果膠酶澄清蜜柚汁的工藝優(yōu)化

余森艷，李志紅

（廣西民族師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，廣西崇左 532200）

蜜柚（Honey pomelo），又名香拋、朱欒、雪柚、氣柑、霜柚、文旦等，為蕓香科（Rutaceae）、柑橘亞科、柑橘屬植物柚樹的成熟果實，主要種植于廣東、廣西、福建、四川、陜西等地，有“天然水果罐頭”之稱[1]。琯溪蜜柚是我國傳統(tǒng)柚類品種，出產(chǎn)于福建省平和縣琯溪河畔，果實皮薄肉多、酸甜適宜、汁多籽少，深受大眾喜愛[2]。

目前，蜜柚的開發(fā)利用主要是鮮柚果的出口和蜜柚果汁飲料的生產(chǎn)。但鮮柚果的銷售易受季節(jié)限制，且蜜柚深加工技術(shù)還比較匱乏，致使鮮果大量過剩，導(dǎo)致腐爛浪費。因此，對蜜柚深加工技術(shù)開展研究，特別是如何提高蜜柚果汁的品質(zhì)很有研究必要。由于蜜柚果實較大，其果汁內(nèi)所含固形物較多，榨汁后產(chǎn)品易出現(xiàn)渾濁、沉淀等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的感官及口感。果膠酶能改善果汁的壓榨性能、降低黏度、增加出汁率，同時在保存產(chǎn)品營養(yǎng)成分等方面有很獨特的作用[3]。研究利用果膠酶對蜜柚汁進(jìn)行澄清處理，旨在為澄清型蜜柚汁的生產(chǎn)加工提供理論依據(jù)，同時為推動我國蜜柚的深加工和延長產(chǎn)業(yè)鏈起到一定的促進(jìn)作用。

1 材料和方法

1.1 材料及試劑

琯溪蜜柚，市售；果膠酶（酶活力100 000 U/g），江蘇銳陽生物科技有限公司提供；檸檬酸、碳酸氫鈉等（食品級），實驗室提供。

1.2 儀器與設(shè)備

YP1021型電子天平、752N型紫外可見分光光度計，上海精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空泵，上海亞榮生化儀器廠產(chǎn)品；JYZ-A560型榨汁機，九陽股份有限公司產(chǎn)品；PSH-3C型精密pH計，上海今邁儀器儀表有限公司產(chǎn)品；DZKW-S-6型電熱恒溫水浴鍋，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 測定方法

蜜柚汁澄清度的測定：采用分光光度法，用1 cm的比色皿，以蒸餾水作參比，于波長650 nm處取上清液測定果汁的透光率，并用透光率評價蜜柚汁的澄清度。

1.4 蜜柚汁酶解工藝流程及操作要點

1.4.1工藝流程

蜜柚→選果→清洗→去皮、籽、瓤→果肉破碎→榨汁→過濾→果膠酶處理→澄清果汁。

1.4.2 酶解法澄清蜜柚汁的單因素試驗

（1）果膠酶添加量對澄清效果的影響。在酶解時間2.0 h，酶解溫度50℃，果汁pH值4.0的條件下，測出果膠酶添加量在0，0.02%，0.03%，0.05%，0.10%，0.15%，0.20%時蜜柚汁的透光率，確定最佳果膠酶添加量范圍。

（2）pH值對澄清效果的影響。在酶解時間2.0 h，酶解溫度50℃，果膠酶添加量0.10%的條件下，測出果汁pH值在2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，5.0時蜜柚汁的透光率，確定最佳pH值范圍。

（3）酶解溫度對澄清效果的影響。在酶解時間2.0 h，果汁pH值4.0，果膠酶添加量0.10%的條件下，測出酶解溫度在30，35，40，45，50，55℃時蜜柚汁的透光率，確定最佳酶解溫度范圍。

（4）酶解時間對澄清效果的影響。在酶解溫度50℃，果汁pH值4.0，果膠酶添加量0.10%的條件下，測出酶解時間在0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 h時蜜柚汁的透光率，確定最佳酶解時間范圍。

1.4.3 果膠酶澄清蜜柚汁的正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行正交試驗，采用四因素三水平按L9（34）進(jìn)行試驗，以確定果膠酶對蜜柚汁澄清的最佳工藝條件。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶解法澄清蜜柚汁的單因素試驗

2.1.1 果膠酶添加量對蜜柚汁澄清效果的影響

果膠酶添加量對蜜柚汁透光率的影響見圖1。

圖1 果膠酶添加量對蜜柚汁透光率的影響

采用果膠酶澄清蜜柚汁時，其添加量會對澄清效果產(chǎn)生較大的影響。由圖1可知，蜜柚汁透光率隨著果膠酶添加量的增加而逐漸上升，當(dāng)添加量達(dá)到0.05%時，透光率達(dá)到峰值，之后透光率又開始下降?？赡苁怯捎诠z酶添加量過少時，果膠物質(zhì)分解不完全，澄清效果差，甚至?xí)谐恋懋a(chǎn)生；果膠酶添加量過多時，酶蛋白又會使果汁產(chǎn)生混濁現(xiàn)象，造成透光率下降，并且還會增加澄清成本[4]。因此，采用果膠酶澄清蜜柚汁時，選擇果膠酶添加量0.03%，0.05%，0.10%進(jìn)行正交試驗。

