酶糖结合法制备红枣澄清汁

2012-09-12王丹

食品研究与开发 2012年7期

关键词：果浆透光率红枣

王丹

（1.吉林农业大学，吉林长春130118；2.长春医学高等专科学校，吉林长春130031）

酶糖结合法制备红枣澄清汁

王丹1，2

（1.吉林农业大学，吉林长春130118；2.长春医学高等专科学校，吉林长春130031）

以红枣为原料，采用果浆酶和壳聚糖结合法制备红枣澄清汁，利用分光光度法进行检测以确定最佳实验条件。结果表明：果浆酶的最佳酶解条件为酶用量0.03%，温度30℃，酶解时间3 h；壳聚糖的最佳澄清条件为壳聚糖用量2.0%、温度为45℃、澄清时间为45 min，可制得73.54%透光率的红枣澄清汁。

红枣；酶解；澄清

Abstract:The beverage make use of jujube as raw materials,combined with pulp enzymes and chitosan clarification method get jujube juice,and then be detected by spectrophotometer to determine the optimal experimental conditions.The result indicated:the best enzymatic hydrolysis conditions for pulp is the enzyme concentration 0.03%,temperature 30℃,reaction time 3 h;to clarify the best conditions for chitosan is chitosan amount of 2.0%,temperature 45℃,to clarify the time 45 min,preparation of 73.54%transmittance of the jujube clarified juice.

Key words：jujube;enzyme;clarify

红枣又名大枣，原产于我国，属鼠李科植物。在我国分布极广，北方各省均有栽培。它的营养丰富，是药食兼用果品，素有“大补丸、活性维生素丸”之称[1-2]。其气味甘、平、无毒，具有健脾胃、养心安神、消炎止痛、生津止泻、缓和药性之功效[3]，从人类健康角度来讲，红枣是大有开发前景的药食兼用果品资源。目前，在红枣的开发生产过程中，由于组织结构特殊，导致营养成分和香味物质易损失和变化，而且浸提率低，浸提时间长。因此，为了达到充分提取红枣中营养保健物质，使枣汁便于澄清、过滤、浓缩等后续加工过程的研究目的，本研究采用果浆酶和壳聚糖相结合的方法制备红枣澄清汁。首先通过果浆酶对红枣组织中的果胶、纤维素和半纤维素等影响固形物浸出的物质进行分解，使得红枣中可溶性固形物最大程度溶出，提高红枣的出汁率，最大限度地保持红枣特有的香味；在保证香味的同时，口感和色泽也不容忽视，因此本实验在采用果浆酶酶解的基础上，进一步利用壳聚糖进行澄清。由于壳聚糖是天然多糖中唯一的碱性多糖，是氨基葡萄糖的直链多聚糖，从化学结构上看，壳聚糖分子呈直链状，具有很强的极性。壳聚糖的糖残基在C2上有一个氨基，在C3上有一羟基，都是平伏键，这种特殊结构使之成为一种天然阳离子澄清剂，具有良好的絮凝能力。壳聚糖分子链上存在众多游离氨基，他们的氮原子上具有一个未共用的电子，使氨基呈弱碱性，当壳聚糖溶于稀酸溶液时，H+和氨基相结合，生成带正电荷的壳聚糖分子。带正电荷的壳聚糖分子可以与果汁中存在的带负电荷的蛋白质、纤维素等微粒相互作用，能够使引起果汁浑浊的蛋白质、单宁等胶态颗粒被絮凝沉淀，从而达到澄清目的[4-5]，改善产品品质，提升产品质量。

采用果浆酶酶解提取枣汁，用壳聚糖对其进行澄清，再通过对所提取的枣汁的品质指标进行测定，以此确定最佳制备条件。通过酶糖结合法制备的红枣澄清汁其可溶性固形物含量高，色泽明艳，有红枣芳香气味，口感好，稳定性好，具有很高的营养保健价值，特别适合现在由于工作压力大，生活节奏快导致的处于亚健康状态的消费群体饮用，该产品属于新型饮料产品，目前市场上比较少见，具有很好的发展前景。同时为红枣新产品的开发和深加工提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

红枣：市售山东大红枣；果浆酶：诺维信（中国）生物技术有限公司；壳聚糖：浙江金壳生物化学有限公司（食品级）；醋酸（食品级）。

1.2 仪器与设备

减压旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂；WYT-4型手持糖量计：上海精密仪器仪表有限公司；723分光光度计：上海棱光技术有限公司；DELTA 320型pH计：梅特勒-托利多有限公司。

1.3 方法

1.3.1 可溶性固形物含量的测定

手持折光仪测定法。

1.3.2 透光率的测定

以蒸馏水为空白，采用723分光光度计，在620 nm处测定。

1.3.3 酶解方法

选取一定量的完整无霉烂的红枣，清洗沥干后加入4倍~6倍量的水，在沸腾的情况下，预煮10 min使其软化，冷却后打浆。然后对红枣浆液用果浆酶进行酶解处理，分别对果浆酶添加量，酶解时间以及酶解温度进行单因素实验。再测定所得红枣汁的可溶性固形物含量，确定最佳的果浆酶添加量、酶解温度和酶解时间。

1.3.4 澄清方法

取步骤1.3.3制备好的酶解液，用壳聚糖（1%醋酸溶液）进行澄清实验，分别对壳聚糖添加量，澄清时间以及澄清温度进行单因素实验。再经离心处理后，测定所得红枣汁的透光率。

