果浆酶酶解技术在红枣浆中的应用

初乐，丁辰，赵岩，马寅斐，和法涛，朱风涛

（中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南 250014）

果浆酶酶解技术在红枣浆中的应用

初乐，丁辰，赵岩，马寅斐，和法涛，朱风涛*

（中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南 250014）

本文应用果浆酶酶解技术生产红枣浆。通过对比选择果浆酶YieldMASH来降低枣浆粘度，提高多糖含量，经过响应面优化实验得到最佳酶解工艺为酶添加量为160mg/kg，酶解时间为63min，酶解温度为50℃。经果浆酶酶解后，枣浆粘度＜42mPa·s，多糖含量＞0.6%，便于高浓枣浆的加工，扩大了其在烘焙等行业中的应用。

红枣浆；果浆酶解；响应面优化

红枣（Zizyphus jujubaMill.）为鼠李科枣属植物，原产于我国，距今已有4000多年的栽培历史，全世界只有我国拥有大面积栽培的优良枣树品种，我国红枣种植面积和产量占世界的90%以上，具有绝对优势地位。红枣在我国的种植历史悠久，地域广泛，北起内蒙，南至两广，西到新疆，东达沿海各省均有红枣种植。红枣主要产区分布在河北、山西、山东等省，占全国总产量80%以上。红枣具有极高的营养保健及药用价值，素有“木本粮食，滋补佳品”的美誉，是集药、食、补三大功能为一体的保健果品。民间也有“日食三枣，长生不老”之说，深受广大群众的喜爱[1-4]。

目前，除干制外，红枣加工产品主要是枣汁、枣浆、枣片、蜜饯等。枣浆由于富含果肉，口感良好，常作为食品配料应用于乳制品、饮料等行业。但由于枣浆粘度高，流动性差，难以浓缩至高浓度，市场上的枣浓缩浆浓度最高可达30°Brix，限制了枣浆在烘焙等其他行业中的应用，影响了红枣产业的发展。因此，本文主要探讨了果浆酶解技术在红枣浆加工中的应用，改变目前传统生产中预煮、打浆去核、离心、浓缩的生产方式，通过加入果浆酶解促进果胶等粘性物质的分解，降低枣浆的粘度[5-7]，有助于枣浆后续加工中高浓工艺的实现，为高浓红枣浆的开发提供研究基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

红枣（干），新疆灰枣；酶制剂，NOVOZYMES公司；其它化学试剂均为食品级。

电子天平，德国Sartrius；752分光光度计、阿贝折光仪，上海精密分析仪器厂；组织破碎机，德国HOBEIN；打浆机，自制；DV-I粘度计，美国Brookfield公司。

1.2 实验方法

1.2.1 红枣浆加工工艺流程

红枣（干）→清洗→复水软化→去核打浆→冷却→果浆酶解→红枣浆

1.2.2 操作要点

（1）清洗

将红枣采用鼓泡清洗、毛刷清洗等去除表皮上的浮土等杂质，并沥干。

（2）复水软化

对清洗后的红枣采用1:2料液比复水，在90℃下预煮20min，使红枣充分软化，可溶性固形物最大限度地溶出。（3）去核打浆

将软化后的红枣采用打浆机去核打浆，制得红枣浆。

1.2.3 不同果浆酶处理对枣浆品质的影响

取同批次枣浆均分成4份，1份不酶解，另3份分别添加100mg/kg的不同果浆酶：PECTINEX YieldMASH、PECTINEX Ultra Clear、PECTINEX XXL在45℃下酶解60min，然后加热杀酶得到酶解后红枣浆，分别测定其可溶性固形物、多糖和粘度。

1.2.4 单因素试验

（1）果浆酶添加量对枣浆粘度的影响

取同批次枣浆均分成5份，果浆酶添加量分别为50mg/kg、100mg/kg、150mg/kg、200mg/kg、250mg/kg，将5份枣浆均在45℃条件下酶解60min，测定果浆粘度，确定适宜的果浆酶的添加量。

