超高压辅助酶解对沙棘汁品质的影响

徐 瑶

（陕西省产品质量监督检验研究院农副食品所，陕西西安 710048）

沙棘果实为浆果，沙棘果又名沙枣、醋柳果，是胡颓子科植物沙棘（Hippophae rhamnoides L.）的成熟果实。沙棘果中含有丰富的维生素、有机酸、胡萝卜素、黄酮、氨基酸及其他人体所需微量元素，其中以黄酮、维C含量堪称其他水果之冠[1]。但是沙棘味道酸，口感较差，直接食用不易被人们所接受，所以每年有大量沙棘果被浪费，限制沙棘果的经济效益[2]。因此，将沙棘榨汁，以沙棘汁作为产品再加工原料，是增加沙棘附加值的有效途径[3]。果胶酶能够有效提高果汁的出汁率[4]，并且对果汁色泽影响较小。

超高压技术，是一种新型的食品加工技术，常用水作为压力传递介质，对在一定温度下包装密封于弹性容器中的食品，施加一定的压力（100～1 000 MPa），从而改变食品的功能性质[5]。经超高压处理的食品，在色泽、风味及营养价值等方面很少受到影响。

试验以最大限度保留沙棘的感官品质和营养成分为着眼点，将超高压技术用于辅助酶解沙棘汁，缩短酶解时间，降低酶解温度，减少了沙棘在酶解过程中营养成分的损失，最大限度地保留了沙棘的原有色泽，以及原料中的黄酮、总酚、维C等功能性营养成分，为沙棘果酒酿造研究提供了依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

沙棘，采自陕西汉中市勉县沙棘基地；抗坏血酸（分析纯），天津市科密欧化学试剂有限公司提供；果胶酶（20 000 U/kg），丹麦诺维信公司提供。

1.2 仪器与设备

BS323S型电子天平，赛多利斯科学仪器有限公司产品；HH-4型数显恒温水浴锅，国华电器有限公司产品；超高压设备，山东蓬能机械科技有限公司产品；H-1850R型离心机，长沙湘仪离心机器有限公司产品；101-1AB型电热鼓风干燥箱，天津泰斯特仪器有限公司产品；UV-1100型紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司产品；ZG140型榨汁机，广州振兴实业有限公司产品；WAY-2S型阿贝折光仪，长春金宝特生物化工有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 沙棘榨汁工艺流程

沙棘→挑选→洗净沥水→打浆破碎→酶解处理→离心过滤→测定。

1.3.2 沙棘挑选

挑选色泽金黄、成熟、饱满、无病害的新鲜沙棘果，去除果梗后，用清水冲洗沙棘果实表面的泥土，沥干水分。

1.3.3 榨汁

将沥水后的沙棘果放入组织破碎机中破碎，破碎的过程中采用流加的方式向沙棘浆中加入二氧化硫，添加量为30 mg/mL。

1.3.4 超高压酶解

调节沙棘汁pH值为4.0，向沙棘汁中添加果胶酶4 000～20 000 U/kg，搅拌均匀，将果胶酶处理过的果浆装入聚丙烯薄膜袋中，真空密封，将真空包装后的果浆混合均匀。将样品置于超高压设备的压力腔内，选择压力 100～180 MPa，酶解温度 20～45℃，酶解时间1.0～3.5 h。酶解结束后，将压力升高至500 MPa，保压20 min，灭酶、灭菌。将经酶解处理的沙棘原汁于5℃下静置24 h，以转速6 000 r/min离心10 min，再用6层纱布过滤得到沙棘澄清汁。

1.3.5 酶解沙棘汁测定

维C含量测定[6]：采用2,6-二氯靛酚滴定法（GB 14754—2010）；维C保存率：超声波酶解的沙棘中维C含量与未处理的沙棘中维C含量的比值；透光率：采用分光光度计于波长800 nm下测定沙棘汁透光率；沙棘汁中菌落总数测定：采用平板计数法，GB 4789.2—2016；总酚含量的测定：福林酚比色法，SB/T 10203—1994；总酸含量的测定：GB/T 12456—2008；总糖：GB 5009.7—2016。可溶性固形物：采用阿贝折光仪测定。

1.3.6 超声波酶解沙棘汁的工艺优化

以透光率和维C保留率为指标，主要考查果胶酶添加量、超高压压力、酶解时间、酶解温度4个因素对酶解效果的影响，测定其透光率和维C含量，每个水平进行3次重复试验，取平均值。

（1）果胶酶添加量对酶解效果的影响。按照1.3.2的方法，固定超高压压力140 MPa，酶解时间2 h，酶解温度30℃，调节果胶酶的用量分别为4 000，8 000，12 000，16 000，20 000 U/kg，考查果胶酶添加量对酶解效果的影响。

