改善芦笋清汁的营养成分和感官品质的酶解工艺研究

唐仁勇，蔡 婧，陈 琪，漆文胜，郭秀兰

（成都大学食品与生物工程学院，四川成都 610106）

芦笋是一种兼具高营养价值和保健功能的药食两用蔬菜，含有多种维生素、氨基酸、微量元素等活性物质[1]，对人体具有防癌抗癌、降血压血脂和增强免疫等功效[2-3]。近年来，随着人们对膳食营养价值和保健功能的认识，芦笋的市场需求和产业发展快速增长。然而，芦笋作为时令蔬菜，以鲜销方式为主，由于其水分含量高、呼吸作用旺盛，采后水分易丧失，色泽变黄、茎杆萎缩、茎杆基部木质化和食用部分快速腐烂[4]，故新鲜芦笋的保质期很短，且相关产品开发较少。因此需要对芦笋进行深加工，保留芦笋的高营养价值，并提高其附加值。

近年来随着生活水平的提高及健康理念的增强，消费者对保健饮料需求大增。芦笋汁营养丰富，具有多重保健功能[5-6]，早在20 世纪末期就进入我国市场，但由于芦笋自身含有的苦味、汁液浑浊及本身的独特气味等使得芦笋饮料市场未能迅速扩大。所以本研究用酶解方法制出澄清、营养丰富、感官品质较佳的芦笋汁，来满足消费者的需求。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

绿芦笋，市售；果胶酶（10 万U/g），夏盛实业集团有限公司；纤维素酶（10 万U/g），夏盛实业集团有限公司。

芦丁，色谱纯，四川维克奇生物科技有限公司；福林酚、苯酚、3,5-二硝基水杨酸法、硫酸等，分析纯，成都市科隆化学品有限公司；考马斯亮蓝G250，碧云天；牛血清白蛋白（20 mg/mL），青岛日水。

UV755B 型紫外-可见光分光光度计，上海佑科仪器仪表公司；WF18 型鼎历超微粉碎机，温州鼎历医疗器械有限公司；PHS-2F 型雷磁pH 计，上海精密科学仪器有限公司；YP10002 电子天平，上海佑科仪器仪表有限公司。

1.2 芦笋制汁

首先将冻藏芦笋解冻，放于热水（95±2）℃中漂烫5 min[7]，再将热烫后的芦笋与水以1∶5（w/w）的比例榨成汁。将固体柠檬酸加蒸馏水制成浓度为30%的溶液，加入芦笋汁调节至适宜的pH。根据预实验确定果胶酶与纤维素酶比例为2∶3，在芦笋汁中加入适量的复合酶酶解一段时间后，于热水（95±2）℃中灭酶15 min，冷却至室温，以四层纱布过滤得到芦笋清汁。

1.3 单因素试验

1.3.1 酶解pH 对芦笋汁品质的影响

采用pH 为2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0，温度为43 ℃，果胶酶含量0.07%，纤维素酶含量0.105%，酶解时间30 min。之后测总酚含量和透光率。

1.3.2 酶解温度对芦笋汁品质的影响

采用温度为35、39、43、47、51、55 ℃进行单因素实验，pH 为3.5，果胶酶含量0.07%，纤维素酶含量0.105%，酶解时间为30 min。之后测总酚含量和透光率。

1.3.3 酶解时间对芦笋汁品质的影响

采用酶解时间为10、20、30、40、50、60 min 进行单因素实验，pH 为3.5，果胶酶含量0.07%，纤维素酶含量0.105%，酶解温度43 ℃。之后测总酚含量和透光率。

1.3.4 果胶酶与纤维素酶量对芦笋汁品质的影响

在酶解时间40 min，pH3.5，酶解温度43 ℃的基础上，固定果胶酶与纤维素酶的比例（2∶3），添加不同的酶量：果胶酶0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%，纤维素酶0.09%、0.105%、0.12%、0.135%、0.15%、0.165%和0.18%，考察上述添加量对汁液总酚含量和透光率的影响。

