酶法提高新疆若羌灰枣出汁率的工艺
2012-12-02葛亮
葛亮
(新疆轻工职业技术学院,新疆 乌鲁木齐 830021)
新疆灰枣也称新疆若羌枣,灰枣之所以被称之为灰枣,仅仅只是缘于此枣在成熟变红前,通体发灰,好似挂了一层霜而已。产自素有“华夏第一县”之称的新疆巴音郭楞州若羌县,历史悠久,西域三十六国之一楼兰古国便在其境内。若羌灰枣皮薄肉厚、果实饱满、肉质细腻、含糖量高,具有丰富的营养价值,每100克若羌红枣含钙100 mg、维生素31 mg、可溶性果糖85%、各种微量元素、氨基酸537 mg,可食率92.6%,可溶性固形物含量为42%,中药为药引子,比苹果、桃子等高300倍左右[1],VP的含量也是百果之冠,人们称赞若羌红枣是天然的维生素药丸。所以,人们历来就把若羌灰枣视为极佳的滋补品。截止2010年底,全县灰枣种植面积累计达到20万公顷,灰枣总产3.3万t。以若羌灰枣为原料,进行酶解实验研究,为灰枣深加工开发枣酒、枣醋提供参考[2]。
1 材料与方法[3-6]
1.1 材料与设备
1.1.1 材料
新鲜若羌灰枣:乌鲁木齐北园春瓜果市场市售;果胶酶(液态):宁夏和氏璧生物技术有限公司;果汁酶(液态,酶活构成:纤维素酶≥11万U/mL,木聚糖酶≥150万U/mL,果胶酶≥6万U/mL,β-葡聚糖酶≥136万U/mL):宁夏和氏璧生物技术有限公司;酸性果胶酶:山东杰诺生物科技有限公司;柠檬酸:新疆化学试剂厂。
1.1.2 设备
HH-2水浴锅:金坛科兴仪器厂;酸度计(雷磁):上海楚柏实验室设备有限公司;2WA-J阿贝折光仪:上海测维光电技术有限公司;电磁炉:美的;分析天平:美国奥豪斯;电子称:上海菁华。
1.2 方法
1.2.1 枣浆的制备
将枣洗净,按料水比1∶8,于90℃预煮10 min,用打浆机进行打浆。
1.2.2 酶处理
各种酶均按体积比加入到果汁中并搅拌均匀,按试验设定的条件进行保温处理。
1.2.3 出汁率的计算
枣浆保温酶解结束后,进行过滤取汁。每次试验的取汁方法均相同。
出汁率(%)=(滤液重量/打原浆液重量)×100%
1.2.4 试验方法
采用单因子试验法和正交试验法。
2 结果与讨论
2.1 酶解温度对出汁率的影响
温度是影响反应速度最主要的因素之一,酶促反应更是如此。一般来说,各种酶都有其最适温度,在最适温度下酶活最高[7]。试验考察了酶用量为0.06%,若羌灰枣的pH为原始,灰枣pH为5.73,分别在20、30、40、50、60℃酶解1.5 h,实验结果分别见图1。
从图1可以看出,果汁酶、果胶酶、酸性果胶酶均表现出随着温度的升高出汁率先逐渐增加,随后逐渐降低。3种酶均在50℃表现出较高活性。在50℃时,其中果汁酶和果胶酶酶解效果较好,出汁率达94%以上。随着温度继续升高,出汁率逐渐下降,可能是酶活性受到影响,导致酶解能力下降。
2.2 酶用量对出汁率的影响
在酶解温度为50℃,酶解1.5 h,灰枣的pH为原始5.90,选择酶用量为0.05%、0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%进行单因子试验,试验结果见图2。
图2可以看出,随着酶用量的增加出汁率逐渐增大,当果汁酶用量增加到0.085%时,出汁率最高;而酸性果胶酶和果胶酶的用量增加到0.10%后,出汁率几乎趋于不变。
2.3 pH对出汁率的影响
酶添加量为0.06%,酶解温度50℃,酶解1.5 h时,在试验中选择 pH 为 3.5、4.0、4.5、5.0、5.5 和 6.0 进行单因子试验,试验结果见图3。
