酶解法提高红树莓出汁率的工艺优化

姚丽敏，易美君，旷慧，孙宏伟，王金玲

（东北林业大学 林学院，哈尔滨 150040）

红树莓，学名“覆盆子”，果实含大量维生素C、蛋白质、矿物质元素以及人体易吸收的葡萄糖和果糖，具有生态效益好［1］、抗病虫性强、投资效益高、管理技术简便、产业延伸链条长、市场范围广等特点［2］。红树莓特殊的营养、保健功能为各国消费者广泛认可，在国际市场上被誉为“水果之王”、“黄金水果”、“第三代水果”［3］。红树莓果实除鲜食外，还可提取天然色素，加工成果酒、果汁饮料、果酱等产品［4－7］，目前有少量的红树莓产品已经进入市场。但是对红树莓的应用研究仍不深入，红树莓的各类产品加工工艺也没有完全成熟，如李淑芳等的研究结果显示，酶用量为3.5%，酶解4h时，树莓出汁率比空白出汁率提高了12.6%［8］。而本试验比空白时出汁率提高了49.82%。本文就提高红树莓出汁率的工艺进行了优化，为开发红树莓林业资源，带动其种植业、食品工业和化妆品行业的发展提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

红树莓：市购，品种：秋福，栽培果。置于－20℃冰箱中冷冻，用时从冰箱中取出，于室温下自然解冻2h。

1.2 试剂与试验设备

试剂：果胶酶，购自哈美望试剂公司。柠檬酸，购自山东中创柠檬生化有限公司。

试验设备：电子天平，上海精密科学仪器有限公司；电热恒温水浴锅，上海博迅实业有限公司医疗设备厂。

1.3 试验方法

1.3.1 制取红树莓汁的工艺流程［9］

原料→解冻→护色→软化→酶解→破碎→制汁→过滤→制品

1.3.2 对红树莓果的护色处理

柠檬酸的浓度分别设定为0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%，进行了单因素试验。根据所制得的红树莓汁的色泽进行感官评价。

1.3.3 软化时间对树莓出汁率的影响

取解冻完全且已经进行护色处理的红树莓分别于45℃［10］软化0、15、30、45、60、75min。

制汁，即将软化后的红树莓置于洁净的纱布中，用手挤压至无红树莓汁流出时，量取其出汁的体积，计算出汁率，出汁率（%）＝出汁体积（mL）／红树莓质量（g）×100%。

1.3.4 果胶酶酶解对红树莓出汁率的影响

1.3.4.1 酶用量对红树莓出汁率的影响。对红树莓果实进行软化后，分别添加0.008%、0.012%、0.016%、0.020%、0.024%的 果 胶 酶，于45℃ 酶 解60min［11－12］，同时做空白试验。制汁，计算其出汁率。

1.3.4.2 酶解温度对红树莓出汁率的影响。对红树莓果实进行软化后，将红树莓分别置于25、35、45、55、65℃酶解60min，制汁，计算其出汁率。

1.3.4.3 酶解时间对红树莓出汁率的影响。对红树莓果实进行软化后，将红树莓分别于45℃酶解30、60、90、120、150min，同时做空白试验。制汁，计算其出汁率。

1.4 正交试验设计

以酶用量、酶解温度、酶解时间为影响因素，以红树莓出汁率为衡量指标，采用三因素三水平L9（33）试验方案进行试验，以优化果胶酶酶解工艺参数，正交试验因素水平如表1所示：

表1 果胶酶正交试验因素与水平设计

2 结果与分析

2.1 红树莓的护色处理对树莓汁的影响

所用的红树莓是鲜红色的，在制汁过程中色素容易被破坏，导致产品的色泽不美观，因此对红树莓的护色是比较重要的［13－14］，本实验选择柠檬酸护色［15］。对红树莓进行护色处理后的感官评价结果如图1所示。

图1 柠檬酸浓度对红树莓护色效果的影响

由图1可知，在其他条件相同时，在柠檬酸浓度为0.04%以下时，护色效果不明显，当柠檬酸浓度达到0.06%时，护色效果较好，之后随着柠檬酸浓度的增大，护色效果没有明显地提高，而且柠檬酸浓度过大时，红树莓汁会由于过酸而不适合饮用。因此，护色效果最佳时的柠檬酸浓度为0.06%。