（2）果浆酶酶解温度对枣浆的影响

按200mg/kg的酶制剂添加量，在35℃、40℃、45℃、50℃、55℃温度条件下酶解红枣果浆，酶解时间60min，测定果浆粘度，确定适宜的果浆酶酶解温度。

（3）果浆酶酶解时间对枣浆的影响

按以上工艺选用的酶制剂添加量和酶解温度，在酶解时间30min、45min、60min、75min、90min的条件下，分别测定果浆粘度，确定适宜酶解时间。

1.2.5 通过响应面分析方法确定果浆酶作用的最佳条件

通过单因素实验设计响应面各因素水平，通过响应面实验确定最适的果浆酶工艺参数。

1.2.6 检测方法

可溶性固形物采用阿贝折光仪测定，粘度采用粘度计直接测定，多糖则参照《GB/T 18672-2014枸杞》中附录A中枸杞多糖的检测方法。

2 结果与分析

2.1 枣浆酶解中果浆酶的选择

果浆酶是以果胶裂解酶活性为主的果浆处理酶，可以充分裂解植物细胞壁，释放出更多的果汁，并促进红枣多糖等功能成分的释放，改变果实细胞结构，降低黏度，使固/液分离更容易；提高出汁率和生产能力[8-10]。

选用了三种在果汁加工中常用的果浆酶对红枣浆进行处理，对枣浆可溶性固形物、粘度和多糖的影响结果见表1。

表1 不同果浆酶处理对红枣浆的影响（n=3）*

从表1中可以看出，采用这三种果浆酶处理后，红枣浆可溶性固形物无明显变化，但粘度却有明显的下降，多糖含量有显著提高。经果浆酶YieldMASH处理后，枣浆的粘度最低，降低了46%，多糖含量最高，提高了23%。枣浆的粘度下降，有利于后续粉碎、浓缩、杀菌、灌装等工艺的物料输送，且浓缩时水分散发快，能有效提高浓缩效率。果浆酶是果胶酶、半纤维素酶等酶制剂的混合物，可以分解果胶，水解果胶中的甲基半乳糖酸残留，促进果胶、纤维素等大分子物质的分解，显著降低了枣浆粘度，提高了多糖含量。

2.2 果浆酶解工艺参数的选择及优化

为了确定果浆酶YieldMASH适宜的添加量、酶解温度及酶解时间，以枣浆粘度为考核指标，对三个参数进行单因素实验，具体实验结果如下。

2.2.1 果浆酶添加量对枣浆粘度的影响

由图1（见下页）得出，随着果浆酶添加量的增加，枣浆的粘度不断下降。当果浆酶添加量为150mg/kg时，枣浆粘度为44.2mPa·s，添加量继续增大，粘度下降不明显。综合考虑，选择果浆酶最优添加量为150mg/kg。

图1 果浆酶添加量对枣浆粘度的影响

2.2.2 果浆酶酶解温度对枣浆粘度的影响

图2 果浆酶酶解温度对枣浆粘度的影响

由图3得出，果浆酶作用时间对枣浆粘度有显著影响，随着作用时间的延长，粘度不断下降，这说明果浆酶连续分解红枣中的果胶、纤维素等物质，有利于红枣粘度的降低。当果浆酶的酶解时间为60min时，枣浆粘度为46.2mPa·s，当酶解时间继续提高，对粘度影响不显著，说明红枣中的果胶等物质已基本全部分解。因此，果浆酶的作用时间控制在60min即可。

2.3 响应面法优化红枣浆提取工艺

通过单因素实验得出酶添加量、酶解温度和酶解时间对红枣浆粘度均有显著影响。运用响应面法对红枣浆的提取工艺进一步优化，根据Design Expert 8.0软件中的Box-Behnken设计原理，选择酶添加量（A）、酶解温度（B）和酶解时间（C）为考察因素，用-1、0、1来表示低、中、高三水平，以粘度（Y）为响应值，进行三因素三水平优化分析试验,试验设计与结果见表2和表3。

