酸浆、南瓜复合饮料的酶解工艺研究

陈景鑫，王宏伟，王笑可

（齐齐哈尔工程学院 健康与护理系，黑龙江 齐齐哈尔161005）

酸浆（Physalis alkekengi L.）又名酸泡、姑娘儿，是一种集食疗、药用、保健于一体的新兴水果，含有苦瓜甙，味酸、苦，性寒，归肺、脾经，具有清热、解毒、利尿、降压、强心、抑菌等功效，主治咽痛、黄疸、热咳、急性扁桃体炎、水肿、痢疾、丹毒等，长期食用可预防和治疗糖尿病［1］.酸浆果实富含维生素C、胡萝卜素以及以钙为主的20多种矿物元素，营养丰富、果味浓郁，是加工饮料、果酒的好材料.南瓜（Cucurbita moschata）产量高、热能低，味甘、平，性微寒，入脾胃二经，其中所含的钴是人体胰岛细胞所必需的微量元素，对活跃人体新陈代谢、促进造血功能、参与人体内维生素B12的合成具有积极意义，对防治糖尿病有特殊疗效［2］.

陕西岚皋传统美食南瓜酸浆粑，其配伍不违反中医十八反以及十九畏理念，且有着资源、营养和保健功能上的优势.实施风味互补，制备酸甜适口的复合饮料，既可补充体内营养物质，又对防治糖尿病具有一定的保健功能.采用复合酶解技术不仅能提高果汁的出汁率，显著改善果汁的色泽和品质，还能最大限度的保留果汁的营养成分和原始风味，为酸浆、南瓜的开发利用提供新途径.

1 材料与方法

1.1 试验材料

南瓜、酸浆、复合酶（果胶酶、木瓜蛋白酶）、稳定剂、甜味剂.

1.2 主要设备

打浆机、胶体磨、均质机、真空脱气机等.

1.3 工艺流程

酸浆果汁制备工艺流程：酸浆→去外皮→挑选分级→清洗→加水→捣碎榨汁→过滤→酸浆果汁.

南瓜汁制备工艺流程：新鲜南瓜→挑选、清洗→去皮和瓜子→切块→称量→护色→预煮→胶磨→酶解→灭酶→过滤→南瓜果汁.

复合果汁饮料制备工艺流程：（酸浆果汁、南瓜果汁、辅料）混合→均质→脱气→灌装→杀菌→成品（检验）.

1.4 操作要点

选料、预处理：选用成熟度好的南瓜及酸浆，洗净、去皮，南瓜去籽、瓤，切小块备用.

软化：切块后的南瓜按料水比2∶1，温度为 95℃下处理 20 min左右，将组织充分软化［3］；将酸浆放入95～100℃，质量分数为0.1%抗坏血酸钠水溶液中，漂烫3～5 min，防止果肉氧化变色.

打浆、精磨：将软化好的南瓜、酸浆分别打浆，用胶体磨精磨2次备用；

调配、均质：按质量要求和规格分别将南瓜汁、酸浆汁、复合酶、稳定剂、甜味剂加入调配罐搅拌均匀，并进行均质处理.

真空脱气：除去均质时混入的大量空气，防止风味变化影响果浆质量.

灌装、杀菌：将脱气后的溶液定量灌装、压盖密封，沸水浴煮沸30 min左右，冷却、保藏.

1.5 主要指标的测定

出汁率/%=（果汁质量/果浆质量）*100%.

2 试验方法

2.1 单因素试验

2.1.1 复合酶添加量对出汁率的影响

在确定果胶酶与木瓜蛋白酶的比例为3∶2条件下，在复合果浆中分别添加复合酶0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 g/L，充分搅拌、振荡后，调节pH为4.5，置于40℃水浴锅中，酶解90 min，然后冷却至室温过滤，测其出汁率.

2.1.2 酶解温度对出汁率的影响

在确定果胶酶与木瓜蛋白酶的比例为3∶2条件下，在复合果浆中添加复合酶0.20 g/L，充分揽拌、振荡后，调节pH为4.5，分别置于30、35、40、45、50℃水浴锅中，酶解90 min，然后冷却至室温过滤，测其出汁率.

2.1.3 酶解时间对出汁率的影响

在确定果胶酶与木瓜蛋白酶的比例为3∶2条件下，在复合果浆中添加复合酶0.20 g/L，充分揽拌、振荡后，调节 pH为4.5，置于40℃水浴锅中，分别酶解 30、60、90、120、150 min，然后冷却至室温过滤，测其出汁率.

