低溫果膠酶對香蕉汁澄清效果的研究

岳賢田

（南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南京210048）

低溫果膠酶對香蕉汁澄清效果的研究

岳賢田

（南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南京210048）

低溫果膠酶具有作用溫和、澄清效果好、用量少等特點(diǎn)，在果汁澄清中具有顯著的作用效果，通過單因素和正交試驗得到如下結(jié)論：最佳的工藝條件是低溫果膠酶的用量為6 U/100 mL，作用時間60 min，溫度為20℃，澄清度可以達(dá)到95.7%。

低溫果膠酶；香蕉汁；澄清

香蕉是芭蕉科植物，在熱帶地區(qū)廣泛栽培食用，是我國南方生產(chǎn)的重要熱帶水果，然而利用香蕉生產(chǎn)果汁過程中，容易發(fā)生酶促褐變現(xiàn)象和渾濁現(xiàn)象，影響香蕉果汁的營養(yǎng)品質(zhì)和外觀品質(zhì)，因而如何抑制和減少酶促褐變和渾濁現(xiàn)象是開發(fā)澄清型香蕉汁必須解決的關(guān)鍵問題。有關(guān)研究表明，引起香蕉酶促褐變的主要酚酶是多酚氧化酶，引起渾濁的原因主要是因為果汁是復(fù)雜的多分散相體系，含有細(xì)小的果肉粒子、膠態(tài)或分子狀態(tài)及離子狀態(tài)的溶解物質(zhì)［1］。

目前在果汁生產(chǎn)中，常用的澄清方法主要有自然澄清法和熱處理法、冷凍法、酶法、加澄清劑法、離心分離法、超濾法等。酶法同其他方法比較，具有用量少、作用時間短、澄清效果好等諸多特點(diǎn)，且酶法的作用機(jī)制是生物降解，這也是它最突出的特點(diǎn)［2］。

利用果膠酶酶制劑進(jìn)行水解果汁中能夠引起混濁的果膠物質(zhì)以及多糖，使果汁中其它膠體失去果膠的保護(hù)作用而共同沉淀，從而達(dá)到澄清的目的，同時提高了生產(chǎn)效率與出汁率，具有快速、簡便、澄清效果好等特點(diǎn)，對保持營養(yǎng)成分也十分有利。果膠酶制劑主要含有果膠解聚酶和果膠脂酶，還含有纖維素酶、半纖維素酶、淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等組分，在合適的作用條件下，它可將香蕉中的果膠、蛋白質(zhì)、淀粉等高分子物分解，使膠凝現(xiàn)象消失，澄清效果顯著［3］。本文采用單因素實驗與正交實驗相結(jié)合來對低溫果膠酶對香蕉汁澄清效果進(jìn)行研究。

1儀器與藥品

1.1儀器

恒溫水浴鍋、干燥箱、電子天平、榨汁機(jī)、722型可見分光光度計、真空泵、離心機(jī)。

1.2藥品

香蕉：購自超市新鮮產(chǎn)品；低溫果膠酶：實驗室自制，適宜溫度10℃～35℃；淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶：市售。

2方法

2.1酶法澄清香蕉汁的工藝流程

原料選擇→清洗→破碎→榨汁→過濾→原汁→加入酶澄清→滅酶→過濾→清汁

2.2香蕉汁的制備

取新鮮香蕉，經(jīng)清洗、去皮，然后切分成2 cm左右的小塊，放入榨汁機(jī)。在榨汁時放入質(zhì)量0.05%的抗壞血酸溶液護(hù)色，將榨出的香蕉汁用濾布粗濾得原汁。

2.3酶澄清香蕉汁的工藝優(yōu)化

根據(jù)果膠酶對果膠等大分子物質(zhì)的生物降解特性，本實驗著重考察果膠酶用量、酶作用溫度和時間3個主要影響因素。在單因素實驗的基礎(chǔ)上，選用正交實驗設(shè)計對酶法澄清蘋果汁的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，從而確定果膠酶澄清蘋果汁的最佳工藝條件。

2.4香蕉汁澄清度的計算

采用722型可見分光光度法，以蒸餾水作參比，在波長560 nm下，測定香蕉汁的透光率。用透光率表示香蕉汁的澄清度。

3結(jié)果與討論

3.1不同pH對香蕉汁澄清度的影響

低溫果膠酶澄清香蕉汁時，香蕉汁的pH對澄清效果影響很大，不僅影響果膠酶對果膠的作用，而且還影響到果膠膠體性質(zhì)的穩(wěn)定性。具體實驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1　不同pH對香蕉汁澄清的影響Table 1The effect of pH on the clarification of the banana juice

從表1可以看出，pH的大小對香蕉汁的澄清度影響較大，在pH為3.0是，澄清度達(dá)到89.5%，然后隨著pH的增大，透光率反而減小，這可能應(yīng)為pH的增大影響了果膠汁的膠凝性，流動性變得緩慢，影響了果膠汁的澄清，但是在實驗的運(yùn)行過程中，我們發(fā)現(xiàn)原香蕉汁的pH也在這個范圍之內(nèi)，所以根據(jù)實際的情況，如果對香蕉汁沒有特殊的要求，我們可以不需要考慮pH對香蕉汁的澄清影響。

