果胶酶澄清蜜柚汁的工艺优化

2020-03-11余森艳李志红

农产品加工 2020年3期

余森艳，李志红

（广西民族师范学院生物与食品工程学院，广西崇左 532200）

蜜柚（Honey pomelo），又名香抛、朱栾、雪柚、气柑、霜柚、文旦等，为芸香科（Rutaceae）、柑橘亚科、柑橘属植物柚树的成熟果实，主要种植于广东、广西、福建、四川、陕西等地，有“天然水果罐头”之称[1]。琯溪蜜柚是我国传统柚类品种，出产于福建省平和县琯溪河畔，果实皮薄肉多、酸甜适宜、汁多籽少，深受大众喜爱[2]。

目前，蜜柚的开发利用主要是鲜柚果的出口和蜜柚果汁饮料的生产。但鲜柚果的销售易受季节限制，且蜜柚深加工技术还比较匮乏，致使鲜果大量过剩，导致腐烂浪费。因此，对蜜柚深加工技术开展研究，特别是如何提高蜜柚果汁的品质很有研究必要。由于蜜柚果实较大，其果汁内所含固形物较多，榨汁后产品易出现浑浊、沉淀等现象，严重影响产品的感官及口感。果胶酶能改善果汁的压榨性能、降低黏度、增加出汁率，同时在保存产品营养成分等方面有很独特的作用[3]。研究利用果胶酶对蜜柚汁进行澄清处理，旨在为澄清型蜜柚汁的生产加工提供理论依据，同时为推动我国蜜柚的深加工和延长产业链起到一定的促进作用。

1 材料和方法

1.1 材料及试剂

琯溪蜜柚，市售；果胶酶（酶活力100 000 U/g），江苏锐阳生物科技有限公司提供；柠檬酸、碳酸氢钠等（食品级），实验室提供。

1.2 仪器与设备

YP1021型电子天平、752N型紫外可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司产品；SHZ-Ⅲ型循环水真空泵，上海亚荣生化仪器厂产品；JYZ-A560型榨汁机，九阳股份有限公司产品；PSH-3C型精密pH计，上海今迈仪器仪表有限公司产品；DZKW-S-6型电热恒温水浴锅，北京市永光明医疗仪器有限公司产品。

1.3 测定方法

蜜柚汁澄清度的测定：采用分光光度法，用1 cm的比色皿，以蒸馏水作参比，于波长650 nm处取上清液测定果汁的透光率，并用透光率评价蜜柚汁的澄清度。

1.4 蜜柚汁酶解工艺流程及操作要点

1.4.1工艺流程

蜜柚→选果→清洗→去皮、籽、瓤→果肉破碎→榨汁→过滤→果胶酶处理→澄清果汁。

1.4.2 酶解法澄清蜜柚汁的单因素试验

（1）果胶酶添加量对澄清效果的影响。在酶解时间2.0 h，酶解温度50℃，果汁pH值4.0的条件下，测出果胶酶添加量在0，0.02%，0.03%，0.05%，0.10%，0.15%，0.20%时蜜柚汁的透光率，确定最佳果胶酶添加量范围。

（2）pH值对澄清效果的影响。在酶解时间2.0 h，酶解温度50℃，果胶酶添加量0.10%的条件下，测出果汁pH值在2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，5.0时蜜柚汁的透光率，确定最佳pH值范围。

（3）酶解温度对澄清效果的影响。在酶解时间2.0 h，果汁pH值4.0，果胶酶添加量0.10%的条件下，测出酶解温度在30，35，40，45，50，55℃时蜜柚汁的透光率，确定最佳酶解温度范围。

（4）酶解时间对澄清效果的影响。在酶解温度50℃，果汁pH值4.0，果胶酶添加量0.10%的条件下，测出酶解时间在0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 h时蜜柚汁的透光率，确定最佳酶解时间范围。

