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酶制劑在果蔬汁澄清及加工中的應(yīng)用研究進(jìn)展

文檔作者：劉蘇蘇1, 呂長(zhǎng)鑫1*, 李萌萌1, 石超1, 顧娜泥2, 梁潔玉1 文檔來(lái)源： 1. 渤海大學(xué)化學(xué)化工與食品安全學(xué)院, 遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2. 錦州百合食品有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年07月13日
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第5 卷 第10 期 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào) Vol. 5 No. 10
2014 年10 月 Journal of Food Safety and Quality Oct. , 2014
基金項(xiàng)目: 遼寧省科技廳農(nóng)業(yè)攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(2011205001)、渤海大學(xué)人才引進(jìn)基金項(xiàng)目(BHU20120301)、“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目
(2012BAD29B06)
Fund: Supported by Agriculture Brainstorm Project of Technology in Liaoning Province(2011205001), Talents Introduction Fund Project of
Bohai University(BHU20120301) and “the Twelfth Five” National Key Technology R&amp;amp;D Project(2012BAD29B06)
*通訊作者: 呂長(zhǎng)鑫, 教授, 主要研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏加工與食品資源開發(fā)。E-mail: lvchangxin6666@163.com
*Corresponding author: LV Chang-Xin, Professor, Food Science Research Institute of Bohai University, No.19, Science and Technology Road,
Mstsuyama District, Jinzhou 121013, China. E-mail: lvchangxin6666@163.com
酶制劑在果蔬汁澄清及加工中的應(yīng)用研究進(jìn)展
劉蘇蘇1, 呂長(zhǎng)鑫1*, 李萌萌1, 石 超1, 顧娜泥2, 梁潔玉1, 杜靜芳1
(1. 渤海大學(xué)化學(xué)化工與食品安全學(xué)院, 遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 錦州 121013;
2. 錦州百合食品有限公司, 錦州 121203)
摘要: 當(dāng)前我國(guó)果蔬汁工業(yè)迅猛發(fā)展, 因酶制劑可解決果蔬汁加工中出汁率低、澄清難、易褐變、風(fēng)味物質(zhì)
易流失和苦味物質(zhì)難去除等問題, 在該領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。目前在果蔬汁加工中應(yīng)用的酶制劑主要有果膠
酶、纖維素酶、淀粉酶、葡萄糖氧化酶、柚苷酶等。本文介紹了果膠酶、纖維素酶、淀粉酶等常見酶制劑在
提高果蔬出汁率方面的作用機(jī)制及應(yīng)用進(jìn)展, 比較了酶制劑與其他方法對(duì)果蔬汁澄清效果的差異, 陳述了葡
萄糖氧化酶、柚苷酶、β-葡萄糖苷酶等在改善果蔬汁感官品質(zhì)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀。在分析酶制劑在果蔬汁加工中
存在問題的基礎(chǔ)上, 對(duì)酶制劑的應(yīng)用前景和發(fā)展方向進(jìn)行了展望, 為酶制劑在果蔬汁行業(yè)的應(yīng)用提供進(jìn)一步
的依據(jù)和參考。
關(guān)鍵詞: 果蔬汁; 酶制劑; 澄清; 加工; 應(yīng)用前景
Application progress of enzyme preparation in fruit and vegetable
juice clarification and processing
LIU Su-Su1, LV Chang-Xin1*, LI Meng-Meng1, SHI Chao1,
GU Na-Ni2, LIANG Jie-Yu1, DU Jing-Fang1
(1. College of Chemistry, Chemical Engineering and Food Safety, Bohai University, Food Safety Key Lab of Liaoning
Province, Jinzhou 121013, China; 2. Lilium Food Co., Ltd, Jinzhou 121203, China)
ABSTRACT: The current fruit and vegetable juice industries in our country developed rapidly, because enzyme
preparation could solve the problems such as the low juice yielding, the difficult clarification, the easy
brown-changing, the easy lose of flavor substance, and the hardly remove of bitter substance. So the enzyme
preparation are widely used in fruit and vegetable juice processing field. At present, enzyme preparation which
was used in the fruit and vegetable juice processing included pectinase, cellulase, amylase, glucose oxidase,
and naringin enzyme etc. In this paper, for fruit and vegetable juice, the mechanism action and application
progress in advancing yield about pectinase, cellulase, and amylase were introduced, the enzymes and other
methods for fruit and vegetable juice clarification effects were compared, the application status in improving
the sensory quality aspects of glucose oxidase, naringin enzyme, and β-glycosidase enzymes were stated. When
the problems of enzymes used in fruit and vegetable juice processing were analyzed, the enzyme preparation
第10 期 劉蘇蘇, 等: 酶制劑在果蔬汁澄清及加工中的應(yīng)用研究進(jìn)展 3277
application perspective and development direction were prospected. Therefore, the further basis and reference
were provided for the application of enzyme preparation in the fruit and vegetable juice industry.
