低温果胶酶对香蕉汁澄清效果的研究

岳贤田

（南京化工职业技术学院，江苏南京210048）

低温果胶酶对香蕉汁澄清效果的研究

岳贤田

（南京化工职业技术学院，江苏南京210048）

低温果胶酶具有作用温和、澄清效果好、用量少等特点，在果汁澄清中具有显著的作用效果，通过单因素和正交试验得到如下结论：最佳的工艺条件是低温果胶酶的用量为6 U/100 mL，作用时间60 min，温度为20℃，澄清度可以达到95.7%。

低温果胶酶；香蕉汁；澄清

香蕉是芭蕉科植物，在热带地区广泛栽培食用，是我国南方生产的重要热带水果，然而利用香蕉生产果汁过程中，容易发生酶促褐变现象和浑浊现象，影响香蕉果汁的营养品质和外观品质，因而如何抑制和减少酶促褐变和浑浊现象是开发澄清型香蕉汁必须解决的关键问题。有关研究表明，引起香蕉酶促褐变的主要酚酶是多酚氧化酶，引起浑浊的原因主要是因为果汁是复杂的多分散相体系，含有细小的果肉粒子、胶态或分子状态及离子状态的溶解物质［1］。

目前在果汁生产中，常用的澄清方法主要有自然澄清法和热处理法、冷冻法、酶法、加澄清剂法、离心分离法、超滤法等。酶法同其他方法比较，具有用量少、作用时间短、澄清效果好等诸多特点，且酶法的作用机制是生物降解，这也是它最突出的特点［2］。

利用果胶酶酶制剂进行水解果汁中能够引起混浊的果胶物质以及多糖，使果汁中其它胶体失去果胶的保护作用而共同沉淀，从而达到澄清的目的，同时提高了生产效率与出汁率，具有快速、简便、澄清效果好等特点，对保持营养成分也十分有利。果胶酶制剂主要含有果胶解聚酶和果胶脂酶，还含有纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等组分，在合适的作用条件下，它可将香蕉中的果胶、蛋白质、淀粉等高分子物分解，使胶凝现象消失，澄清效果显著［3］。本文采用单因素实验与正交实验相结合来对低温果胶酶对香蕉汁澄清效果进行研究。

1仪器与药品

1.1仪器

恒温水浴锅、干燥箱、电子天平、榨汁机、722型可见分光光度计、真空泵、离心机。

1.2药品

香蕉：购自超市新鲜产品；低温果胶酶：实验室自制，适宜温度10℃～35℃；淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶：市售。

2方法

2.1酶法澄清香蕉汁的工艺流程

原料选择→清洗→破碎→榨汁→过滤→原汁→加入酶澄清→灭酶→过滤→清汁

2.2香蕉汁的制备

取新鲜香蕉，经清洗、去皮，然后切分成2 cm左右的小块，放入榨汁机。在榨汁时放入质量0.05%的抗坏血酸溶液护色，将榨出的香蕉汁用滤布粗滤得原汁。

2.3酶澄清香蕉汁的工艺优化

根据果胶酶对果胶等大分子物质的生物降解特性，本实验着重考察果胶酶用量、酶作用温度和时间3个主要影响因素。在单因素实验的基础上，选用正交实验设计对酶法澄清苹果汁的工艺条件进行优化，从而确定果胶酶澄清苹果汁的最佳工艺条件。

2.4香蕉汁澄清度的计算

采用722型可见分光光度法，以蒸馏水作参比，在波长560 nm下，测定香蕉汁的透光率。用透光率表示香蕉汁的澄清度。

3结果与讨论

3.1不同pH对香蕉汁澄清度的影响

低温果胶酶澄清香蕉汁时，香蕉汁的pH对澄清效果影响很大，不仅影响果胶酶对果胶的作用，而且还影响到果胶胶体性质的稳定性。具体实验数据如表1所示。

表1　不同pH对香蕉汁澄清的影响Table 1The effect of pH on the clarification of the banana juice

从表1可以看出，pH的大小对香蕉汁的澄清度影响较大，在pH为3.0是，澄清度达到89.5%，然后随着pH的增大，透光率反而减小，这可能应为pH的增大影响了果胶汁的胶凝性，流动性变得缓慢，影响了果胶汁的澄清，但是在实验的运行过程中，我们发现原香蕉汁的pH也在这个范围之内，所以根据实际的情况，如果对香蕉汁没有特殊的要求，我们可以不需要考虑pH对香蕉汁的澄清影响。