1.4.3 果胶酶澄清蜜柚汁的正交试验

在单因素试验的基础上，进行正交试验，采用四因素三水平按L9（34）进行试验，以确定果胶酶对蜜柚汁澄清的最佳工艺条件。

2 结果与分析

2.1 酶解法澄清蜜柚汁的单因素试验

2.1.1 果胶酶添加量对蜜柚汁澄清效果的影响

果胶酶添加量对蜜柚汁透光率的影响见图1。

图1 果胶酶添加量对蜜柚汁透光率的影响

采用果胶酶澄清蜜柚汁时，其添加量会对澄清效果产生较大的影响。由图1可知，蜜柚汁透光率随着果胶酶添加量的增加而逐渐上升，当添加量达到0.05%时，透光率达到峰值，之后透光率又开始下降。可能是由于果胶酶添加量过少时，果胶物质分解不完全，澄清效果差，甚至会有沉淀产生；果胶酶添加量过多时，酶蛋白又会使果汁产生混浊现象，造成透光率下降，并且还会增加澄清成本[4]。因此，采用果胶酶澄清蜜柚汁时，选择果胶酶添加量0.03%，0.05%，0.10%进行正交试验。

2.1.2 pH值对蜜柚汁澄清效果的影响

pH值对蜜柚汁透光率的影响见图2。

图2 pH值对蜜柚汁透光率的影响

由图2可知，随着蜜柚汁pH值从2.5增加到3.5，酶解效果显著提高，蜜柚汁的透光率也逐渐上升，但是当pH值超过3.5时，果胶酶的酶活会迅速下降，澄清效果反而变差。由此可见，果胶酶澄清蜜柚汁时，pH值对澄清效果影响很大，只有在最适pH值时，酶表现出最大活力，高于或低于此pH值，酶活力就会降低。因此，采用果胶酶澄清蜜柚汁时，选择pH值分别为3.0，3.5，4.0进行正交试验。

2.1.3 酶解温度对蜜柚汁澄清效果的影响

酶解温度对蜜柚汁透光率的影响见图3。

图3 酶解温度对蜜柚汁透光率的影响

由图3可知，酶解温度低于50℃时，随着酶解温度上升，蜜柚汁的透光率不断增大；当温度超过50℃时，透光率反而开始下降。可能是由于果胶酶是蛋白质，只有在果胶酶的最适温度范围内，才会进行酶解作用。当温度过高时，一般在60℃以上，果胶酶的活性就会受到抑制，甚至引起变性而丧失活性[5]。因此，采用果胶酶澄清蜜柚汁时，选择温度分别为45，50，55℃进行正交试验。

2.1.4 酶解时间对蜜柚汁澄清效果的影响

酶解时间对蜜柚汁透光率的影响见图4。

图4 酶解时间对蜜柚汁透光率的影响

果胶酶作用时间长短与果胶酶分解果胶作用是否完全有很大的关系。作用时间短，分解不完全，澄清效果不理想。由图4可知，当酶解时间小于2.0 h时，随着酶解时间的增加，果汁的透光率增大；当酶解时间为2.0 h时，果汁的透光率达到最大，之后透光率又呈下降趋势。可能是由于酶解作用时间太短，果胶物质分解不完全，澄清效果不理想，但如果酶解时间太长，果汁中的一些微生物容易滋生，导致果汁变浑浊，反而使透光率下降。因此，采用果胶酶澄清蜜柚汁时，选择酶解时间分别为1.5，2.0，2.5 h进行正交试验。

2.2 果胶酶澄清蜜柚汁的正交试验

为了进一步优化蜜柚汁的澄清工艺，根据单因素试验结果和数据分析，以果胶酶添加量、pH值、酶解温度、酶解时间为因素，以蜜柚汁的透光率为指标，采用正交试验来优化酶解条件。

正交试验因素与水平设计见表1，正交试验结果见表2，方差分析见表3。

表1 正交试验因素与水平设计

表2 正交试验结果

表3 方差分析

由表2可知，影响透光率的4个因素主次顺序为C＞B＞A＞D，即影响最大的是酶解温度，其次为蜜柚汁pH值、果胶酶添加量、酶解时间。在正交试验中，果胶酶澄清蜜柚汁的最优组合为A2B2C2D2，即果胶酶添加量0.05%，pH值3.5，酶解温度50℃，酶解时间2.0 h。根据表3方差分析可知，酶解温度对试验结果的影响显著。