果膠酶對蘆薈汁的澄清作用及性質(zhì)的影響

許玉慧，許喜林*

（華南理工大學(xué) 輕工與食品學(xué)院，廣東 廣州 510640）

蘆薈（Aloe vera）屬百合科（Liliaceae）多年生常綠草本植物，葉片肥厚，富含氨基酸、維生素、礦物質(zhì)、蘆薈素、蘆薈大黃素苷及多糖等多種活性物質(zhì)，是集醫(yī)療、保健、美容、食用于一體的綠色植物[1]。其中蘆薈凝膠中全部固形物的60%以上是蘆薈多糖[2]，蘆薈多糖對K03肺炎桿菌內(nèi)毒素所致大鼠腎功能衰竭具有一定的保護(hù)作用[3]。此外蘆薈多糖還有抗腫瘤，保肝護(hù)肝、抗輻射、抗?jié)儭⒖寡趸?、抗衰老、降血糖、抗疲勞等保健功能[4]。因此蘆薈的功能迅速贏得了各國科學(xué)家的關(guān)注，紛紛進(jìn)行研究和開發(fā)。美國是當(dāng)今蘆薈產(chǎn)業(yè)最發(fā)達(dá)的國家，1982年在美國成立了國際蘆薈科學(xué)協(xié)會(huì)（international aloe science council，IASC），著名的Aloe Crop公司專門從事蘆薈產(chǎn)業(yè)。然而蘆薈葉片在室溫條件下采后6 h即開始生物活性物質(zhì)的損失，室溫條件下放置24 h，大部分活性物質(zhì)損失，在冷藏條件下雖然損失速度下降，但也會(huì)有明顯損失，葉片采收后一些酶活性即會(huì)下降[5]。所以把采割下來的蘆薈制成半成品（蘆薈汁）甚為必要。

目前，果蔬汁加工中采用的原汁提取方式主要有兩種：壓榨取汁和浸提取汁[6-7]。蘆薈汁液多，通常采用壓榨取汁。由于蘆薈含較多膠體類物質(zhì)，榨汁后易產(chǎn)生沉淀，所以酶法榨汁能有效提高蘆薈汁澄清度，為較適宜的提取方式[5]。隨著對不同果汁澄清方法的不斷深入研究和應(yīng)用比較，果膠酶法已開始大規(guī)模用于果汁澄清并取得明顯的效果，如用于草莓果汁的澄清[8-9]。果膠酶是指能夠分解果膠物質(zhì)的多種酶的總稱，利用果膠酶可以水解果汁中能夠引起渾濁的果膠物質(zhì)，使得果汁變得清澈透亮，提高產(chǎn)品質(zhì)量[10-11]。國內(nèi)外就果膠酶澄清作用做了大量研究，許鍵等[12]對比了離心澄清法、自然澄清法加、熱絮凝澄清法，果膠酶澄清法和殼聚糖澄清法6種澄清方法對蜜柚和蘆柑果汁的澄清作用，得出果膠酶澄清法的澄清效果最佳，透光率可達(dá)95%以上。LEE W C等[13]研究了果膠酶對香蕉果汁的澄清作用，得出最佳的工藝條件是酶濃度0.084%、溫度43.2 ℃、時(shí)間84 min。此外，LIEW ABDULLAH A G等[14]研究了果膠酶對楊桃果汁的澄清作用，得出最佳的工藝條件為酶濃度0.10%；溫度30 ℃，時(shí)間20 min。

本研究采用酶法榨汁，以透光率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察果膠酶添加量、酶解時(shí)間和溫度對蘆薈汁澄清度的影響，采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化蘆薈壓榨取汁的澄清工藝條件，并分析酶解后蘆薈汁的感官和理化性質(zhì)的變化，進(jìn)一步為果膠酶的應(yīng)用和蘆薈榨汁工藝條件提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