2.2 软化时间对红树莓出汁率的影响

软化一段时间后红树莓将会变得柔软而容易破碎，减小了破碎时造成的营养成分的流失。将红树莓于45℃进行软化，软化时间对红树莓出汁率的影响效果如图2所示。

图2 不同软化时间对红树莓出汁率的影响

如图2所示，在0～30min内随着在软化时间的增大红树莓出汁率提高，在软化30min之后出汁率可达55.00%，与不软化相比，出汁率有了显著的提高。在30min之后出汁率又随软化时间的增长而降低，于60min时有一点升高的趋势，但是其出汁率远远低于软化30min时的出汁率。而且在软化时间加长之后，得到的红树莓汁的气味会发生改变。综合考虑，软化30min，对提高红树莓的出汁率有显著的作用且红树莓汁的气味保持得较好。

2.3 果胶酶酶解对红树莓出汁率的影响

2.3.1 果胶酶用量对红树莓出汁率的影响

果胶酶用量对红树莓出汁率的影响试验结果如图3所示。

图3 不同果胶酶用量对红树莓出汁率的影响

如图3所示，果胶酶用量在0.008%～0.012%范围内，红树莓出汁率随着酶浓度的增大而提高，但是提高的幅度比较小。在酶用量为0.012%～0.020%时，红树莓出汁率随着酶用量的增加而大幅度提高，在酶用量达到0.020%时，出汁率达到最高即64.53%，之后随酶用量的增加，红树莓出汁率随着酶浓度的增大而降低，因此，在酶用量为0.02%时，红树莓出汁率最佳。

2.3.2 酶解温度对红树莓出汁率的影响

果胶酶酶解温度对红树莓出汁率影响的结果见图4所示。

图4 不同酶解温度对红树莓出汁率的影响

如图4所示，在酶解温度为25～35℃时，出汁率随着温度的升高而略有降低，温度高于35℃时，出汁率随着温度的升高而提高，在温度达到45℃时，出汁率有显著提高，可高达59.63%，在超过45℃时，出汁率随温度的升高而降低，而且酶解温度过高时同样会使红树莓汁有焦糊味，而且红树莓的色泽也会加深，影响红树莓汁感官品质。因此45℃是该果胶酶酶解的最佳温度。

2.3.3 酶解时间对红树莓出汁率的影响

酶解时间对红树莓出汁率的影响结果如图5所示。

图5 酶解时间对红树莓出汁率的影响

如图5所示，在酶解初期，随着酶解时间的增长，红树莓出汁率略有提高，在酶解60min时，红树莓出汁率可高达53.75%，但是随着酶解时间的继续增长，红树莓出汁率开始下降，而且红树莓汁的稳定性也开始下降，红树莓汁表面有小气泡产生，同时，红树莓汁的气味有所改变。因此，由曲线可得60min是最佳酶解时间。

2.4 正交试验结果与分析

在上述试验的基础上，利用正交试验进一步确定酶解法制取红树莓汁的最佳条件。进行的正交试验结果如表2所示。

由表2实验数据可得A（酶解温度）、B（酶用量）、C（酶解时间）的主次顺序是C＞B＞A，其中C的影响最大，A的影响最小。因此C为主要因素，A为次要因素。综合考虑各因素K值和直观比较，得最佳因素水平为A1B3C3，即酶用量为0.024%，酶解温度为40.0℃，酶解时间为90min时，红树莓出汁率最高可达64.91%。

表2 果胶酶酶解正交试验设计与结果

在此正交试验结果的基础上所进行的验证试验，证明了该条件下红树莓的出汁率是比较高且相对稳定的。

3 讨论与结论

在试验过程中，由于红树莓籽的存在会影响红树莓汁的制取，也会导致红树莓汁的浑浊，因此在制汁时应尽量去除红树莓籽，即用适当密度的纱布，在制取红树莓汁时将红树莓籽最大程度的截留在纱布上。而且要保证所用仪器是经过消毒杀菌的，以避免微生物污染导致的汁液浑浊。

在试验过程中，由于红树莓的种类不同，使得红树莓出汁率有显著的区别，因此在试验过程中应尽量保持原料的一致性。并且在很多研究中，酶解的温度高而且时间长，需消耗较多能源，而本研究由于将红树莓进行适当的软化，从而减少了酶解时间，同时红树莓出汁率也比较高。

用果胶酶处理红树莓，可以降低果浆泥的黏稠度，使渣汁分离容易，并能提高出汁率［16－19］。因此果胶酶可以显著提高红树莓的出汁率。不同的酶用量，酶解温度，酶解时间对红树莓的出汁率均有影响，但其中酶解时间的影响最大。

软化温度为45℃，软化时间为30min，果胶酶用量为0.024%，酶解温度为40.0℃，酶解时间为90min，为制取红树莓汁的最佳条件，在此条件下，红树莓果实出汁率可提高49.82%。

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