从图3可以看出,在三种酶的作用下,随着pH逐渐增大灰枣的出汁率先逐渐增加后出现逐渐降低的趋势,果汁酶、果胶酶、酸性果胶酶分别在pH3.5、4.0和4.5时酶解效果好。
2.4 酶解时间对出汁率的影响
处理时间也是影响出汁率的因素,一般情况下,处理时间越长出汁率相对较高。但是,在大工业生产中,处理时间过长,设备的利用率就低,相对的附加费用就上升,产品成本升高,利润下降。酶添加量为0.06%,酶解温度50℃,灰枣的pH均为原始pH,在试验中选择处理时间为 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h 进行单因子试验,结果见图4。
从图4可以看出,随着酶解时间的延长,灰枣的出汁率表现出先逐渐增加,后变化不显著,基本趋于平缓,当酶解1.5 h后,增加幅度不显著,表明酶解作用基本结束。果胶酶和酸性果胶酶在酶解1.5 h时效果好,果汁酶酶解2.0 h时出汁率高。
2.5 复合酶实验结果
参考单因素试验数据,采用果胶酶和果汁酶,进行四因素三水平正交试验,试验设计见表1。试验结果见表2。
表1 复合酶解正交试验设计Table 1 The enzyme-liquefaction orthogonal test of enzymolysis
表2 复合酶对若羌灰枣出汁率正交试验结果统计与分析Table 2 Statistic and analysis of enzyme-liquefaction orthogonal test of ruo qiang hui zao juice yield
续表2 复合酶对若羌灰枣出汁率正交试验结果统计与分析Continue table 2 Statistic and analysis of enzyme-liquefaction orthogonal test of ruo qiang hui zao juice yield
从表2可以看出,各因素对出汁率的影响顺序为:pH>果汁酶用量>温度>酸性果胶酶用量;最佳工艺条件是:酸性果胶酶0.04%,果汁酶0.04%,酶解温度为55℃,pH3.5。在此组合下进行试验,出汁率达93.81%。
3 结论
1)单因素试验结果表明:当酶解温度在50℃时,灰枣酶解效果较好;当酶解时间为1.5 h~2.0 h时,酶解效果较好,随着时间的延长,出汁率增加不显著;随着pH逐渐增大灰枣的出汁率先逐渐增加后出现逐渐降低的趋势,果汁酶、果胶酶、酸性果胶酶分别在pH3.5、4.0和4.5时酶解效果好。
2)在单因素试验结果基础上,采用果胶酶和果汁酶对若羌灰枣进行复合酶解实验,结果表明,各因素对出汁率的影响顺序为:pH>果汁酶用量>温度>酸性果胶酶用量;最佳工艺条件是:酸性果胶酶0.04%,果汁酶0.04%,酶解温度为55℃,pH3.5。在此组合下进行试验,出汁率达93.81%。
[1]张萍,史彦江,宋锋惠,等.南疆灰枣主要营养品质性状的变异及相关性研究[J].果树学报,2011,28(1):77-81
[2]葛亮,杨清香,潘锋,等.哈密大枣果酒发酵工艺的研究[J].酿酒科技,2010(3):82-85
[3]杨清香,葛亮.哈密大枣酶解特性研究[J].食品科技,2010,35(7):148-150
[4]胡青霞,陈延惠.红枣露果醋饮料的研制[J].食品工业科技,2006,(6):102-104
[5]胡丽红.红枣醋及枣醋饮料生产工艺的研究[J].新疆农业大学,2009,1(3):26-27
[6]杨清香.果蔬加工技术[M].北京:化工出版社,2010:36-39
[7]杨芙莲,聂小伟.不同酶解条件对提取红枣汁效果的探讨[J].陕西科技大学学报,2010,28(4):37-40