表2 试验设计

由图2得出，随着果浆酶解温度的提高，枣浆粘度在不断下降，当果浆酶解温度为50℃时，枣浆粘度最低为42.4mPa·s。继续提高酶解温度，枣浆粘度反而升高，这可能是由于温度超过了果浆酶的最适作用温度，导致粘度上升。因此，果浆酶最优作用温度为50℃左右。

2.2.3 果浆酶酶解时间对枣浆粘度的影响

图3 果浆酶酶解时间对枣浆粘度的影响

表3 Box-Behnken试验设计及响应值

利用Design Expert 8.0软件对表3试验结果进行回归分析，得到粘度对酶添加量（A）、酶解温度（B）和酶解时间（C）的三元二次回归方程：

对回归方程进行方差分析和显著性检验结果如表4所示。从表中可知，回归项中P＜0.0001，说明所选择模型极为显著。失拟项P=0.0964＞0.05，即失拟项差异不显著，表明该二次回归模型能够较显著拟合酶添加量、酶解温度和酶解时间对粘度的影响，该模型能够代替试验真实点对试验结果进行分析。回归模型的决定系数（R2Adj）为0.9709，说明该模型能够解释97.09%的响应值变化，只有2.91%的变异不能用该模型解释。因此该模型能很好的解释出汁率的变化，能够对粘度进行预测。从表4得回归方程系数的显著性，酶添加量（A）、酶添加量的二次项A2、酶解温度的二次项B2、酶解时间（C）、酶解时间的二次项C2对粘度具有极显著影响；酶的添加量和酶解时间的交互AC对粘度具有显著影响；酶解温度（B）、酶添加量和酶解温度的交互AB、酶解温度和酶解时间的交互BC在考察范围内对粘度的影响不显著。

表4 回归模型方差分析

注：*差异显著（P＜0.05）；**差异高度显著（P＜0.01）；***差异极

显著（P＜0.001）；R=0.9949，R2=0.9898，R2Adj=0.9709。

利用Design Expert 8.0.5b软件对表4试验数据进行三元二次回归拟合分析，所得响应面及等高线如图4、5、6。各因素及其交互作用对粘度的影响结果可通过该图组直观地反映出来。

图4 酶解温度与酶添加量交互作用影响枣浆粘度的响应面图

图5 酶解时间与酶添加量交互作用影响枣浆粘度的响应面图

图6 酶解时间与酶解温度交互作用影响枣浆粘度的响应面图

从图4中可看出，酶解温度低、添加量少时，粘度高，但是温度过高反而会使粘度增大；图5中，随着酶解时间和添加量的变大，粘度也在逐渐降低，但是变化幅度逐渐变小；图6（见上页）中，酶解时间和酶解温度的增大，粘度在降低，但是酶解温度较高，会使粘度增加，酶添加量和酶解时间对枣浆粘度具有显著的影响。运用Design Expert 8.0软件对试验数据进行优化预测，得到制备枣浆的最佳工艺参数为：酶添加量161.11mg/kg，酶解时间63.33min，酶解温度49.33℃，在此条件下预测出粘度为39.85mPa·s。根据实际试验的可操作性，将枣浆加工工艺参数改为：酶添加量160mg/kg，酶解温度50℃，酶解时间63min。在此条件下对模型的预测参数进行验证，得到枣浆粘度为41.12mPa·s，与模型预测值较接近，表明说明采用响应面法优化得到的酶解工艺参数可靠。

2.4 果浆酶酶解红枣浆与市售红枣浆品质对比

将采用果浆酶酶解后的枣浆与市售的枣浆稀释至同一可溶性固形物（16°Brix）后进行粘度、多糖、感官品质含量的对照，结果见表5。

表5 不同红枣浆品质的对照（n=3）*

从表5中可看出，经过果浆酶酶解后，枣浆粘度与市售枣浆相比有明显下降，下降幅度为47.22%，同时枣浆多糖含量有明显提高，提高34.29%，枣浆流动性较好，感官品质有所提高。