KEY WORDS: fruit and vegetable juice; enzyme preparations; clarification; processing; application prospect
1 引 言
果蔬汁飲料含有豐富的膳食纖維、維生素、酸分、糖
分和無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[1], 能夠補(bǔ)充人體所需的營(yíng)養(yǎng)元素,
具有滋味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富、食用方便、易跨地域跨季節(jié)供
應(yīng)等特點(diǎn)。此外, 有研究表明果蔬中含有的抗氧化物質(zhì)具
有清除自由基的能力, 可減少某些疾病的發(fā)生率和死亡
率[2]。加工后的果蔬汁其自由基清除能力仍然較高。陳守
江等[3]研究發(fā)現(xiàn)果蔬番茄原汁、桔子原汁、葡萄原汁的自
由基清除率分別是61.85%、86.94%、34.23%。隨著消費(fèi)者
對(duì)營(yíng)養(yǎng)和保健越來(lái)越重視, 天然綠色食品的消費(fèi)熱潮方興
未艾, 目前供廣大消費(fèi)者選擇的果蔬汁加工產(chǎn)品主要有濃
縮果汁、非濃縮還原果蔬汁、復(fù)合果蔬汁和果肉飲料等4
種[4]。由于果蔬中含有大量的果膠、纖維素、淀粉、半纖
維素等物質(zhì), 果蔬汁在加工過(guò)程中存在粘度高、壓榨率低、
出汁率低, 易混濁, 易褐變, 特有香氣成分易流失, 苦味
難去除等問題[5,6]。早在20 世紀(jì)30 年代, 酶制劑因能解決
上述部分問題就已被應(yīng)用在果汁加工中[7]。目前國(guó)內(nèi)許多
重要酶制劑都依賴進(jìn)口, 導(dǎo)致果蔬汁生產(chǎn)成本偏高, 應(yīng)用
范圍受限。隨著國(guó)內(nèi)酶制劑產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展, 結(jié)合基因工
程等新技術(shù)的應(yīng)用, 國(guó)內(nèi)研發(fā)的酶制劑在催化能力、穩(wěn)定
性等質(zhì)量指標(biāo)得到提升的基礎(chǔ)上產(chǎn)量明顯提高, 價(jià)格逐漸
趨于合理, 因此具有催化效率高、反應(yīng)專一、反應(yīng)條件溫
和、能耗低、無(wú)污染等特點(diǎn)的酶, 在果蔬汁加工中的應(yīng)用
越來(lái)越廣泛。與此同時(shí), 針對(duì)酶制劑在果蔬汁加工中仍存
在不易回收、難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)、酶穩(wěn)定性差、
成本高等問題。本文主要闡述酶制劑在果蔬汁加工中的應(yīng)
用進(jìn)展, 展望酶制劑在果蔬汁加工業(yè)中的未來(lái)發(fā)展方向。
2 酶制劑的分類
酶制劑是通過(guò)采取適當(dāng)?shù)睦砘椒? 將酶從細(xì)胞或
生物組織以及發(fā)酵液中提取出來(lái), 加工成具有一定純度標(biāo)
準(zhǔn)的生化制品[8]。按各種酶的催化反應(yīng)類型, 將酶進(jìn)行分
類, 見表1[9]。水解酶和氧化還原酶是食品工業(yè)中應(yīng)用最廣
泛的兩類酶, 這兩類酶主要用于開發(fā)新產(chǎn)品、提高產(chǎn)品感
官特性與增加產(chǎn)量。目前在果蔬汁生產(chǎn)中應(yīng)用的酶制劑主
要包括果膠酶、纖維素酶、淀粉酶、漆酶、葡萄糖氧化酶、
柚苷酶等[10], 這些酶制劑的組成、作用和主要用途見表2。
3 酶制劑在果蔬汁加工中的研究現(xiàn)狀
3.1 酶制劑對(duì)提高果蔬出汁率方面的應(yīng)用
3.1.1 常見酶制劑對(duì)提高果蔬出汁率的應(yīng)用
在果蔬汁的榨取過(guò)程中, 由于果蔬細(xì)胞壁中含有大
