果胶酶澄清火焰菜果醋的研究

杜国军，张以超，彭凯，田英华，刘祥，王伟

(1.齐齐哈尔大学，黑龙江 齐齐哈尔 161006；2.齐齐哈尔大学农产品加工黑龙江省普通高校重点实验室，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

火焰菜为二年生藜科甜菜属野生草本植物的变种，别名红菜头、红甜菜、紫菜头[1]。火焰菜具有较高的药用价值和营养保健功能[2]，能够刺激肠道蠕动，清理人体肠道垃圾，预防肿瘤，降低血脂、血压，增强人体免疫力[3,4]。火焰菜不耐贮存，把它加工成果醋是一种有效的解决途径。果醋是兼具食醋和水果营养成分的新型发酵饮品，内含丰富的果胶、有机酸、矿物质、维生素、氨基酸与抗氧化物质等，具有美白护肤、抗疲劳、生津止渴、抗病、食疗保健等功能[5]。但经发酵制得的果醋由于果胶等大分子物质的存在，时常会在加工、贮存和销售过程中产生沉淀，造成浑浊的现象，严重影响了产品的观感和保质期[6]。果胶酶又称聚半乳糖醛酸水解酶，是分解果胶的一种复合物质，能够提高果蔬的出汁率、降低粘度，具有增加果汁、果酒、果醋澄清度的作用[7]。本文利用果胶酶对火焰菜果醋进行澄清处理，研究酶解条件对果醋澄清度的影响，以期为火焰菜果醋的加工生产确定最适的澄清条件。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

火焰菜果醋、果胶酶(10000 U/mL)：齐齐哈尔大学农产品加工黑龙江省普通高校重点实验室自制；咔唑：广州嘉源化工有限公司。

1.1.2 仪器

PB-10酸度计 赛多利斯科学仪器有限公司；UV-1800紫外分光光度计 上海美谱达仪器有限公司；电热恒温水浴锅 上海跃进医疗器械厂。

1.2 试验方法

1.2.1 单因素试验

以果胶酶添加量、酶解温度、酶解时间、酶解pH为单因素条件，对火焰菜果醋进行澄清处理，考察这些单因素条件对果醋澄清度的影响情况。

1.2.2 澄清度的测定

采用分光光度计法测定火焰菜果醋的透光率，透光率越高表明火焰菜果醋的澄清度越高。透光率的测定是以蒸馏水做空白，用1 cm比色皿，在波长720 nm下测定。

1.2.3 正交试验

依据果胶酶对火焰菜果醋进行澄清的单因素试验结果，以果醋的透光率为考察指标，采用正交试验对果胶酶添加量、酶解温度、酶解时间和酶解pH进行澄清工艺参数优化。

1.2.4 果胶含量的测定

采用咔唑比色法测定[8]。

2 结果与讨论

2.1 果胶酶添加量对火焰菜果醋澄清度的影响

选择酶解温度40 ℃、pH值3.0，分别按照0.02，0.04，0.06，0.08，0.10，0.12 mL/L将果胶酶加入火焰菜果醋中，酶解80 min后测定火焰菜果醋透光率，考察果胶酶添加量与果醋透光率的关系，试验结果见图1。

图1 果胶酶添加量与果醋透光率的关系Fig.1 Effect of pectinase additive amount on light transmittance of fruit vinegar

由图1可知，在一定的温度、pH和酶解时间条件下，随着果胶酶添加量的增加，果胶被不断地分解，火焰菜果醋的透光率也不断增加。果胶酶添加量在0.02～0.08 mL/L范围内时，果醋的透光率提高幅度较大。在果胶酶添加量为0.08 mL/L时，火焰菜果醋的透光率达到了最大值92.3%，说明此时果醋的澄清度最高。继续增加果胶酶的添加量，果醋的澄清度变化不大。故选取0.08 mL/L为火焰菜果醋的最适果胶酶添加量。

2.2 酶解时间对火焰菜果醋澄清度的影响

选择果胶酶添加量0.06 mL/L、pH值3.0、酶解温度40 ℃，分别对火焰菜果醋进行60，70，80，90，100，110 min的酶解反应，测定火焰菜果醋的透光率，考察酶解时间与果醋透光率的关系，试验结果见图2。