1.4 正交实验设计

在上述单因素实验的基础上，选择最适的酶添加量、酶解温度、酶解时间和酶解pH，进行正交实验设计，研究不同酶添加量、酶解温度、酶解时间和酶解pH 对芦笋汁品质的影响，因素水平表见表1。

表1 因素水平表Table 1 Factor and level table

1.5 测定指标与方法

1.5.1 感官评定

将芦笋汁灭酶澄清后，从颜色、香味口味和组织形态四个方面对芦笋汁进行评分，并由10 个人进行评分，取平均值。评分标准参考侯彩云的方法[8]，见表2。

表2 芦笋汁感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standard of asparagus juice

1.5.2 营养成分含量的测定

参照唐仁勇等[9]的方法测定芦笋汁中的总酚含量，试样经前处理后于760 nm 下测定吸光度，用芦丁标准品作校正标准定量多酚。蛋白质的测定采用考马斯亮蓝法和凯氏定氮法[10]，还原糖和多糖的测定采用3,5-二硝基水杨酸法和苯酚硫酸法，具体操作参考侯彩云[8]的方法。

1.5.3 澄清度的测定

取少量澄清后的芦笋酶解液，加入到1 cm 比色杯中，以去离子水为参比，于660 nm 处测定澄清度[11]。

1.6 数据统计与分析

数据表示为平均值±标准差，使用SPSS 26.0 数据分析软件进行单因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncun’s 多重比较分析，下图中“*”表示与第一个处理间存在显著差异（P＜0.05），“**”表示与第一个处理间存在极显著差异（P＜0.01）。

2 结果与分析

2.1 酶解pH 对芦笋汁品质的影响

由图1 可以看出，酸性过强或过弱都会抑制芦笋汁的酶解,从而影响多酚含量与澄清度。在酶解过程中pH值在2.5～3.5 的范围内，多酚值急速上升，pH 值在4.0～6.0 范围内多酚值慢慢趋于平缓，且pH 值在3.5 时达到最大值。在酶解过程中，随pH 的增加，澄清度总体呈上升趋势。多酚含量与澄清度的趋势不一致，因此后面研究选择多酚含量作为主要判断因素，澄清度作为辅助判断因素。因此，在此实验条件下酶解的最适pH 值为3.5。这与前人研究中得出的果胶酶与纤维素酶的最适pH 值相近[12]。

图1 pH 对多酚含量（A）和澄清度（B）的影响Fig.1 Effects of pH value on polyphenol content (A) and clarity (B)

2.2 酶解温度对芦笋汁品质的影响

由图2A 可以看出，随温度的增高，多酚含量总体呈现先上升后下降的趋势。温度在35～43 ℃，多酚含量急速上升，温度在43～55 ℃时多酚含量下降，温度在43 ℃时达到最大值，为0.045 7mg/g。由图2B 可以看出，在不同的酶解温度下，随温度的增高，澄清度呈现出先上升后又下降的趋势，在47 ℃到达到最高，为1.004。综合多酚和澄清度的结果，最适酶解温度为43 ℃。这接近于高佳[13]研制得出的酸樱桃清汁中果胶酶的最适温度。

图2 酶解温度对多酚含量（A）和澄清度（B）的影响Fig.2 Effects of enzymolysis temperature on polyphenol content (A) and clarity (B)

2.3 酶解时间对芦笋汁品质的影响

由图3A 可知，随酶解时间的延长，多酚含量总体呈现先上升后稳定的趋势，在10～40 min 多酚含量上升，在40～60 min 多酚值变化不大，酶解时间在40 min 时达到最大值。随酶解时间的延长，澄清度总体呈上升趋势，40 min 时略有下降（图3B）。综合实验结果，酶解时间为40 min 时多酚含量较高，为较合适的酶解时间。

图3 酶解时间对多酚含量（A）和澄清度（B）的影响Fig.3 Effects of enzymolysis time on polyphenol content (A)and clarity (B)