量的纖維素、半纖維素、果膠、木質(zhì)素、淀粉等物質(zhì), 使
得細(xì)胞壁的徹底破碎與壓榨取汁困難, 導(dǎo)致出汁率低, 酶
解處理可一定程度降解這些大分子物質(zhì), 從而提高果蔬出
汁率[18]。下面將介紹果膠酶、纖維素酶、淀粉酶3 種常用
酶制劑在這方面的應(yīng)用情況, 為實(shí)現(xiàn)在果蔬飲料研發(fā)及生
產(chǎn)上節(jié)約原料成本, 提高飲料產(chǎn)量提供參考。
3.1.1.1 果膠酶
果膠是不同酯化度的D-半乳糖醛酸經(jīng)α-1,4 糖苷鍵連
接的一類細(xì)胞基質(zhì)多糖, 分為原果膠、果膠酯酸與果膠酸3
大類, 具有較高的束縛水的效應(yīng)和膠體穩(wěn)定性[19,20]。果蔬
中果膠物質(zhì)在破碎壓榨過(guò)程中, 因其膠體黏著性, 汁液流
出受阻, 果膠酶能夠分解果膠物質(zhì), 降低汁液粘度、提高原
表1 酶的種類及其催化反應(yīng)類型
Table 1 The type and the catalytic reaction of enzyme
分類 常見酶 催化反應(yīng)類型
氧化還原酶類 酚酶、脂肪氧合酶、過(guò)氧化物酶 氧化還原反應(yīng)
轉(zhuǎn)移酶類 轉(zhuǎn)氨酶 基團(tuán)轉(zhuǎn)移, 從一個(gè)分子到另一個(gè)分子
水解酶類 淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、果膠酶 水解斷裂
裂合酶類 醛縮酶、脫羧酶 向雙鍵加入基團(tuán)或其逆反應(yīng)
異構(gòu)酶類 葡萄糖磷酸異構(gòu)酶 分子內(nèi)重排, 形成異構(gòu)體
連接酶類 谷氨酰胺合成酶
通過(guò)與三磷酸腺苷裂解相偶聯(lián)的縮合反應(yīng)形成碳
碳、碳硫、碳氧、碳氮單鍵
3278 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào) 第5 卷
表2 常用酶制劑的組成及其作用
Table 2 Composition and function of the commonly used enzyme preparations
酶種類 組成 作用與用途 參考文獻(xiàn)
果膠酶
果膠酯酶、原果膠酶、聚半乳糖醛酸酶、果
膠裂解酶、果膠酸裂解酶
分解細(xì)胞壁中的果膠物質(zhì), 克服壓榨困難,
提高果蔬汁出汁率, 利于沉淀的分離
Doco 等[11]; Sharma
等[12]
纖維素酶
內(nèi)切葡聚糖酶、外切纖維二糖水解酶、β-葡
萄糖苷酶
降解纖維素, 提高細(xì)胞壁通透性釋放細(xì)胞
內(nèi)容物, 提高果蔬汁出汁率
秦星等[13]
淀粉酶 α-淀粉酶、β-淀粉酶、異淀粉酶 水解淀粉, 避免果蔬汁混濁 秦星等[13]
漆酶
氧化多酚類物質(zhì), 防止褐變, 保持果蔬汁
色澤, 避免二次沉淀
單麗君和鄭曉冬
[14]
葡萄糖氧化酶
利用分子氧或原子氧氧化葡萄糖, 保持果
蔬汁色澤
刑良英等[15]; 馬清
河等[16]
柚苷酶 α-鼠李糖苷酶、β-葡萄糖苷酶 水解柚皮苷, 主要用于柑橘果汁脫苦 潘利華等[17]
料出汁率和利用率[21]。邵勤等[22]發(fā)現(xiàn)果膠酶酶解晚香梨出
汁率能提高17.8%~20.99%, 總酸含量最大可由0.3414%增
加至0.6842%; Joshi 等[23]用來(lái)源于黑曲霉的果膠酯酶處理
不同果汁, 桃汁、李子汁、梨汁和杏汁的出汁率提高了
12%~30%, 果汁糖分和總固形物含量均有少量增加; 杜磊
[24]發(fā)現(xiàn)果膠酶用量0.79g/L、酶解溫度50℃、復(fù)合果蔬汁
pH 值3.75 條件下酶解時(shí)間5 h 后, 草莓胡蘿卜復(fù)合果蔬汁
出汁率、透光率、可溶性固形物含量分別為88.73%、
80.34%、10.8%, 結(jié)果表明, 在合適的條件下, 果膠酶不僅
能提高草莓胡蘿卜復(fù)合果蔬汁的出汁率, 還可以有效除去