3.2低温果胶酶的酶量对香蕉汁澄清的影响

用果胶酶澄清果汁时，其用量对澄清效果有很大影响。果胶酶用量少时，果胶物质分解不完全，澄清效果差；用量过多，酶蛋白又会使果汁产生混浊，而且澄清成本增加。具体实验数据如表2所示。

表2　低温果胶酶的酶量对香蕉汁澄清的影响Table 2The effect of dosage on the clarification of the banana juice

从表2可以看出，当低温果胶酶的用量低于6 U/100 mL时，透光率随着果胶酶的用量的增大而增大，在果胶酶的用量在6 U/100 mL～12 U/100 mL范围内时，透光率反而有所下降，这可能由于用量过大时，由于酶自身的流变性导致香蕉汁的澄清度变得浑浊，从而导致透光率下降的缘故。

3.3低温果胶酶的作用温度对香蕉汁澄清的影响

在低温果胶酶的用量为6 U/100 mL，澄清时间暂定为1 h的情况下，考察不同的低温果胶酶的作用温度对香蕉汁澄清的影响，试验数据如表3所示。

表3　低温果胶酶的作用温度对香蕉汁澄清的影响Table 3The effect of temperature on the clarification of banana juice

从表3可以看出，低温果胶酶的最适作用温度在20℃～25℃，在这个范围内，香蕉汁的澄清度达到较大值，在20℃时，透光率达到最大值93.4%，随着温度的逐步升高，低温果胶酶的活性有所下降，影响酶的作用的发挥，从而使得香蕉汁的澄清度有所下降，另外的原因可能是低温果胶酶在高温的状态下变得浑浊，从而透光率也会下降。

3.4低温果胶酶的作用时间对香蕉汁澄清的影响

在低温果胶酶的用量为6 U/100 mL，作用温度在20℃的情况下，考察不同的作用时间对香蕉汁澄清的影响，具体数据如表4所示。

表4　低温果胶酶的作用时间对香蕉汁澄清的影响Table 4The effect of time on the clarification of banana juice

从表4可以看出，随着作用时间的延长，香蕉汁的透光率是逐步增大的，但是在作用时间50 min后，透光率变得缓慢，从成本的角度出发，选择最佳的作用时间为50 min。

3.5低温果胶酶对香蕉汁澄清的优化实验

在单因素试验的基础上，对低温果胶酶澄清香蕉汁进行了正交试验，正交试验数据如表5所示。

表5　正交试验结果及极差分析Table 5Analysis of the results of orthogonal experiment and range

续表5正交试验结果及极差分析Continue table 5Analysis of the results of orthogonal experiment and range

根据表5中极差分析结果确定，最佳的澄清工艺组合是A2B2C3，影响香蕉汁澄清的主次顺序依次是温度＞时间＞低温果胶酶用量，即最佳的澄清条件是低温果胶酶的用量是6 U/100 mL，作用时间60 min，作用温度是20℃。

4结论

1）通过低温果胶酶对香蕉汁澄清的单因素试验结果表明，低温果胶酶的用量为6 U/100 mL，作用时间50 min，温度为20℃，香蕉汁的澄清度可以达到94.5%。在此基础上进行正交试验，得到最佳的工艺条件是低温果胶酶的用量为6 U/100 mL，作用时间60 min，温度为20℃，澄清度可以达到95.7%。

2）低温果胶酶具有作用率高，温和等特点，可以在以后的食品加工中推广应用。

［1］王素雅，王璋.香蕉汁加工过程中褐变原因初探［J］.食品工业科技，2002，23（5）:13-16

［2］Kusdiana D，Saka S.Kinetics of transesterification in rape-seed oil to biodiesel fuel as treated in supereritical methanol［J］.Fuel，2001（80）: 693-698

［3］Didsakov M，Loudodi N，Papayannakos.Kinetics of the non-catalytic transe-sterification of soybean oil［J］.Fuel，2002（77）:1297-1302

Study on Low Temperature Pectinase on Clarification of Banana Juice Effect

YUE Xian-tian
（Nanjing College of Chemical Technology，Nanjing 210048，Jiangsu，China）

Low temperature pectinase has the character of the mild，clarify the characteristics of good effect，less dosage.It had remarkable effect in fruit juice.In this paper，we got the following conclusion through single factor and orthogonal experiment：the optimum technological conditions were as follows，the dosage of the low temperature was 6 U/100 mL，the time was 60 min，the temperature was 20℃，the clarification of the banana juice can reach 95.7%.

low temperature pectinase；banana juice；clarification

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.17.014

2014-03-24

岳贤田（1980—），男（汉），讲师，在读博士生，研究方向：绿色化工。