图2 酶解时间与果醋透光率的关系Fig.2 Effect of enzymolysis time on light transmittance of fruit vinegar

由图2可知，在一定的果胶酶添加量、pH和温度条件下，酶解时间在60～90 min范围内时，火焰菜果醋的透光率随果胶酶作用时间的延长而提高。在90 min时，果醋的透光率达到92.46%，随着酶解时间的继续加长，果醋的透光率增加不大，澄清度也趋于稳定。另外，酶解时间过长会造成火焰菜营养成分的损失，故选取90 min为火焰菜果醋的最适酶解时间。

2.3 酶解温度对火焰菜果醋澄清度的影响

选择果胶酶添加量0.06 mL/L、pH值3.0，分别于25，30，35，40，45，50 ℃酶解80 min后测定火焰菜果醋的透光率，考察酶解温度与果醋透光率的关系，试验结果见图3。

图3 酶解温度与果醋透光率的关系Fig.3 Effect of enzymolysis temperature on light transmittance of fruit vinegar

由图3可知，在一定的果胶酶添加量、pH和酶解时间条件下，酶解温度在25～35 ℃范围内时，火焰菜果醋的透光率随温度的升高而提高。在35 ℃时，果醋的透光率达到最高值91.73%，说明此时果醋的澄清度最高。温度继续升高，果胶酶活力下降，火焰菜果醋的透光率也开始下降。故选取35 ℃为火焰菜果醋的最适酶解温度。

2.4 酶解pH对火焰菜果醋澄清度的影响

选择果胶酶添加量0.06 mL/L、酶解温度40 ℃，用盐酸分别调整果醋pH为3.0，3.5，4.0，4.5，5.0，5.5，酶解80 min后测定火焰菜果醋的透光率，考察酶解pH与果醋透光率的关系，试验结果见图4。

图4 酶解pH与果醋透光率的关系Fig.4 Effect of enzymolysis pH on light transmittance of fruit vinegar

由图4可知，在一定的果胶酶添加量、温度和时间条件下，酶解pH值在3.0～4.0范围内时，随着pH的升高，果胶酶的活力增加，果胶不断减少，火焰菜果醋的透光率也逐渐增加，在pH 4.0时达到最大值90.8%，说明此时果醋的澄清度最高。但随着pH的继续升高，果胶酶的活力减弱，透光率反而下降，澄清度也在下降，故选取pH 4.0为火焰菜果醋的最适酶解pH。

2.5 正交试验

为了进一步优化果胶酶对火焰菜果醋的澄清效果，在单因素试验的基础上，确定以透光率为评价指标，果胶酶添加量(A)、酶解时间(B)、酶解温度(C)、酶解pH(D)为评价因素，按照正交表L9(34)排列进行正交试验，因素水平见表1，正交试验结果见表2。

表2 火焰菜果醋澄清酶解条件优化正交试验结果表Table 2 Optimization of orthogonal experimental results of clarification and enzymatic hydrolysis conditions for red beet fruit

续 表

由表2极差分析结果可知，火焰菜果醋透光率的极差变化范围在1.53～4.47之间，极差越大说明对试验的影响越大。本次试验的4个因素对火焰菜果醋澄清度的影响顺序为A>B>D>C，即果胶酶添加量>酶解时间>酶解pH>酶解温度。最优组合为A2B2C3D1，即果胶酶添加量0.08 mL/L、酶解时间90 min、酶解温度38 ℃、酶解pH 3.5，透光率为94.79%。

2.6 果胶酶对火焰菜果醋品质的影响

经果胶酶澄清处理后的火焰菜果醋与未处理相比色泽无明显变化，果胶含量较少(0.25%)，澄清度明显提高，无异味，酸甜可口。

3 结论

利用果胶酶对火焰菜果醋进行澄清，经分光光度计测定透光率，得到了火焰菜果醋的最适澄清工艺条件。火焰菜果醋的最适澄清条件为果胶酶添加量0.08 mL/L、酶解时间90 min、酶解温度38 ℃、酶解pH 3.5。在此条件下火焰菜果醋的透光率达到94.79%，经澄清处理后的火焰菜果醋清澈透明、口味清新、品质上佳。