其中的果膠物質(zhì)。綜上可知, 果膠酶對(duì)提高果蔬汁出汁率
等指標(biāo)起重要作用。
3.1.1.2 纖維素酶
纖維素酶因可降解植物細(xì)胞壁的纖維素, 常被用來(lái)
提高果蔬的出汁率和可溶性固形物含量。任大明等[25]用纖
維素酶處理菠菜汁, 出汁率可提高4%~15.5%, 同時(shí)不溶
性殘?jiān)鼫p少了9.3%~14.3%; Wang 等[26]用含有不同酶活的
果膠酶、纖維素酶、花青素酶的復(fù)合酶制劑對(duì)黑莓汁處理,
出汁率為83.33%~85.8%, 相比未經(jīng)酶處理組提高了
11.33%~13.8%; 陳學(xué)紅等[27]研究纖維素酶酶解綠蘆筍對(duì)
其出汁率及品質(zhì)的影響, 發(fā)現(xiàn)纖維素處理后的綠蘆筍出汁
率為68.95%, 比未處理的增加了27.20%, 綠蘆筍汁的色澤
亮度有所增加, 可溶性固形物與總糖的含量分別提高了
1.01%、11.2%, 并且有效保持了生理活性物質(zhì)總酚與總黃
酮的含量。因此, 纖維素酶不僅可提高果蔬汁出汁率, 而且
能改善部分果蔬汁的品質(zhì)。
3.1.1.3 淀粉酶
由于制汁用的水果一般在未成熟時(shí)采收, 并在低溫
條件下貯藏相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間, 這種條件下水果果漿含有
大量的淀粉, 在加工過(guò)程中易引起渾濁, 使生產(chǎn)過(guò)程變得
困難。α-淀粉酶能不規(guī)則地水解淀粉、糖原并降解內(nèi)部
α-1,4 葡萄糖苷鍵, 生成可溶性的糊精、葡萄糖和麥芽糖,
使膠狀的粘度下降。王辰等[28]通過(guò)比較熱水浸提法和α-
淀粉酶酶解法對(duì)蓮子的提汁效果, 發(fā)現(xiàn)酶解法和熱水浸提
法的提取率分別為85.1%、28.67%, 酶解法不僅使提取率
提高了56.43%, 而且總糖含量也提高9.5%, 大大提高原材
料的利用率和營(yíng)養(yǎng)成分并縮短了加工時(shí)間。陳杰華等[29]研
究表明, 紫馬鈴薯漂燙加水打漿后, 加入0.05%果膠酶和
0.03%淀粉酶, 60 ℃條件下作用3 h, 獲得理想的紫馬鈴薯
汁, 其出汁率、澄清度和花色苷含量分別為49.14%、
68.1%、88 mg/L; 夏慧玲等[30]用0.7%的纖維素酶和80 U/g
的α-淀粉酶在加水量與薯液比5:1、pH 6.5 條件下對(duì)紅薯
協(xié)同處理3 h 后, 漿液粘度降低、紅薯漿出汁率高達(dá)42%.。
因此, 為了更大程度地提高果蔬出汁率, 在實(shí)際生產(chǎn)中
常混合幾種酶共同使用。
3.1.2 酶制劑提高果蔬汁出汁率工藝條件優(yōu)化
果蔬的種類很多, 不同果蔬漿酶解液化適用的酶種
類不同; 不同果蔬汁, 其液化效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)不同, 部分
果蔬汁除了要考慮出汁率、還需考慮濁度、粘度、花青素
含量等指標(biāo); 酶解工藝條件中的各參數(shù)如酶添加量、不同酶
的比例、酶解溫度、酶解時(shí)間對(duì)不同果蔬漿的影響程度不同,
例如果膠酶酶解酸櫻桃果漿時(shí), 對(duì)提高出汁率影響由大到
小分別是酶解溫度、酶添加量和酶解時(shí)間[31], 而纖維素酶和
果膠酶酶解胡蘿卜漿和南瓜漿時(shí), 酶解工藝參數(shù)的影響先
后順序分別是果膠酶添加量、纖維素添加量、酶解溫度、酶
解時(shí)間[32]。實(shí)際生產(chǎn)中, 可根據(jù)不同的果蔬原料的種類、品
種、成熟度等具體情況來(lái)選擇合適的酶制劑, 合理的評(píng)價(jià)指
標(biāo)以評(píng)定酶解效果好壞及適宜的工藝條件處理果蔬漿, 能
夠達(dá)到令人滿意的液化效果。許多研究選取某種工藝優(yōu)化方
