取50mL，进行各方案下试验，之后分别各试验条件下得到其出汁量。

2 、结果与分析

2.1 酶解榨汁的试验结果分析

2.1.1 果胶酶用量单因素试验

在酶解温度为55℃，时间为60min，pH4.2的条件下软儿梨及凝蜜露的商品果胶酶用量的变化对出汁率的影响如下：

图1 果胶酶用量变化对出汁率的影响Fig.1 Effect of pectinase change on juice yield

酶解温度在55℃，酶解时间60min，pH4.2的条件下，分别给各个样品（50mL）中分别加入15mg/L，20mg/L，25mg/L，30mg/L的商品果胶酶，由图1可以看出在随着果胶酶用量的增加两种梨的出汁率也呈现上升趋势，且在20mg/L时出汁量达到最大，达到66.20%，之后随着酶用量的增加出汁率呈现较稳定且较小的下降趋势。

2.1.2 酶解温度单因素试验

在商品果胶酶用量为20mg/L，时间为60min，pH4.2的条件下，酶解温度的变化对凝蜜露出汁率的影响如下：

图2 酶解温度对出汁率的影响Fig.2 Effect of reaction temperature on the juice yield

由图2可以看出在酶解时间确定为60min，酶用量定为20mg/L不变，pH4.2的前提下，随着温度出汁率逐渐上升，且在55℃时出汁率达到最高，达到66.1%，但随着温度的继续增加出汁率开始明显降低。

2.1.3 酶解时间单因素试验

在商品果胶酶用量为20mg/L，酶解温度为55℃，pH4.2的条件下凝蜜露的酶解时间对出汁率的影响如下：

图3 酶解时间对出汁率的影响Fig.3 Effect of reaction time on the juice yield

由图3可以得出，在酶解温度为55℃，酶用量确定为20mg/L，pH4.0的条件下，酶解的出汁率随着时间的延长，酶解的出汁率逐渐上升，且在70min时酶解出汁率达到最大82.5%，之后随着时间的延长出汁率又略微下降，并且基本趋于稳定，确定凝蜜露最佳酶解时常为70min，之后随着时间的增加出汁量趋于稳定。

2.1.4 pH单因素试验

在商品果胶酶用量为20mg/L，酶解温度为55℃，酶解时间为60min的条件下pH对两种梨出汁率的影响如下：

图4 pH对出汁率的影响Fig.5 Effect of pH on the juice yield

由图4可以看出，商品果胶酶对环境的酸碱度十分敏感。酶只有在其最适的pH下才能表现出最大活性，偏离最适的pH越远，酶活性越低，甚至失活。pH值在3.7-4.3之间，随着pH值的增加，出汁率增高。当pH值为4.1时，出汁率达到最大82.%，之后随pH值增加，出汁率下降，故选择pH 4.1为商品果胶酶的最适pH。

2.2 正交试验结果

在单因素试验的基础上，采用L9（34）对凝蜜露出汁率采取正交试验，结果见表2。

表2 正交试验结果Table2 Orthogonal test results

表2极差分析表明，各因素的主次关系为RA＞RD＞RB＞RC，其中酶用量对凝蜜露出汁率的影响最为显著，其余依次为pH值、温度和时间。商品果胶酶处理软儿梨果汁的最佳工艺条件为A2B3C3D2，即商品果胶酶用量为20mg/L、温度为55℃、时间为70min、pH为4.1的条件下，酶解效果最佳。

3 、结论

通过添加商品果胶酶可以有效分解传统榨汁中的果胶，纤维素等不溶微粒，缩短榨汁时间，节约能源，与传统压榨工艺相比，具有改善压榨条件，提高榨汁出汁率。

影响酶解榨汁工艺的主要因素有商品果胶酶用量、酶解温度、酶解时间、果汁pH。本试验在对以上影响因素进行单因素试验的基础上，通过正交试验，得出最优工艺，商品果胶酶用量为20mg/L、酶解温度为55℃、酶解时间为70min，pH为4.1，在此条件下软儿梨出汁率较传统榨汁出汁率提高了5.3%，达到66.4%。

［1］韩舜愈. 澄清软儿梨汁加工及贮存过程中维生素 C 含量的变化［J］.甘肃农业科技，1995（10）：23-25.

［2］郑淑霞. 青海软儿梨主产区资源调查［J］. 青海大学学报（自然科学版），2008，02：68-70+73.

［3］马姝雯，李建萍. 软儿梨汁饮料的研制［J］. 饮料工业. 2002（06）

［4］杨柏峰， 杨富民， 陈海龙等.啤特果酶解榨汁工艺条件优选［J］.甘肃农业大学学报， 2013， 04： 120-123

［5］陈丽花，蒋蕴荪.酶法提高胡萝卜出汁率的研究［J］.甘 肃农 业 大 学 学 报，2008， 04： 52-54

The Efect of Enzymatic Hydrolysis Conditions on the rate of Ruan'er Pear Juice

LI Guo-feng， YANG Fu-ming2
（1. Gansu academy of agricultural sciences， Lan zhou 730070；2. College of Food science and Engineering of Gansu Agricultural University Lan zhou 730070）

The experiment uses the Ruan， er Pear juice as raw materials which are produced in Shichuan，Lanzhou，On the basis of single-factor test，enzymatic juice uses L9（34）design to have a study on pectinase juice enzymes enzymatic hydrolysis process parameters dosage， reaction time， reaction temperature， pH value， etc，which were optimized.The results showed at 20mg L，conditions pectinase / hydrolysis temperature 55℃， hydrolysis time 70min， pH value of 4.1， juice yield was 66.4， compared with conventional mills increased by 5.3%.

Ruan’er Pear ；enzymatic hydrolysis；the rate of Juice