热浸渍—酶法提高蓝莓果浆出汁率工艺研究

孙义玄等

摘要 [目的]优化热浸渍与酶解相结合的方法提高蓝莓果浆出汁率的工艺条件。[方法]蓝莓浆热浸渍后果胶酶解，分别考察了热浸渍的温度、时间以及果胶酶用量、酶解温度和酶解时间对蓝莓果浆出汁率和果汁品质的影响。在单因素的基础上进行BoxBehnken 试验设计，以果浆出汁率为响应值，对蓝莓浆的酶解工艺进行优化。[结果]试验得出，在温度60 ℃下热浸渍30 min后进行酶解，酶添加量0.21%、酶解时间2.38 h、酶解温度44.72 ℃为最优酶解条件，其预测出汁率为81.50%，实测出汁率为79.91%，两者基本相符。热浸渍和果胶酶共同作用能进一步提高蓝莓果浆出汁率，比单独进行酶解蓝莓果浆出汁率提高了9.59%。[结论]研究可为蓝莓饮品及蓝莓果酒的工业化生产提供一定的参考依据。

关键词 热浸渍；果胶酶；酶解；蓝莓；出汁率

中图分类号 S663.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）13-04057-05

Abstract [Objective] To optimize thermomaceration and enzymolysis combination techniques to improve blueberry juice yield. [Method] Thermomaceration and enzymolysis were combined to improve blueberry juice yield. The effect of thermomaceration temperature， time pectinase dosage， enzymatic temperature and enzymatic time on the blueberry juice yield and juice quality was investigated. Based on singlefactor experiments， a threefactor and threelevel BoxBehnken central composite design coupled with response surface analysis was employed to optimize the enzymolysis technology of blueberry pulp. [Result] The results showed that the optimum condition of enzymolysis was thermomaceration 30 min at 60 ℃firstly and then enzymatic process was conducted at 44.72 ℃for 2.38 h with of 0.21% enzyme dosage. Under the optimal condition， the predicted value of juice yield was 81.50%， while the actual value reached 79.91%， which were nearly consistent， indicating that the combination of thermomaceration and enzymolysis could considerably enhance blueberry juice yield， which was 9.59% more than independent enzymolysis of blueberry fruit pulp. [Conclusion] The study can provide a reference basis for industrialization production of blueberry drinks and wine.

Key words Thermomaceration； Pectinase； Enzymolysis； Blueberry； Juice yield

蓝莓（Blueberry Vaccinium spp）果实营养丰富，含有人体所需的多种营养物质，并且富含花青素、酚类物质[1]等活性成分，具有明目抗癌、增强心肺功能、抑制癌细胞增殖等独特保健功效[2]。相关资料表明，蓝莓果实中的果胶质含量丰富，可达4.0 g/kg，这些果胶物质的存在严重影响蓝莓的榨汁效果[3-6]。

目前，热浸渍在改善葡萄汁和葡萄酒品质方面有所应用，李记明等研究报道，热浸渍的温度、时间对葡萄汁、葡萄酒的质量产生影响，75 ℃，20～40 min的热浸渍处理效果较好[7]；Berger等研究报道，热浸渍温度保持在60～65 ℃浸渍45 min有助于提高红葡萄酒的品质[8]；张莉等研究得出，发酵前热浸渍工艺对干红葡萄酒质量的影响，热浸渍参数为60 ℃处理6～24 h或70 ℃处理6～12 h可明显提高葡萄的出汁率[9]。

近年来，利用热浸渍和果胶酶单独提高果蔬出汁率的报道较多，但利用热浸渍和酶解工艺协同作用提高果蔬出汁率的研究尚未见报道。热浸渍处理通过加热果浆，使细胞受热胀裂，细胞壁变薄，有利于果肉内的胞液流出，提高果胶酶的作用，适当提高酶解前出汁率，还可改善色度，降低挥发酸，有助于提高果汁的质量。热浸渍过程可加速花色苷的溶出，并且还可以提取大量的酚类物质[10]。热浸渍温度和时间是影响浸渍过程的2个重要因素，一般认为热浸渍的工艺条件有2种，一种是低温长时间（40～50 ℃，0.5～2.0 h），另一种是较高温短时间（50～70 ℃，0.5～30.0 min）[11]。笔者采用热浸渍和果胶酶酶解共同作用进一步提高蓝莓的出汁率，改善蓝莓汁的品质，节约成本，以期为后续蓝莓饮品及蓝莓果酒的工业化生产奠定坚实的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

原料：蓝莓，购自伊春。主要试剂：果胶酶（10 000 U/g），上海源叶试剂有限公司，其他试剂均为分析纯。主要仪器设备：恒温水浴锅，上海普渡生化科技有限公司；精密pH计，广州三赢仪器公司；TGL16C高速离心机，上海安亭科学仪器厂；UT1810PC紫外-可见分光光度计，北京普析通用仪器有限公司；电子天平，上海精密科学仪器有限公司；打浆机，飞利浦家庭电器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程。