2.1.4 pH对出汁率的影响

在确定果胶酶与木瓜蛋白酶的比例为3∶2条件下，在复合果浆中添加复合酶0.20 g/L，充分揽拌、振荡后，分别调节pH为3，4，4.5，5和5.5五个梯度，置于40℃水浴锅中，酶解90 min，然后冷却至室温过滤，测其出汁率.

2.2 正交试验

在单因素试验基础上，以复合酶添加量（A）、酶解温度（B）、酶解时间（C）和酶解pH（D）为影响因素，设计正交试验，如下表所示.

表1 正交试验因素表

3 结果与分析

3.1 单因素试验

3.1.1 复合酶添加量对出汁率的影响

酶解效果受酶添加量的影响较大，过量的酶会影响口感且造成浪费，添加量较低时，酶解效果不佳；当添加量达到一定程度时，酶解反应完全；添加量超过一定程度时，出汁率变化较小［4］.结果如图1所示：

图1 复合酶添加量对出汁率的影响

由图1可知，随着复合酶添加量的增加，果汁出汁率不断升高，这是因为加入复合酶使表皮及果肉中的纤维素、果胶质、蛋白等开始分解，果肉细胞中的内溶物更多地释放出来，使出汁率提高［5］；当复合酶添加量为0.2 g/L时，果汁出汁率最高，当复合酶添加量超过0.25 g/L后，果汁出汁率变化不大.这是因为底物浓度一定时，添加量增加，酶反应速度加快，当吸附达到饱和时，反应速度不再随着酶添加量的增加而增大.因此，选择复合酶添加量0.15、0.20、0.25 g/L做为正交试验的较优水平.

3.1.2 酶解温度对出汁率的影响

酶解温度直接影响酶活力的大小，复合酶在其最适宜的温度范围内活性较高，当温度低于或高于最适范围时，酶的活性都将受到影响，进而影响果汁的出汁率.结果如图2所示：

图2 酶解温度对出汁率的影响

由图2可知，随着酶解温度的升高，果汁的出汁率先升高后下降，这是因为30～45℃复合酶达到最适反应温度，通过酶之间的协同作用，使果汁出汁率明显升高.继续升高温度，破坏了酶蛋白的活性，影响酶解效果，果汁出汁率也随之下降.因此，选择酶解温度40、45、50℃做为正交试验的较优水平.

3.1.3 酶解时间对出汁率的影响

酶解时间是衡量酶解程度的重要指标，酶解时间较短会导致酶解反应不充分，酶解时间过长，果汁品质会发生变化.结果如图3所示：

图3 酶解时间对出汁率的影响

随着酶解时间的增加，果汁出汁率不断增加，当酶解时间为120 min时，出汁率最大，当酶解时间超过120 min后，出汁率趋于平缓，变化较小，这是因为在一定的时间内，果浆中的内容物在复合酶的作用下不断释放溶出，直到内容物完全溶出后，出汁率基本恒定，保持不变.因此，为了节省工业化生产时间，节约成本，保证质量，选择90、120、150 min做为正交试验的较优水平.

3.1.4 pH对出汁率的影响

pH的大小对酶的活力影响较大，在最适宜的pH范围内，复合酶有较高的活性；当pH低于或高于最适范围时，酶的活性都将受到抑制，进而影响果汁的出汁率.结果如图4所示.

图4 pH对出汁率的影响

由图4可知，出汁率随着pH值的增大而逐渐升高，当pH为5时，出汁率达到最大值，当pH超过5后，出汁率下降；复合酶活性会受到pH的限制，pH过低或过高都会致使酶解效率较低，出汁率也较低.因此，选择pH4、4.5、5做为正交试验的较优水平.

3.2 正交试验

在单因素试验基础上进行 L9(34)正交试验，试验结果见下表.

由表2的实验结果可知，各因素对实验结果的影响顺序为A＞B＞C＞D，即复合酶添加量＞酶解温度＞酶解时间＞pH，最优酶解条件为A3B3C2D2，即复合酶添加量为0.25 g/L，酶解温度为50℃，酶解时间为90 min，pH为4.5时，果汁的出汁率最优.

4 结论

采用复合酶大大提高了果汁的出汁率，但是实验过程中要注意各种酶的添加量、最佳酶解温度、酶解时间以及pH.实验未对复合饮料的功能性成分，如其中的酒石酸、苹果酸、琥珀酸、柠檬酸等进行测定，下一步实验应具体研究其功能性成分及配方工艺，如酸浆汁和南瓜汁的混合比例、混合汁添加量、白砂糖添加量、蜂蜜添加量、柠檬酸添加量等，并通过感官指标、理化指标以及微生物指标等确定最佳配方，进而研制出口感鲜亮、营养丰富、果味浓郁、酸甜可口的饮料.