法如正交試驗(yàn)、響應(yīng)面試驗(yàn)和相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)與作用效果來(lái)
篩選適宜的酶解條件, 得到了不同果蔬汁酶解的最佳工藝,
見表3, 為其工業(yè)化生產(chǎn)提供了一定的指導(dǎo)作用。
第10 期 劉蘇蘇, 等: 酶制劑在果蔬汁澄清及加工中的應(yīng)用研究進(jìn)展 3279
表3 酶制劑提高不同果蔬汁出汁率工藝優(yōu)化比較
Table 3 Comparison of the process optimization of enzymic preparation to increase the rate of different fruit and vegetable
juice
酶種類 樣品 工藝優(yōu)化方法 評(píng)價(jià)指標(biāo)與效果 最佳工藝條件 參考文獻(xiàn)
果膠酶
酸櫻桃果
漿
單因素試驗(yàn)與正
交試驗(yàn)
出汁率87.17%, 提高了
5.84%; 濁度1.25 NTU
酶添加量1.6 mL/kg、酶解溫度55 ℃、
酶解時(shí)間3.5 h
張圓圓等[31]
纖維素酶和
果膠酶
南瓜漿
單因素與正交試
驗(yàn)
出汁率達(dá)89.3%; 固形物
含量達(dá)6.98 Brix
料水比2:1(w:w)、纖維素酶0.15 mL/kg、
果膠酶0.20 mL/kg、酶解溫度45 ℃、酶
解溫度120 min
陳望華[32]
胡蘿卜漿
出汁率83.3%; 固形物含
量4.2 Brix
料水比1:1、纖維素酶0.15 mL/kg、果膠
酶0.3 mL/kg、酶解溫度50 ℃、酶解時(shí)
間120 min
果膠酶
接骨木霉
果漿
響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)
出汁率為77%; 濁度128
FNU; 花青素含量2380
mg/kg
酶添加量0.12 mL/100 g 、酶解溫度
63 ℃、酶解時(shí)間30 min
Landbo
等[33]
果膠酶和
纖維素酶
胡蘿卜漿 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)
出汁率74.3%, 增加了
13.95%; 粘度由1.07 cP 降
至0.45 cP
果膠酶: 纖維素酶3.84:6.16、添加量
210.7 mg/kg、酶解溫度47 ℃、酶解時(shí)間
130 min
Sharma
等[34]
果膠酶 綠蘆筍漿 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn) 果汁出汁率增加39.6% 果膠酶濃度1.45%、酶解溫度40.56 ℃、
pH 4.43
Chen 等[35]
由果膠酶、纖維素
酶、木聚糖酶和β-
葡聚糖酶組成的
復(fù)合酶
紅菇娘果
漿
單因素與正交試
驗(yàn)
出汁率為83.26%, 提高
5%左右; 還原糖含量為
52.1 mg/g
復(fù)合酶添加量0.3 g/L、酶解溫度65 ℃、
酶解時(shí)間70 min
徐偉等[36]
3.2 酶制劑在果蔬汁澄清方面的應(yīng)用
果蔬中果膠、可溶性淀粉、蛋白質(zhì)及微小懸浮顆粒等
物質(zhì), 易隨榨汁的進(jìn)行而混溶在果蔬汁中, 導(dǎo)致果蔬汁的
混濁或沉淀, 影響產(chǎn)品質(zhì)量。酶法澄清處理是果蔬汁加工
中應(yīng)用較廣泛的澄清方法, 常用的酶有果膠酶和纖維素酶
等。Pinelo 等[37]發(fā)現(xiàn)蛋白酶處理能立即明顯地降低櫻桃汁
濁度, 冷藏過(guò)程中對(duì)澄清效果影響較小, 果膠酶作用效果
正好相反, 在果膠酶中加入酚酸能進(jìn)一步減小櫻桃汁的濁
度。酶制劑在果蔬汁澄清方面的應(yīng)用較多, 如Sandri 等[38]
研究發(fā)現(xiàn)從黑曲霉中提取的果膠酶對(duì)蘋果果汁、草莓果汁、
椰子果汁和葡萄果汁具有較好的澄清效果, 其用量是1