3.2低溫果膠酶的酶量對香蕉汁澄清的影響

用果膠酶澄清果汁時，其用量對澄清效果有很大影響。果膠酶用量少時，果膠物質(zhì)分解不完全，澄清效果差；用量過多，酶蛋白又會使果汁產(chǎn)生混濁，而且澄清成本增加。具體實驗數(shù)據(jù)如表2所示。

表2　低溫果膠酶的酶量對香蕉汁澄清的影響Table 2The effect of dosage on the clarification of the banana juice

從表2可以看出，當(dāng)?shù)蜏毓z酶的用量低于6 U/100 mL時，透光率隨著果膠酶的用量的增大而增大，在果膠酶的用量在6 U/100 mL～12 U/100 mL范圍內(nèi)時，透光率反而有所下降，這可能由于用量過大時，由于酶自身的流變性導(dǎo)致香蕉汁的澄清度變得渾濁，從而導(dǎo)致透光率下降的緣故。

3.3低溫果膠酶的作用溫度對香蕉汁澄清的影響

在低溫果膠酶的用量為6 U/100 mL，澄清時間暫定為1 h的情況下，考察不同的低溫果膠酶的作用溫度對香蕉汁澄清的影響，試驗數(shù)據(jù)如表3所示。

表3　低溫果膠酶的作用溫度對香蕉汁澄清的影響Table 3The effect of temperature on the clarification of banana juice

從表3可以看出，低溫果膠酶的最適作用溫度在20℃～25℃，在這個范圍內(nèi)，香蕉汁的澄清度達(dá)到較大值，在20℃時，透光率達(dá)到最大值93.4%，隨著溫度的逐步升高，低溫果膠酶的活性有所下降，影響酶的作用的發(fā)揮，從而使得香蕉汁的澄清度有所下降，另外的原因可能是低溫果膠酶在高溫的狀態(tài)下變得渾濁，從而透光率也會下降。

3.4低溫果膠酶的作用時間對香蕉汁澄清的影響

在低溫果膠酶的用量為6 U/100 mL，作用溫度在20℃的情況下，考察不同的作用時間對香蕉汁澄清的影響，具體數(shù)據(jù)如表4所示。

表4　低溫果膠酶的作用時間對香蕉汁澄清的影響Table 4The effect of time on the clarification of banana juice

從表4可以看出，隨著作用時間的延長，香蕉汁的透光率是逐步增大的，但是在作用時間50 min后，透光率變得緩慢，從成本的角度出發(fā)，選擇最佳的作用時間為50 min。

3.5低溫果膠酶對香蕉汁澄清的優(yōu)化實驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，對低溫果膠酶澄清香蕉汁進(jìn)行了正交試驗，正交試驗數(shù)據(jù)如表5所示。

表5　正交試驗結(jié)果及極差分析Table 5Analysis of the results of orthogonal experiment and range

續(xù)表5正交試驗結(jié)果及極差分析Continue table 5Analysis of the results of orthogonal experiment and range

根據(jù)表5中極差分析結(jié)果確定，最佳的澄清工藝組合是A2B2C3，影響香蕉汁澄清的主次順序依次是溫度＞時間＞低溫果膠酶用量，即最佳的澄清條件是低溫果膠酶的用量是6 U/100 mL，作用時間60 min，作用溫度是20℃。

4結(jié)論

1）通過低溫果膠酶對香蕉汁澄清的單因素試驗結(jié)果表明，低溫果膠酶的用量為6 U/100 mL，作用時間50 min，溫度為20℃，香蕉汁的澄清度可以達(dá)到94.5%。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗，得到最佳的工藝條件是低溫果膠酶的用量為6 U/100 mL，作用時間60 min，溫度為20℃，澄清度可以達(dá)到95.7%。

2）低溫果膠酶具有作用率高，溫和等特點(diǎn)，可以在以后的食品加工中推廣應(yīng)用。

［1］王素雅，王璋.香蕉汁加工過程中褐變原因初探［J］.食品工業(yè)科技，2002，23（5）:13-16

［2］Kusdiana D，Saka S.Kinetics of transesterification in rape-seed oil to biodiesel fuel as treated in supereritical methanol［J］.Fuel，2001（80）: 693-698

［3］Didsakov M，Loudodi N，Papayannakos.Kinetics of the non-catalytic transe-sterification of soybean oil［J］.Fuel，2002（77）:1297-1302

Study on Low Temperature Pectinase on Clarification of Banana Juice Effect

YUE Xian-tian
（Nanjing College of Chemical Technology，Nanjing 210048，Jiangsu，China）

Low temperature pectinase has the character of the mild，clarify the characteristics of good effect，less dosage.It had remarkable effect in fruit juice.In this paper，we got the following conclusion through single factor and orthogonal experiment：the optimum technological conditions were as follows，the dosage of the low temperature was 6 U/100 mL，the time was 60 min，the temperature was 20℃，the clarification of the banana juice can reach 95.7%.

low temperature pectinase；banana juice；clarification

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.17.014

2014-03-24

岳賢田（1980—），男（漢），講師，在讀博士生，研究方向：綠色化工。