（2） 超高压压力对酶解效果的影响。按照1.3.2的方法，固定果胶酶的添加量为12 000 U/kg，酶解时间2 h，酶解温度30℃，调节超高压压力分别为100，120，140，160，180 MPa，考查超高压压力对酶解效果的影响。

（3）保压时间对酶解效果的影响。按照1.3.2的方法，固定超高压压力140 MPa，果胶酶的用量为12 000 U/kg，酶解温度30℃，调节保压时间分别为1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 h，考查保压时间对酶解效果的影响。

（4）酶解温度对酶解效果的影响。按照1.3.2的方法，固定超高压压力140 MPa，果胶酶的用量为12 000 U/kg，酶解时间2 h，调节酶解温度分别为20，30，40，50，60℃，考查酶解温度对酶解效果的影响。

2 结果与分析

2.1 果胶酶用量对酶解效果的影响

果胶酶用量对酶解效果的影响见图1。

图1 果胶酶用量对酶解效果的影响

随着果胶酶用量增加，透光率也随之增加。当果胶酶用量从4 000 U/kg增加到12 000 U/kg，透光率显著增加，底物与酶能够充分反应，当大于12 000 U/kg时，继续增加酶用量，酶解效果随着果胶酶用量增加变化不显著，反应成本增高。同时，在酶解过程中，维C的保存率降低，在果胶酶用量为12 000 U/kg时，维C保留率最高为93.31%，透光率43.22%，综合考虑选择果胶酶用量为12 000 U/kg。

2.2 超高压压力对酶解效果的影响

超高压压力对酶解效果的影响见图2。

图2 超高压压力对酶解效果的影响

由图2可知，当超高压压力由100 MPa增加到140 MPa时，随着压力增大，透光率随之增大。随后进一步增大压力，透光率变化不显著，当超高压压力为140 MPa时，透光率为43.22%。同时，沙棘汁中维C降解速度随着压力升高而增大，超高压压力在180 MPa时，维C最低保留率仍为93.93%，可能是由于超高压不会破坏共价键，维C等小分子物质保留下来。当超高压压力从100 MPa增加到140 MPa时，维C含量变化不显著。因此，综合考虑选择超高压压力为140 MPa。

2.3 保压时间对酶解效果的影响

保压时间对酶解效果的影响见图3。

图3 保压时间对酶解效果的影响

由图3可知，随着保压时间的延长，透光率增大。可能因为随着反应时间延长，酶解反应更加充分，沙棘汁透光率越高。当保压时间增加到2.5 h，酶解反应透光率为55.15%，若继续酶解，透光率增加不显著。同时，维C保留率随着保压时间的延长而降低，将酶解时间控制在2.5 h内完成，其维C保留率降低不显著。因此，综合考虑选择保压时间为2.5 h。

2.4 酶解温度对酶解效果的影响

酶解温度对酶解效果的影响见图4。

图4 酶解温度对酶解效果的影响

由图4可知，当酶解温度由30℃增加到40℃时，透光率增大较快，此时透光率为59.08%，随后继续提高酶解温度，透光率降低。同时，酶解温度对维C含量影响较大，随着酶解温度的升高，维C保留率降低，温度达到40℃以上，维C保存率迅速降低，当温度为50℃，维C保留率仅为46.65%。由于维C具有较强的还原性，高温下易被氧化。因此超高压酶解能减少原料营养成分的损失，最大限度保留其营养价值。

2.5 超高压酶解对沙棘汁品质的影响

超高压酶解对沙棘汁品质的影响见表1。

表1 超高压酶解对沙棘汁品质的影响

由表1可知，超高压酶解处理前后沙棘汁中还原糖含量变化较小、总酸、超高压酶解对沙棘汁营养成分影响较小，其中总酚含量和维C略有降低，但其保存率仍能达到91.09%，88.16%，表明超高压酶解能较好保留原料原有的营养成分和风味物质。经超高压处理后，菌落总数由1.5×103CFU/mL迅速下降至10 CFU/mL，杀菌率在99%以上，能够达到商业无菌的状态（GB 7101—2015）。

3 结论

采用超高压酶解沙棘汁，考查其对沙棘汁品质的影响，通过单因素试验可以得出，超高压酶解的最佳工艺条件。结果表明，当果胶酶用量12 000 U/kg，超高压压力140 MPa，保压时间2.5 h，酶解温度40℃时，沙棘汁的透光率和维C保留率分别是59.68%和88.16%。

超高压酶解能最大程度地保留沙棘汁中的营养成分，果汁中维C和酚类等物质具有较强的还原性，性质不稳定。在较高温度、光照、氧气条件下，极易氧化分解。在超高压酶解的最佳工艺条件下，沙棘汁中维C和总酚保存率仍能达到91.09%，88.16%，经超高压处理后，菌落总数由1.5×103CFU/mL迅速下降至10 CFU/mL，杀菌率在99%以上，能够达到商业无菌的状态（GB 7101—2015）。