U/mL 果汁, 反應(yīng)溫度在30℃~50℃范圍內(nèi), 且此范圍內(nèi)溫
度升高對(duì)澄清效果影響不明顯, 作用時(shí)間在30~60 min 內(nèi),
作用時(shí)間越長(zhǎng), 澄清效果越好; Tu 等[39]用聚半乳糖醛酸酶
處理木瓜汁, 其粘度降低至17.6%, 透光率升高至59.1%;
Dey 等[40]從曲霉菌中提取的聚半乳糖醛酸酶澄清蘋果汁,
蘋果汁粘度降低38%, 透光率達(dá)到93%。由于不同酶的作
用機(jī)制不同, 因此在果蔬汁的澄清工藝中常采用幾種酶協(xié)
同處理以提高澄清效果, 如Diaz 等[41]在葡萄果渣和橙子皮
中提取出含木聚糖酶、外切聚半乳糖醛酸酶、羧甲基纖維
素酶的混合酶, 發(fā)現(xiàn)該混合酶能降低橙子汁濁度和粘度,
提高果汁的透明度; 諶國(guó)蓮等[42]研究了纖維素酶、果膠酶、
木瓜蛋白酶、α-淀粉酶聯(lián)合使用對(duì)澄清荔枝果汁的應(yīng)用,
所得荔枝澄清汁與原汁相比, 穩(wěn)定性、可溶性固形物、總
酸、總糖、還原糖和氨基酸含量均得到提高。
3.2.1 酶法與其他澄清方法對(duì)果蔬汁澄清效果的對(duì)比研究
酶液化處理果蔬不僅可以大大提高果蔬汁的出汁率、
透光率和澄清度、能較好地保持果蔬汁的營(yíng)養(yǎng)成分, 而且
對(duì)后續(xù)榨汁和過(guò)濾有重要意義[43]。因而, 酶法逐漸取代傳
統(tǒng)的澄清方法, 在果蔬汁加工中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。表4
中對(duì)比了果膠酶與殼聚糖及一些傳統(tǒng)澄清方法對(duì)不同果蔬
汁的澄清效果, 發(fā)現(xiàn)針對(duì)不同的果蔬汁, 其適合的澄清劑
不同?？傮w而言, 果膠酶和殼聚糖相比其他傳統(tǒng)澄清方法
表現(xiàn)出更大優(yōu)勢(shì), 對(duì)部分果蔬汁, 殼聚糖比酶法的澄清效
果更好, 是由于殼聚糖與蛋白質(zhì)和碳水化合物間具有相互
作用, 這種作用取決于pH 值和果膠的酯化程度[44,45]。因此,
要使酶法在果蔬汁澄清方面領(lǐng)先于其他方法, 還需做更大
努力。
3.2.2 酶法與其他澄清方法聯(lián)合澄清果蔬汁
在實(shí)際生產(chǎn)中, 酶法除了通過(guò)復(fù)合幾種不同的酶制
劑使澄清效果良好, 還通常與其他澄清方法聯(lián)合澄清以達(dá)
到更好的澄清效果, 如與明膠、皂土、PVPP、殼聚糖、超
濾等澄清方法聯(lián)合澄清, 見表5, 其中超濾早在1999 年因
3280 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào) 第5 卷
表4 酶法與其他澄清方法對(duì)果蔬汁澄清效果的對(duì)比研究
Table 4 Comparason of enzymatic with other clarification methods in clarification effects of fruit and vegetable juice
對(duì)比方法 樣品 對(duì)比結(jié)果 參考文獻(xiàn)
果膠酶與甘草、明膠、
蜂蜜、硅藻土等對(duì)比
枸杞汁
硅藻土澄清效果最好, 但可滴定酸和可溶性固形物損失量大。其次是對(duì)可滴定
酸和可溶性固形物無(wú)顯著影響的果膠酶。蜂蜜雖然會(huì)使枸杞汁感官質(zhì)量有所提
高, 但澄清效果不佳
胡云峰等[46]
果膠酶與殼聚糖對(duì)比 百香果汁
殼聚糖能顯著降低果汁的濁度與顏色, 果膠酶只減小果汁的粘度, 殼聚糖
的澄清效果比果膠酶好
Domingues 等
[47]
復(fù)合果膠酶、單一果
膠酶與明膠、殼聚糖
對(duì)比
番荔枝汁
添加量均為0~2 mL/100 g 范圍內(nèi), 澄清效果: 復(fù)合酶＞明膠＞單一果膠酶
＞殼聚糖。隨著濃度增大, 隨后透光率變趨于平緩, 復(fù)合酶處理后透光率最