经果浆酶解后的枣浆经后续的超细粉碎、浓缩后，浓度可实现60°Brix，比传统的枣浆（30°Brix）浓度提高1倍，这种高浓枣浆可应用于沙琪玛、蛋糕中，代替传统生产中常用的白砂糖，具有更好的感官品质和营养价值。

3 结论

本文主要研究了枣浆的果浆酶解工艺及技术参数优化，在本实验中：

（1）对比了不同的果浆酶对枣浆处理的效果，发现使用果浆酶YieldMASH处理枣浆，枣浆粘度最低，下降46%，多糖含量最高，提高23%，有利于后续工艺的操作和实现。

（2）通过响应面优化，确定果浆酶酶解的最佳工艺参数为：果浆酶添加量160mg/kg，酶解温度50℃，酶解时间63min。

（3）经果浆酶解后，枣浆粘度＜42mPa·s，多糖含量＞0.6%，显著提高了枣浆品质，便于实现高浓枣浆的加工，实现其在烘焙等行业中的应用。

[1]张雅丽,郭辉.红枣补血作用的物质基础探讨[J].中国食物与营养,2005,2:45-47.

[2]郑秀莲.中华大枣的营养食疗价值与开发利用[J].中国果树, 2000,(4):43-44.

[3]茁明三,孙丽敏.大枣的现代研究[J].河南中医,2003,23(3): 59-60.

[4]梁洪.中国红枣及红枣产业的发展现状、存在问题和对策的研究[D].西安:陕西师范大学,2006.

[5]鲁周民,张丽,尹蓉,等.酶解条件对红枣汁主要成分的影响[J].农业工程学报,2009,(1):300-302.

[6]党辉,陈锦平.红枣的酶法制汁工艺研究[J].食品研究与开发,2003,24(4):55-59.

[7]韩玉杰,李志阳,杜双奎.红枣酶解法提汁工艺研究[J].食品科学,2003,4:85-87.

[8]王素雅,王璋.果浆酶PectinexSMASH澄清香蕉汁的机理[J].食品与发酵工业,2004,12:19-25.

[9]王桐,王海鸥.酶解法生产红枣汁的工艺研究[J].软饮料, 2005,21(1):45-47.

[10]杨辉,陈永康,张智,等.果胶酶提高苹果出汁率工艺条件的优化[J].食品科技,2006,31(5):45-49.

Application of Enzymatic Hydrolysis Technology in Jujube Pulp

CHU Le,DING Chen,ZHAO Yan,MA Yin-fei,HE Fa-tao,ZHU Feng-tao*
(Jinan Fruit Research Institute,All China Federation of Supply&Marketing Co-operatives,Jinan 250014,China)

In this paper,the author studied the application of enzyme hydrolysis technology to produce jujube pulp.Pulp enzyme YieldMASH was chosen to reduce the viscosity of jujube pulp and improve the content of polysaccharide by comparing different enzymes.By using response surface method,the optimum enzymatic hydrolysis process was adding 160mg/kg PECTINEX YieldMASH,the enzymatic time was 63min,and the enzymatic temperature was 50℃.After the enzymatic hydrolysis,the jujube pulp viscosity was less than 42mPa·s,the polysaccharide content was more than 0.6%, which was convenient for the processing of high concentrated jujube pulp and the application in baking and other industries.

Jujube pulp;pulp enzyme hydrolysis;response surface method

O657.3

A

1008-1038(2016)12-0008-05

2016-10-10

“十二五”国家科技支撑技术课题：枣和桑资源生态高值利用技术研究与产品开发（2012BAD36B07）

初乐（1987—），女，助理研究员，主要从事果蔬深加工研究

*通讯作者：朱风涛（1962—），男，研究员，主要从事果蔬加工研究