酶解法提高茂谷桔橙出汁率的研究

酶解法提高茂谷桔橙出汁率的研究
王琦;余亚白;高慧颖;陈源;赖呈纯
【摘要】The factors including type of enzyme, enzyme dosage, pH, reaction temperature and reaction time which influence the juice yield of Murcott were studied by using single factor test and orthogonal test. The optimal condi- tions for the Murcott juice yield were as followed: equal proportions of pectinase X1 and multiplexed pectinase GM, enzyme dosage 3500 IU/kg, juice's pH value 4. 2, temperature 40℃, reaction time 1 hour, and the juice yield reached to 80.77%, which is 18.71% higher compared to juice yield without enzyme (68.04%).%通过单因素实验及正交试验研究酶种类、酶用量、反应pH、反应温度、反应时间等因素对茂谷桔橙出汁率的影响，筛选确定提高茂谷桔橙出汁率的最适条件，即使用果胶酶X1和果浆复合酶GM1：1混合酶、酶用量3500IU／kg、原汁pH值（4．2）、温度40℃、反应时间1h，出汁率80．77％，比未进行酶解工艺出汁率（68．04％）高18．71％。

【期刊名称】《台湾农业探索》
【年(卷),期】2012(000)004
【总页数】3页(P67-69)
【关键词】茂谷桔橙;出汁率;果胶酶;果浆复合酶;正交试验
【作者】王琦;余亚白;高慧颖;陈源;赖呈纯
【作者单位】福建省农业科学院农业工程技术研究所,福建福州350003;福建省农
业科学院农业工程技术研究所,福建福州350003;福建省农业科学院农业工程技术
研究所,福建福州350003;福建省农业科学院农业工程技术研究所,福建福州350003;福建省农业科学院农业工程技术研究所,福建福州350003
【正文语种】中文
【中图分类】S666.1;TS255.44
我国是世界柑桔主产国，柑桔汁加工业已起步，但受制于我国甜橙原料生产的弱势，进程曲折，发展缓慢。

长期以来制汁原料问题一直制约着我国橙汁产业的发展。

但是我国除甜橙外还有许多优质的柑桔品种，制备高档的特色柑桔果汁仍有一定的市场潜力。

茂谷桔橙是由台湾引进的宽皮桔与橙的杂交种，其果肉细嫩化渣，浓甜，可溶性固形物含量16．6%，最高18．3%，酸度0．59%，维生素 C含量
41．0mg／hg［1］，类胡萝卜素含量（4．49±0．03）mg／hg （鲜重）［2］。

茂谷桔橙果汁富含保健成分，具有较好的抗氧化能力，与芭乐相比较，其SOD活性和总酚含量相近，总抗氧化能力为芭乐的60%，清除羟自由基能力为芭乐的2．2倍［3］。

因此，茂谷桔橙是制备特色的、保健的高档柑桔果汁的理想
原材料。

本研究利用酶对细胞壁具降解作用，用酶解法来提高茂谷桔橙的出汁率，并确定最佳酶解条件。

1 材料和方法
1．1 材料与仪器
茂谷桔橙采摘自福建农业科学院的果园基地。

供试试剂：果胶酶X1（以下简称酶
X1，酶活25000IU／mL）、果浆复合酶 GM （以下简称梅GM，酶活30000IU
／mL，含果胶酶、半纤维素酶和纤维素酶），均由广州裕宝生物科技有限公司提
供。

供试仪器：恒温水浴锅、pH试纸、天平、组织捣碎机、100目筛网、烧杯、玻璃棒、试管、移液枪（1～10μL）。

1．2 工艺流程
柑桔果汁的工业化生产，多采用全果或半果榨汁的方法，即通过机械强力破坏果实细胞壁得到果汁。

传统的工业榨汁率一般为40%～50%，对于原料的利用率不高。

在机械榨汁的基础上，通过采用酶法，进一步提高出汁率，并改善产品的色泽和储藏稳定性［4］，具体工艺流程为：原料选择→清洗→去皮→去籽→捣碎机捣碎→酶解→100目筛网过滤→原汁→备用［5－6］
1．3 测定方法
岀汁率＝原汁（g）／原料（g）×100%。