高達(dá)98%
丁利君等[48]
果膠酶與殼聚糖、明
膠對(duì)比
山楂混濁汁
殼聚糖澄清處理效果好, 產(chǎn)品殺菌后穩(wěn)定性較好。短時(shí)間內(nèi)果膠酶和明膠
澄清效果較差, 殺菌后產(chǎn)品穩(wěn)定性差
徐文鑫[49]
表5 酶法與其他澄清方法聯(lián)合澄清果蔬汁
Table 5 Combination enzymatic with other methods to clarify fruit and vegetable juice
聯(lián)合方法 樣品 澄清工藝參數(shù) 結(jié)論 參考文獻(xiàn)
聚半乳糖醛酸酶
與明膠作用
蘋果汁
15 IU/mL 酶制劑、0.01%
明膠、在45 ℃下維持6 h
聯(lián)合澄清是單獨(dú)使用酶澄清效果的1.5-2 倍。濁度比
空白對(duì)照樣降低35.5%, 透光率大于空白對(duì)照樣的
143%。在常溫下放置2 個(gè)月后不出現(xiàn)混濁現(xiàn)象
Singh 和Gupta
[51]
果膠酶與明膠作
用
馬蹄汁
果膠酶用量0.276%、明
膠用量0.034% 溫度為
50 ℃、pH 值5.0
果膠酶與明膠共同作用后, 果膠酶的使用量減少
0.099%, 馬蹄汁的透光率高達(dá)99%
劉進(jìn)杰等[52]
果膠酶與明膠或
皂土或PVPP 作
用
黑莓果汁
果膠酶添加量0.03 g/dL、
45 ℃下酶解2 h 后, 再
添加0.03 g/dL 明膠
果膠酶處理后透光率為49.5%, 濁度為2.8 NUT, 黑
莓果汁澄清效果得到提升, 加入明膠后透光率提高
至64.4%, 濁度降低至0.54 NUT, 果汁30 d 不出現(xiàn)沉
淀, 而酶處理后加入PVPP、皂土第6 d 出現(xiàn)二次沉淀
謝志鐳等[53]
果膠酶與PVPP、
殼聚糖作用
雪梨汁
0.2 mL/L 果膠酶、0.3
g/LPVP、0.4 g/L 殼聚糖
采用果膠酶、PVPP 和殼聚糖共同澄清梨汁, 透光率
可達(dá)90%以上, 比單獨(dú)使用果膠酶提高近14%
孫珊珊等[54]
果膠酶與超濾共
同作用
檸檬汁
果膠酶濃度為600 U/L、
溫度為30 ℃、時(shí)間30
min 后, 截留分子量為15
kDa 的超濾膜處理
經(jīng)果膠酶作用, 粘度和濁度各降低了77%、47%; 進(jìn)
一步經(jīng)截留分子量為15 kDa 的超濾膜處理后, 二者
降低值均超過(guò)96%, 所得的檸檬汁澄清又穩(wěn)定, 放置
3 個(gè)月后仍未檢測(cè)出微生物
Maktouf 等[55]
能夠去除比膜截留分子量大的所有物質(zhì), 被廣泛用于穩(wěn)定
果汁[50]。活性酚類物質(zhì)易與活性蛋白結(jié)合形成的蛋白質(zhì)-
酚類大分子聚合物, 引起果汁或濃縮果汁的二次沉淀, 單
麗君和鄭曉冬[14]報(bào)道, 漆酶與超濾聯(lián)用時(shí), 不需額外添加
澄清劑能夠生產(chǎn)出穩(wěn)定色澤和香味穩(wěn)定的蘋果汁。
3.3 酶制劑改善果蔬汁感官品質(zhì)方面的應(yīng)用
果蔬汁色澤、香氣、風(fēng)味等感官品質(zhì)是影響其質(zhì)量高
低的主要因素, 在生產(chǎn)加工中保持果蔬汁色澤、避免香氣
與風(fēng)味的損失顯得尤其重要。夏美茹等[56]發(fā)現(xiàn)單獨(dú)使用葡
萄糖氧化酶, 樹莓清汁易褪色, 在pH 為3.5 時(shí)與過(guò)氧化氫
酶以1:5 的比例添加0.5 g/L 其使用效果最好; 周晶晶等[57]
發(fā)現(xiàn)葡萄糖氧化酶能夠有效減緩百香果渾濁果汁中花色苷
降解速率, 低溫效果更明顯。因此, 葡萄糖氧化酶應(yīng)用于果
蔬汁加工中具有多種作用。柑橘類果汁中所含的檸檬苦素、
新橙皮苷和柚皮苷等易使果汁呈苦味, 柚苷酶可將檸檬苦
素等苦味物質(zhì)轉(zhuǎn)化成不含苦味的物質(zhì), 用于果汁的脫苦[17],
與淀粉酶和聚半乳糖醛酸酶共同固定用于果蔬汁中的淀粉