2.1.2 pH值對蜜柚汁澄清效果的影響

pH值對蜜柚汁透光率的影響見圖2。

圖2 pH值對蜜柚汁透光率的影響

由圖2可知，隨著蜜柚汁pH值從2.5增加到3.5，酶解效果顯著提高，蜜柚汁的透光率也逐漸上升，但是當(dāng)pH值超過3.5時，果膠酶的酶活會迅速下降，澄清效果反而變差。由此可見，果膠酶澄清蜜柚汁時，pH值對澄清效果影響很大，只有在最適pH值時，酶表現(xiàn)出最大活力，高于或低于此pH值，酶活力就會降低。因此，采用果膠酶澄清蜜柚汁時，選擇pH值分別為3.0，3.5，4.0進(jìn)行正交試驗。

2.1.3 酶解溫度對蜜柚汁澄清效果的影響

酶解溫度對蜜柚汁透光率的影響見圖3。

圖3 酶解溫度對蜜柚汁透光率的影響

由圖3可知，酶解溫度低于50℃時，隨著酶解溫度上升，蜜柚汁的透光率不斷增大；當(dāng)溫度超過50℃時，透光率反而開始下降?？赡苁怯捎诠z酶是蛋白質(zhì)，只有在果膠酶的最適溫度范圍內(nèi)，才會進(jìn)行酶解作用。當(dāng)溫度過高時，一般在60℃以上，果膠酶的活性就會受到抑制，甚至引起變性而喪失活性[5]。因此，采用果膠酶澄清蜜柚汁時，選擇溫度分別為45，50，55℃進(jìn)行正交試驗。

2.1.4 酶解時間對蜜柚汁澄清效果的影響

酶解時間對蜜柚汁透光率的影響見圖4。

圖4 酶解時間對蜜柚汁透光率的影響

果膠酶作用時間長短與果膠酶分解果膠作用是否完全有很大的關(guān)系。作用時間短，分解不完全，澄清效果不理想。由圖4可知，當(dāng)酶解時間小于2.0 h時，隨著酶解時間的增加，果汁的透光率增大；當(dāng)酶解時間為2.0 h時，果汁的透光率達(dá)到最大，之后透光率又呈下降趨勢?？赡苁怯捎诿附庾饔脮r間太短，果膠物質(zhì)分解不完全，澄清效果不理想，但如果酶解時間太長，果汁中的一些微生物容易滋生，導(dǎo)致果汁變渾濁，反而使透光率下降。因此，采用果膠酶澄清蜜柚汁時，選擇酶解時間分別為1.5，2.0，2.5 h進(jìn)行正交試驗。

2.2 果膠酶澄清蜜柚汁的正交試驗

為了進(jìn)一步優(yōu)化蜜柚汁的澄清工藝，根據(jù)單因素試驗結(jié)果和數(shù)據(jù)分析，以果膠酶添加量、pH值、酶解溫度、酶解時間為因素，以蜜柚汁的透光率為指標(biāo)，采用正交試驗來優(yōu)化酶解條件。

正交試驗因素與水平設(shè)計見表1，正交試驗結(jié)果見表2，方差分析見表3。

表1 正交試驗因素與水平設(shè)計

表2 正交試驗結(jié)果

表3 方差分析

由表2可知，影響透光率的4個因素主次順序為C＞B＞A＞D，即影響最大的是酶解溫度，其次為蜜柚汁pH值、果膠酶添加量、酶解時間。在正交試驗中，果膠酶澄清蜜柚汁的最優(yōu)組合為A2B2C2D2，即果膠酶添加量0.05%，pH值3.5，酶解溫度50℃，酶解時間2.0 h。根據(jù)表3方差分析可知，酶解溫度對試驗結(jié)果的影響顯著。

2.3 果膠酶澄清蜜柚汁的驗證試驗

驗證試驗結(jié)果見表4。

表4 驗證試驗結(jié)果

由表4可知，在最佳酶解條件（A2B2C2D2）下，蜜柚汁的平均透光率達(dá)到了77.8%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.27%，其透光率比正交試驗表中各組透光率都高，達(dá)到了正交試驗優(yōu)化酶解工藝條件的目的。

3 結(jié)論

（1）采用果膠酶澄清蜜柚汁時，在試驗范圍內(nèi)，各因素對澄清效果的影響順序依次為酶解溫度＞果汁pH值＞果膠酶添加量＞酶解時間。

（2）果膠酶澄清蜜柚汁的最佳酶解工藝條件為果膠酶添加量0.05%，pH值3.5，酶解溫度50℃，酶解時間2.0 h，在此條件下蜜柚汁的透光率達(dá)到77.8%。由此可見，采用果膠酶澄清蜜柚汁是可行的，酶解后蜜柚汁澄清度有了明顯提高，具有很好的生產(chǎn)價值。