12年生庫拉索蘆薈：購自廣東湛江田園美純天然蘆薈店鋪。

1.1.2 試劑

果膠酶（液體酶，酶活力：10 000諾維信單位）：諾維信（中國）生物技術(shù)有限公司廣州分公司；酒石酸鉀鈉（分析純）：上海潤捷化學(xué)試劑廠；3,5-二硝基水楊酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）（分析純）：天津市科盟化工工貿(mào)有限公司；苯酚（分析純）：汕頭市光華化學(xué)廠；無水硫酸鈉（分析純）：江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

pHS-3C型精密pH計(jì)、MP502B型電子天平、752N型紫外分光光度計(jì)：上海精科天平公司；GI36TW型全自動(dòng)高壓滅菌鍋：致微（廈門）儀器有限公司；HR1848型榨汁機(jī)：珠海飛利浦家庭電器有限公司；Dragon Med型手動(dòng)單道可調(diào)式移液器：上海大龍醫(yī)療設(shè)備有限公司，WYA-2W型阿貝折光儀：上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；FX303-2型電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海樹立儀器儀表有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 蘆薈榨汁的工藝流程

蘆薈葉片→洗凈→去皮→榨汁→加入果膠酶→酶解→過濾→蘆薈汁

1.3.2 果膠酶澄清工藝條件的優(yōu)化

分別考察果膠酶添加量（0、0.1 μL/g、0.2 μL/g、0.3 μL/g、0.4 μL/g、0.5 μL/g）、酶解時(shí)間（30 min、60 min、90 min、120 min、150 min）和酶解溫度（40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃）對蘆薈汁澄清作用的影響，以透光率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，篩選各個(gè)單因素試驗(yàn)的最佳條件。

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行酶解條件正交優(yōu)化試驗(yàn)，以透光率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定最優(yōu)蘆薈汁澄清工藝條件。

1.3.3 蘆薈汁理化性質(zhì)的測定

透光率的測定：以蒸餾水作為空白，采用分光光度計(jì)在波長680 nm處測定透光率T（%），以透光率表示蘆薈汁的澄清度。在一定條件下，透光率與蘆薈汁的澄清度呈正比。

還原糖的測定[15]：采用DNS法測定蘆薈汁中還原糖的含量；蘆薈多糖的測定：采用苯酚-硫酸法測定蘆薈汁中蘆薈多糖的含量；pH值的測定：采用pH計(jì)法蘆薈汁的pH值；可溶性固形物的測定：使用阿貝折光儀測定蘆薈汁中可溶性固形物的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 果膠酶添加量對蘆薈汁澄清作用的影響

新鮮蘆薈葉去皮，經(jīng)榨汁機(jī)壓榨后分別加入果膠酶0、0.1 μL/g、0.2 μL/g、0.3 μL/g、0.4 μL/g、0.5 μL/g，混勻置于45 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中酶解60 min，做3個(gè)平行，并以不加酶的蘆薈汁同等條件下作為空白。酶解完成后測定不同酶添加量樣品的透光率，結(jié)果如圖1所示。

圖1 果膠酶添加量對蘆薈汁澄清作用的影響Fig.1 Effect of pectinase addition on Aloe vera juice clarification

由圖1可知，加入果膠酶后，蘆薈汁的透光率迅速升高，但隨著果膠酶添加量的增加，蘆薈汁的透光率稍有下降，綜合考慮價(jià)格成本因素，最佳果膠酶添加量為0.1 μL/g，此時(shí)蘆薈汁透光率為89.4%。

2.2 酶解時(shí)間對蘆薈汁澄清作用的影響

新鮮蘆薈葉去皮，經(jīng)榨汁機(jī)壓榨后加入果膠酶0.1μL/g，在45 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中分別酶解30 min、60 min、90 min、120 min、150 min，并作3個(gè)平行。酶解完成后測其透光率，結(jié)果如圖2所示。

圖2 酶解時(shí)間對蘆薈汁澄清作用的影響Fig.2 Effect of enzymolysis time on Aloe vera juice clarification

由圖2可知，隨著酶解時(shí)間的增長，蘆薈汁的透光率也在升高，在90 min后，蘆薈汁透光率趨于平緩，升高不明顯，綜合考慮時(shí)間成本因素，最佳酶解時(shí)間為90 min，此時(shí)透光率為89.2%。

2.3 酶解溫度對蘆薈汁澄清作用的影響

新鮮蘆薈葉去皮，經(jīng)榨汁機(jī)壓榨后加入果膠酶0.1μL/g，分別置于40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中酶解60 min，并作3個(gè)平行，酶解完成后測其透光率，結(jié)果如圖3所示。