2 结果与分析

2.1 果浆酶酶解红枣的工艺参数

2.1.1 酶用量对酶解反应的影响

选取加酶量分别为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，控制酶解温度为50℃，时间1 h，考察加酶量对可溶性固形物含量的影响，结果见图1。

由图1可知，随果浆酶添加量的增大，红枣汁中可溶性固形物含量也逐渐增加，这主要是由于细胞间层果胶及细胞壁果胶在果浆酶的作用下，大部分被分解,细胞内容物很容易流出。通过细胞间层原果胶的部分分解，果浆结构还能有一定程度的保持，有利于可溶性固形物和多糖溶出从而提高浸提率；由图中当果胶浆酶添加量大于0.03%时，红枣汁可溶性固形物含量变化不明显，增加幅度减小，曲线趋于平缓，综合酶解效果和经济效益考虑，故确定0.03%为浸提工艺中果浆酶的最佳添加量。

2.1.2 酶解时间对酶解反应的影响

选取酶解时间分别为 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h，控制酶解温度为50℃，加酶量为0.03%，考察酶解时间对可溶性固形物含量的影响，结果见图2。

如图2所示，果浆酶作用时间对红枣的可溶性固形物含量有显著影响，随着作用时间的延长，可溶性固形物含量不断升高，这说明果浆酶连续分解红枣中的果胶物质，有利于红枣中可溶性固形物的不断溶出。但当作用时间超过2 h后，可溶性固形物含量基本不变，说明红枣中的果胶物质已基本全部分解。因此，生产上果浆酶作用时间控制在2 h较为合理。

2.1.3 酶解温度对酶解反应的影响

选取酶解温度分别为 20、30、40、50、60 ℃，控制酶解时间为2 h，加酶量为0.03%，考察酶解温度对可溶性固形物含量的影响，结果见图3。

虽然果浆酶活性较高，常温下亦可反应，但温度升高能够增加酶作用底物分子的热能，提高反应速率。由图3可知，随着果浆酶作用温度的升高，可溶性固形物含量也相应升高。但温度超过40℃后，红枣汁中的可溶性固形物含量反而下降，可能是由于温度太高导致果浆酶失活所致，故酶解温度应选取40℃为宜。

2.1.4 不同因素对酶解反应的影响

在单因素试验的基础上，采用L9（33）正交试验，研究酶用量、酶解时间和温度三因素对酶解反应的影响，因素水平见表1。

表1 L9（33）正交试验的因素和水平Table 1 L9(33)orthogonal test factors and levels

表2 正交试验方案及结果Table 2 Orthogonal experimental program and results

续表2 正交试验方案及结果Continue table 2 Orthogonal experimental program and results

通过极差分析方法可知，如表2所示，底物浓度恒定的情况下，三因素对水解度影响的大小顺序为：酶用量（C）>酶解温度（A＞）酶解时间（B），正交结果显示，最优工艺组合为A1B3C3，经实验验证，此组合比A1B3C2组合稍有提高，从经济学角度出发，确定最佳工艺组合为A1B3C2，即酶用量0.03%，温度30℃，酶解时间3h。

2.2 壳聚糖澄清枣汁的工艺参数

2.2.1 壳聚糖用量对澄清效果的影响

选取壳聚糖（1%的醋酸溶液）添加量分别为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%，控制澄清温度为50℃，时间0.5 h，考察壳聚糖添加量对澄清效果的影响，用透光率表示，结果见图4。

图4可以看出，随着壳聚糖用量的增大，红枣汁的透光率也逐渐增大，这是壳聚糖与红枣汁中的果胶，单宁等带负电荷的物质相互作用形成絮凝沉降后的效应，当壳聚糖用量在2.0%时透光率达到最高值，此后随着用量的增加，透光率反而略有下降。这可能是壳聚糖的使用量过大，过量的壳聚糖不能参与反应而溶解悬浮于红枣汁中产生浑浊，导致透光率下降，因此，适宜的壳聚糖用量应在2.0%左右。

2.2.2 温度对澄清效果的影响

选取澄清温度分别为 30、35、40、45、50 ℃，控制澄清时间为0.5 h，壳聚糖（1%的醋酸溶液）添加量为2.0%，考察温度对澄清效果的影响，用透光率表示，结果见图5。

由图5可以看出，红枣汁的透光率随着温度的升高呈上升趋势。在35℃~40℃温度区域间上升幅度最为明显，当温度高于40℃时，透光率上升幅度明显变小，基本趋于稳定。由此可见，壳聚糖澄清红枣汁时，温度在45℃左右为宜。

2.2.3 时间对澄清效果的影响

选取澄清时间分别为 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h，控制澄清温度为45℃，壳聚糖（1%的醋酸溶液）添加量为2.0%，考察时间对澄清效果的影响，用透光率表示，结果见图6。

由图6看出，随着澄清时间的增加透光率变化不大，澄清时间对红枣汁的透光率亦无较大影响。因此，澄清时间选择0.5 h即可。

2.2.4 不同因素对澄清效果的影响

在单因素试验的基础上，采用L9（33）正交试验，研究酶用量、酶解时间和温度三因素对酶解反应的影响，因素水平见表3。

通过极差分析方法可知，如表4所示，其他因素恒定的情况下，三因素对澄清效果影响的大小顺序为：壳聚糖用量（B）＞酶解温度（A）＞酶解时间（C），正交结果显示，工艺组合为A3B2C2，经实验验证，此组合比A2B2C3组合稍有提高，从产品品质等综合角度出发，确定最佳工艺组合为A2B2C3，即壳聚糖用量2%、温度为45℃、澄清时间为45 min。