和果膠的水解, 效果比單獨(dú)固定淀粉酶和果膠酶更好[58]。
β-葡萄糖苷酶能水解結(jié)合于末端非還原的β-葡萄糖苷, 同
時(shí)釋放出葡萄糖和相應(yīng)的配基, 是纖維素酶中的一種。
Riou 等[59]從米曲霉中分離出可耐受高葡萄糖的β-葡萄糖
苷酶, 可將鮮葡萄汁中香葉醇、沉香醇、橙花醇從相應(yīng)的
單萜-β-葡萄糖苷中游離出來(lái), 促進(jìn)果汁香氣形成; 潘利華
等[60]利用β-葡萄糖苷酶對(duì)胡柚汁進(jìn)行脫苦, 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,
200 U/L 的β-葡萄糖苷酶在50 ℃, pH 5 的條件下處理胡柚
第10 期 劉蘇蘇, 等: 酶制劑在果蔬汁澄清及加工中的應(yīng)用研究進(jìn)展 3281
汁1 h, 能保證在對(duì)Vc 等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失不明顯的情況下達(dá)
到良好的脫苦效果, 且酶的添加量對(duì)脫苦效果影響不明顯;
宛曉春等[61]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), β-葡萄糖苷酶能夠釋放檸檬汁中的
萜類化合物, 增加檸檬汁的香氣。因此, β-葡萄糖苷酶不僅
可以減緩果汁苦味, 還有助于增加其香味。
4 酶制劑在果蔬汁加工中的發(fā)展前景與展望
對(duì)于果蔬加工中難以控制的褐變問題, 通過(guò)遺傳定
位和轉(zhuǎn)基因等生物技術(shù)方法, 向易褐變的果蔬中加入轉(zhuǎn)入
外源多酚氧化酶基因, 從根本上降低多酚氧化酶的活性以
控制酶促褐變; 在果蔬汁穩(wěn)定性方面, 研究蛋白質(zhì)-酚類物
質(zhì)大分子聚合物的形成條件, 探索引起果蔬汁后渾濁的機(jī)
制, 尋找適合的酶制劑從根本上控制果蔬汁加工與貯藏過(guò)
程中的渾濁現(xiàn)象。
尋求具有高親和性、反應(yīng)功能基團(tuán)多樣化、生物相容
性好、制備簡(jiǎn)單和價(jià)廉易得的載體材料, 將酶與固定化材
料相結(jié)合, 提高酶活性、優(yōu)化酶的理化性質(zhì)、加快酶反應(yīng)
速度和提高酶的穩(wěn)定性, 提高酶制劑的利用率及其再生活
性、節(jié)約成本, 以實(shí)現(xiàn)果蔬汁加工中酶處理的連續(xù)化生產(chǎn)。
隨著市場(chǎng)需求的多樣化發(fā)展及技術(shù)的進(jìn)步, 用于果
蔬汁加工中的酶制劑品種也在不斷地增加, 為進(jìn)一步改善
果蔬汁營(yíng)養(yǎng)及各方面的品質(zhì), 滿足各類消費(fèi)人群, 可以通
過(guò)基因工程等技術(shù)擴(kuò)展酶基因來(lái)源, 提高酶的產(chǎn)量與純度,
降低酶制劑的生產(chǎn)成本, 以實(shí)現(xiàn)不同功能特性的酶制劑在
果蔬汁加工中得以應(yīng)用。
酶在果蔬汁加工中的應(yīng)用已取得了較大突破, 隨著
生物技術(shù)的發(fā)展, 酶在果蔬汁加工中的應(yīng)用將會(huì)有更美好
的前景。
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(責(zé)任編輯: 白洪健)
作者簡(jiǎn)介
劉蘇蘇, 碩士研究生, 主要研究方向
為農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。
E-mail: liususu1129@163.com
呂長(zhǎng)鑫, 教授, 主要研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)
品貯藏加工與食品資源開發(fā)。

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