圖3 酶解溫度對蘆薈汁澄清作用的影響Fig.3 Effects of enzymolysis temperature on Aloe vera juice clarification

由圖3可知，隨著酶解溫度的升高，酶解后蘆薈汁的透光率先呈現(xiàn)上升趨勢，在50 ℃時(shí)透光率達(dá)到最高值91.0%后，又呈現(xiàn)下降趨勢，所以最佳酶解溫度為50 ℃。

2.4 蘆薈汁酶解條件的優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對影響澄清效果的果膠酶添加量、酶解時(shí)間、酶解溫度進(jìn)行3因素3水平的正交優(yōu)化試驗(yàn)。選用L9（33）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表，以酶解后蘆薈汁的透光率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定果膠酶酶解的最優(yōu)條件，所得的正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表1，方差分析結(jié)果見表2。

表1 酶解條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 1 Results and analysis of orthogonal experiments for enzymolysis conditions optimization

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 2 Variance analysis of orthogonal experimental results

由表1可知，3種因素對蘆薈汁澄清效果的影響大小依次是酶解溫度＞果膠酶添加量＞酶解時(shí)間，蘆薈汁澄清的最佳酶解條件是A2B3C1，即果膠酶添加量為0.1 μL/g，酶解時(shí)間為120 min，酶解溫度為45 ℃。在此最佳工藝條件下，測得蘆薈汁的透光率為91.1%。

由表2正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析可知，酶添加量和酶解溫度對蘆薈汁的澄清效果有顯著影響（P＜0.05），酶解時(shí)間對蘆薈汁的澄清效果無顯著影響（P＞0.05）。

2.5 酶解后蘆薈汁的感官性質(zhì)和理化性質(zhì)的變化

對最優(yōu)條件下酶解的蘆薈汁和沒有經(jīng)過酶解的鮮榨蘆薈汁（蘆薈去皮，榨汁，直接紗布過濾）進(jìn)行感官評(píng)定和理化性質(zhì)的測定，對比分析酶解前后蘆薈汁的感官品質(zhì)和理化性質(zhì)的變化，其結(jié)果見表3。

表3 酶解蘆薈汁與未酶解蘆薈汁感官品質(zhì)及理化性質(zhì)比較分析Table 3 Comparative analysis of sensory quality and physicochemical properties of Aloe vera juice with and without enzymolysis

由表3可知，酶解后的蘆薈汁明顯去除了澀味和大量懸浮物，pH值稍有下降，透光率較未經(jīng)酶解蘆薈汁提高了31.2個(gè)百分點(diǎn)，還原糖含量和可溶性固形物含量均有所提高，均大約是未經(jīng)酶解蘆薈汁的2.0倍，未酶解蘆薈汁多糖含量約是酶解蘆薈汁的2.82倍，說明蘆薈多糖含量顯著下降。

3 結(jié)論

為提高蘆薈汁的澄清度，通過單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)得到蘆薈汁最佳澄清工藝條件是：果膠酶添加量為0.1 μL/g，酶解時(shí)間為120 min，酶解溫度為45 ℃。在此最佳條件下，蘆薈汁的透光率為91.1%。酶解后的蘆薈汁感官品質(zhì)及理化性質(zhì)均發(fā)生改變。在感官品質(zhì)方面，酶解后的蘆薈汁顏色變淺，澀味變淡，較未經(jīng)酶解的蘆薈汁明顯除了澀味和大量懸浮物，大大提高了澄清度。在理化性質(zhì)方面，pH值下降，透光率較未經(jīng)酶解鮮榨蘆薈汁提高了31.2個(gè)百分點(diǎn)，還原糖含量和可溶性固形物含量均有所提高，大約是未經(jīng)酶解蘆薈汁的2.0倍，未酶解蘆薈汁約是酶解蘆薈汁的2.82倍，說明蘆薈多糖含量顯著下降。隨著對蘆薈價(jià)值的不斷深入認(rèn)識(shí)，蘆薈產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生（如蘆薈酸奶、蘆薈醋等），因此蘆薈汁的制備工藝也越來越備受矚目，本試驗(yàn)對蘆薈汁的制備工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，并對酶解后的蘆薈汁感官和理化性質(zhì)進(jìn)行分析對比，從而為蘆薈汁的制備及蘆薈衍生產(chǎn)品的開發(fā)提供一定參考。

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