蓝莓→打浆→热浸渍→果胶酶酶解→灭酶→4 000 r/min离心→澄清蓝莓汁。

1.2.2 蓝莓浆热浸渍工艺。

1.2.2.1 浸渍温度对蓝莓浆出汁率及感官品质的影响。

取100 g蓝莓浆5份，分别在40、50、60、70、80 ℃下热浸渍30 min，根据热浸渍后的蓝莓浆的出汁率、气味和色泽确定最佳浸渍温度。

1.2.2.2 浸渍时间对蓝莓浆出汁率及感官品质的影响。

在确定热浸渍温度后，浸渍时间分别设为20、30、40、50、60 min，立即冷却后，根据浸渍后蓝莓浆的出汁率、气味和色泽确定最佳热浸渍时间。

1.2.3 蓝莓浆酶解单因素试验。

1.2.3.1 酶解温度对蓝莓浆酶解的影响。取浸渍后蓝莓果浆100 g，加入果浆质量0.20%的果胶酶和一倍体积水，分别在35、40、45、50、55 ℃恒温水浴条件下酶解2 h，酶解后，沸水浴灭酶5 min，4 000 r/min离心10 min，对上清液称重并测定其出汁率、透光率和可溶性固形物，以未加酶的蓝莓浆作为对照，同时设计2组平行。

1.2.3.2

酶添加量对蓝莓浆酶解的影响。取浸渍后蓝莓果浆100 g加入一倍体积水，分别加入0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的果胶酶，分别在50 ℃恒温水浴条件下酶解2 h，同时设置对照组。其他处理同酶解温度。

1.2.3.3 酶解时间对蓝莓浆酶解的影响。取浸渍后蓝莓果浆100 g，加入一倍体积水和0.20%的果胶酶，在50 ℃恒温水浴条件下分别酶解1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h，同时设置对照组。其他处理同酶解温度。

1.2.4 响应面法优化热浸渍后蓝莓浆酶解提高出汁率工艺。

在单因素试验的基础上，选取酶添加量、酶解温度和酶解时间3个因素利用Minitab16 软件进行响应面优化试验设计，以出汁率为响应值，确定最佳的酶解工艺，并根据结果进行验证试验。响应面优化因素水平设计见表1。

由表9可以看出，浸渍-酶解、单独酶解和单独浸渍与直接榨汁相比较各项营养成分均有所提高，浸渍-酶解比单独酶解和单独浸渍出汁率分别提高了9.59%和24.50%，透光率也略有增加，主要是酶解前浸渍有利于果胶酶分解果汁中的果胶物质，破坏果汁的胶体系统，使果汁中的悬浮微粒失去保护而沉淀[16-17]。花色苷含量比单独酶解和单独浸渍分别提高了157.71 mg/L和343.90 mg/L，其原因在于浸渍过程有利于花色苷的溶出，使得酶解后的花色苷含量大幅度提高。果胶定性检测表明，热浸渍能减少果浆中果胶含量，而酶解后果胶定性试验为阴性，证明果胶被分解完全。酶解前后的可溶性固形物含量变化不大，酶解后的pH略有下降。

3 结论与讨论

热浸渍法是利用加热果浆法提高果浆出汁率，既能充分提取果浆和果肉的色素物质和香气物质，又能破坏微生物病原体，有效地防止果汁的氧化和腐败[18]。发酵前热浸渍还能增加果香浓郁度，改善口感结构，以达到增加后期发酵酒风味，提高发酵酒质量的目的[19]。热浸渍结束后，初发酵温度较高，处理后的果浆稠度也低，更有利于酵母的发酵[20-22]。因蓝莓含有大量花色苷，长时间浸渍容易破坏花色苷和其他营养成分，所以该试验在酶解前对蓝莓浆进行短时间热浸渍，采用60 ℃浸渍处理30 min，使蓝莓果肉细胞受热胀裂，果肉内的胞液流出，从而利于进一步的酶解提高出汁率。

该试验确定的酶解温度最佳参数比周家华等所报道的果胶酶酶解欧李果汁最佳酶解温度50 ℃略低[23]，比杨辉等所报道的果胶酶酶解苹果汁最适温度40 ℃略高[24]，这是因为所采用酶的种类和活性不同，但该试验结果与汪志君等[25]和Thongsombat等[26]所报道果胶酶酶解猕猴桃果浆和番石榴汁最适酶解温度45 ℃一致。蓝莓浆出汁率与果胶酶用量在一定范围内呈正相关，一般情况下，随着酶添加量的增加，出汁率也逐渐升高，但酶添加量不宜过大，否则不仅增加生产企业的成本，也影响蓝莓果汁的口感。果胶酶添加量为0.21%时蓝莓浆出汁率最高，此结果比张素霞酶解芦荟汁[27]和卢燕燕等酶解苹果汁研究结果[28]偏高，可能是由于原料中果胶含量以及酶的活性不同所致。

该试验通过热浸渍和酶解共同提高蓝莓果浆出汁率，在温度60 ℃下热浸渍30 min后，采用响应面法对果胶酶酶解蓝莓浆的工艺条件进行优化，得出的优化条件为酶解温度为44.72 ℃，酶解时间2.08 h，酶添加量0.21%，在此优化条件下，蓝莓浆预测出汁率为81.50%，而实测值为79.91%，回归方程与实际情况拟合较好，且所得果汁中花色苷和可溶性固形物含量，以及果汁的透光度均要好于热浸渍或果胶酶单独作用的效果。

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