果胶酶澄清蜜柚汁的工艺优化

余森艳 李志红

摘要：以琯溪蜜柚为主要原料，研究果胶酶对蜜柚汁的澄清工艺，通过单因素试验和正交试验，对其澄清工艺进行了优化。结果表明，采用果胶酶澄清蜜柚汁时，酶解的最佳工艺条件为果胶酶添加量0.05%，最适pH值3.5，酶解温度50 ℃，酶解时间2.0 h。在此酶解工艺条件下，蜜柚汁透光率达77.8%以上，澄清度明显提高。酶解后产品风味独特，基本保留鲜蜜柚汁营养成分。

关键词：果胶酶;蜜柚汁;澄清;工艺优化

中图分类号：TS255.44     文献标志码：A    doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2020.02.008

Study on Clarification of Honey Pomelo Juice with Pectinase

YU Senyan，LI Zhihong

（College of Biology and Food Engineering，Guangxi Normal University for Nationalities，Chongzuo，Guangxi 532200，China）

Abstract：Guanxi honey pomelo was chosen as experimental raw material，and the best clarification conditions of honey pomelo juice by means of pectinase clarify method was also researched in this paper. Through single factor test and orthogonal test，the clarification process of  honey pomelo juice by pectinase was studied in this paper. The results showed that the optimum clarification process conditions of honey pomelo juice by pectinase were as follows：pectinase addition 0.05%，pH 3.5，temperature 50 ℃ and enzymolysis time 2.0 h. Under this condition，the transmittance of honey pomelo juice can reach to above 77.8%，and the clarification degree was obviously improved. After enzymolysis，it had peculiar flavor of honey pomelo juice and contained the most nutritive.

Key words：pectinase;honey pomelo juice;clarification;process optimization

蜜柚（Honey pomelo），又名香拋、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。

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，并且還会增加澄清成本[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。

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。

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。

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。

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。

2.3   果胶酶澄清蜜柚汁的验证试验

验证试验结果见表4。

由表4可知，在最佳酶解条件（A2B2C2D2）下，蜜柚汁的平均透光率达到了77.8%，相对标准偏差为1.27%，其透光率比正交试验表中各组透光率都高，达到了正交试验优化酶解工艺条件的目的。

3   结论

（1）采用果胶酶澄清蜜柚汁时，在试验范围内，各因素对澄清效果的影响顺序依次为酶解温度>果汁pH值>果胶酶添加量>酶解时间。

（2）果胶酶澄清蜜柚汁的最佳酶解工艺条件为果胶酶添加量0.05%，pH值3.5，酶解温度50 ℃，酶解时间2.0 h，在此条件下蜜柚汁的透光率达到77.8%。由此可见，采用果胶酶澄清蜜柚汁是可行的，酶解后蜜柚汁澄清度有了明显提高，具有很好的生产价值。

参考文献：

张怡. 福建特产柚子加工及综合利用技术的研究[D]. 福州：福建农林大学，2009.

黄素春. 平和蜜柚经济林产业现状及可持续发展对策[J]. 绿色科技，2018（17）：197-198.

张占军，王富花，曾晓雄. 果胶酶在食品工业中应用的研究进展[J]. 中国酿造，2010（10）：4-6.

王鸿飞，李和生，马海乐，等. 果胶酶对草莓果汁澄清效果的研究[J]. 农业工程学报，2003，19（3）：161-164.

陈亮，刘冉，辛秀兰，等. 果胶酶澄清红树莓果酒的研究[J]. 食品研究与开发，2014，35（7）：58-61.

收稿日期：2019-08-07

作者简介：余森艳（1977—   ），女，硕士，副教授，研究方向为食品生物技术及发酵产品。