果胶物质定性检测：采用酒精变性法
检测［7－8］。

1．4 试验设计
单因素试验：采用不添加酶（CK）、添加酶X1、添加酶GM和同时添加酶X1
和酶GM的四个处理；酶用量采用2000IU／kg、2500IU／kg、3000IU／kg、3500IU／kg和4000IU／kg五个水平；酶解温度采用20℃、30℃、40℃、50℃和60℃五个水平；酶解时间0．5h、1．0h、1．5h、2．0h和2．5h五个水平；酶解pH 值采用3．0、3．5、4．2 （原汁）、4．5和5．0五个水平。

分别研
究其对茂谷桔橙出汁率的影响。

正交试验：在单因素试验的基础上，用酶用量、酶解温度、酶解pH值3因素作为试验因素，设计正交试验L9（33）。

以茂谷桔橙岀汁率作为效果指标，探讨酶解
的最佳工艺。

以上所用试验均重复3次，取平均值。

2 结果与分析
2．1 不同酶处理对茂谷桔橙岀汁率的影响
采用茂谷桔橙原果汁的pH 4．2，酶解温度40℃，酶解时间1品h，果胶酶用量
2000IU／kg，研究果胶酶种类对茂谷桔橙出汁率的影响。

结果（表1）表明，加酶组的出汁率比不加酶（CK）组明显提高，不同种类酶间出汁率相近，酶X1与酶GM混合的出汁率最高，为76．54%。

主要原因是酶X1以果胶酶为主，能破坏柑桔中的果胶，而酶GM中除了含有果胶酶还含有半纤维素酶和纤维素酶，同时使用这两种酶不仅能对茂谷桔橙中含有的大量果胶进行破坏，还能破坏纤维素及半纤维素结构，提高出汁率。

2．2 酶X1和酶GM混合用量对茂谷桔橙岀汁率影响
采用茂谷桔橙原果汁的pH值，酶解温度40℃，酶解时间1h，酶为酶X1和酶GM以1∶1混合酶，分析不同酶用量对茂谷桔橙岀汁率的影响。

结果（表2）表明，随着酶用量的增加，出汁率逐渐提高，当酶用量为3500IU／kg时出汁率最高，为79．55%，继续增加酶用量，出汁率不变。

表1 不同酶处理对茂谷桔橙岀汁率的影响注：用“－”表示果汁中的无果胶物质存在；用“＋”表示有果胶物质存在；“＋”愈多则果胶愈多，下同。

处理出汁率（%）果胶物质检测不加酶（CK）68．04 ＋＋＋酶X1 75．86 ＋＋酶GM 75．93 ＋＋酶X1＋酶GM 76．54 ＋＋
表2 酶X1和酶GM不同混合用量对茂谷桔橙岀汁率影响果胶酶用量（IU／kg）出汁率（%）果胶物质检测2000 76．84 ＋＋2500 77．90 ＋＋3000 78．41 ＋3500 79．55 ＋4000 79．53 ＋
2．3 不同酶解温度对茂谷橙岀汁率影响
采用原果汁pH值，酶解时间为1h，酶为酶X1和酶GM 1∶1混合酶，酶添加量为3000IU／kg，来确定酶解的最适温度。

结果（表3）表明，在50℃时出汁率最高为78．80%，温度继续上升时出汁率反而下降，说明达到60℃时，混合酶已经被高温破坏，开始失活。

表3 不同酶解温度对茂谷桔橙岀汁率影响酶解温度（℃）出汁率（%）酒精实验
20 77．02 ＋30 77．55 ＋40 78．20 ＋50 78．80 ＋＋60 77．92 ＋＋
2．4 不同酶解时间对茂谷桔橙岀汁率影响
采用原果汁pH值，酶解温度为40℃，酶为酶X1和酶GM 1∶1混合酶，酶用量为3000IU／kg，以研究不同酶解时间对茂谷橙岀汁率影响。