2.4 酶添加量对芦笋汁品质的影响

根据预实验，果胶酶与纤维素酶的比例确定为2∶3。图3 横坐标酶为果胶酶的量，对应的纤维素酶的量依次为 0.09%、0.105%、0.12%、0.135%、0.15%、0.165% 和0.18%。由图4 可知，随酶量的增加，多酚含量总体呈现先上升后稳定的趋势，果胶酶在0.08%～0.10%时，多酚含量稳定；随酶量的增多，澄清度也逐渐增大，在0.08%～0.11%时比较稳定，其中0.10%为最大。综合实验结果，果胶酶添加量为0.10%时最适，这时的纤维素酶量为0.15%。这与王强毅[12]制备紫甘薯饮料的最适酶量相近。

图4 酶的添加量对多酚含量（A）和澄清度（B）的影响Fig.4 Effects of adding dosage of complex enzymes on polyphenol content (A) and clarity (B)

2.5 优化酶解参数正交试验

在单因素试验的基础上，得出适宜的复合酶添加量、酶解温度、酶解时间和酶解pH，再设计4 因素3 水平L9(34)正交试验表进行正交试验，并对芦笋清汁进行感官评分（见表3）。

表3 复合酶正交试验结果Table 3 Experimental result of thermostable complex enzymes

表3 对正交试验结果进行直观分析，R值依次为酶添加量＞酶解pH＞酶解温度＞酶解时间，说明酶的添加量对酶解结果的影响最大，酶解pH 和温度其次，酶解时间的影响最小，且最优酶解工艺条件为A2B1C1D1。对正交试验的结果进行了方差分析发现，复合酶添加量和酶解pH 的P＜0.05，说明它们对酶解工艺有显著性影响；因此，酶解芦笋汁的最佳酶解工艺条件为果胶酶添加量0.11%（纤维素酶的添加量为0.165%），酶解温度39 ℃，酶解时间30 min，酶解pH 为3.0。这与张程慧等[14]的酶解工艺类似。

2.6 验证实验和芦笋清汁的营养成分

以正交实验的最佳工艺条件制备芦笋清汁，并对其进行感官和理化指标的检测。结果发现清汁澄清透明，略带黄色，有芦笋特有的香味和口感，无分层现象，感官总分为89.2±2.2，说明易被消费者接受。对营养成分进行测定，结果见表4，折算后的总糖、还原糖和总酚含量与新鲜芦笋相比都有所增加，只有蛋白质含量略有降低，说明果胶酶和纤维素酶酶解破坏了芦笋的细胞壁释放出更多的营养成分。这与杨军[15]和张佳艳等[16]的研究结果类似，可见酶工艺提高了茶多酚、游离氨基酸总量以及可溶性固形物的含量。

表4 鲜芦笋和芦笋清汁营养组成Table 4 Nutritional composition of fresh asparagus and asparagus juice

3 结论

芦笋汁营养丰富，具有多重保健功能，但芦笋汁液浑浊及本身的独特气味等限制了其的应用范围。本研究以绿芦笋为主要原料，采用打浆、酶解等工艺制得芦笋清汁。经过单因素实验和正交实验得到最佳的酶解工艺为果胶酶量为0.11%、纤维素酶量为0.165%、酶解时间为30 min、酶解温度为39 ℃，酶解pH 为3.0。该工艺下的汁液澄清透明，其他感官品质也较好，且含有多种营养成分，总糖、还原糖和总酚含量高于新鲜芦笋。这些实验结果表明采用果胶酶和纤维素酶联合酶解可改善芦笋汁的感官品质，并提高营养成分的含量。本实验制得一种品相较好的芦笋清汁，后续研究将一步通过调配辅料种类、剂量以及加工工艺来掩盖芦笋汁的苦涩味和草腥味，以生产出感官品质和保健功能俱佳的健康饮料，满足消费者的健康市场需求，并拓宽芦笋的精深加工。