结果（表4）表明，随着酶解时间的延长，出汁率逐渐提高，当酶解时间到达1h后，随时间的增加，出汁率提高并不是十分明显。

2．5 不同酶解pH值对茂谷橙岀汁率影响
采用酶为酶X1和酶GM以1∶1混合酶，酶解时间1h，酶解温度40℃，酶用量
为3000IU／kg，研究不同酶解pH值对茂谷桔橙岀汁率的影响，寻求最适pH值。

从试验结果（表5）可以看出，在原汁pH4．2值时，出汁率最高为78．38%。

当高于此pH值时出汁率反而下降。

这是由于pH值过高导致酶开始失活。

因此，原汁pH值（4．2）为最适pH值。

表4 不同酶解时间对茂谷橙岀汁率影响酶解时间（h）出汁率（%）果胶物质检
测0．5 77．07 ＋＋1．0 78．22 ＋1．5 78．25 ＋2．0 78．23 ＋2．5 78．28 ＋
表5 不同酶解pH值对茂谷桔橙岀汁率的影响酶解pH 出汁率（%）果胶物质检
测3 75．24 ＋＋＋3．5 77．66 ＋＋4．2（原汁） 78．38 ＋4．5 76．84 ＋
＋5 76．12 ＋＋＋
2．6 最佳酶解条件正交试验分析
根据单因素试验结果，确定酶解时间1h，以酶添加量、pH、酶解温度三因素进行最佳酶解条件的正交试验（表6）。

从表6可看出，因素B的极差最大，即酶解pH值对出汁率影响最大，其次是因素A （酶添加量），最后是C （温度）。

可见，决定试验结果因素的主次关系为B＞A＞C，且最适组合为A3B2C1，即在酶
解时间为1h条件下，果胶酶用量为3500IU／kg，pH 为4．2 （原汁），酶解温
度为40℃，出汁率达到最高，为80．77%，比未进行酶解工艺出汁率（68．04%）高18．71%。

添加酶能有效地提高茂谷桔橙的出汁率，提高其作为果汁原料的商品价值。

通过正交试验优化，应用果胶酶提高茂谷桔橙出汁率的最佳工艺条件为：采用果胶酶X1
和果浆复合酶GM1∶1混合酶解、酶解时间为1h、酶用量为3500IU／kg、反应
温度在40℃、在茂谷桔橙原汁pH 4．2条件下出汁率最高，为80．77%，比未
进行酶解工艺出汁率（68．04%）相对高出18．71%。

3 结论
表6 三因素酶解正交实验结果试验号 A酶添加量（IU／kg）B pHC温度（℃）出汁率（%）77．07 1 1（3000） 1（3．5） 1（40）2 1 2（4．2原汁） 2（60）78．23 3 1 3（4．5） 3（50） 77．34 4 2（2500） 1 2 76．55 5 2 2 3 79．74 6 2 3 1 78．17 7 3（3500） 1 3 77．93 8 3 2 1 80．77 9 3 3 2 77．10 K1 238．54 240．75 241．71 K2 241．36 245．14 238．99 K3 241．80 235．82 241．01 721．71（T）k1 79．51 80．25 80．57 k2 80．45 81．71 79．66 k3 80．60 78．61 80．34 80．19（k）R 0．94 1．64 0．67主次关系 B＞A＞C
参考文献：
［1］余亚白，林斌，王琦，等．晚熟优质柑桔“茂谷橘橙”的选育［J］．福建
农业学报，2010，25 （2）：167－169．
［2］高慧颖，王琦，陈源，等．茂谷橘橙中类胡萝卜素含量的研究［J］．福建
农业学报，2010，25 （2）：197－200．
［3］王琦，余亚白，赖呈纯，等．几种台湾水果的抗氧化能力研究［J］．福建
农业学报，2010，25 （6）：704－707．
［4］徐斐，华泽钊，王璋，等．酶法全橙汁生产工艺的研究［J］．食品工业：
软饮料特辑／果蔬汁饮料，2002（2）：4－6．
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