蓝莓澄清汁酶法制备工艺优化

张丽霞，周剑忠，黄开红．蓝莓澄清汁酶法制备工艺优化［
J ］．江苏农业科学，2012，40（12）：263－265．蓝莓澄清汁酶法制备工艺优化
张丽霞，周剑忠，黄开红
（江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏南京210014）
摘要：选用蓝莓为试验材料，采用果胶酶和果浆复合酶进行处理，探讨两酶联合使用对蓝莓汁的澄清效果。

以出汁
率为指标，
通过正交试验对酶解工艺进行优化。

结果表明，最佳酶解工艺条件为果胶酶与果浆复合酶酶活比为1ʒ1，加酶量0．20%、酶解温度50ħ、酶解时间3h ，在此条件下，出汁率为69．50%，花色苷含量为1176．24mg /L ，固形物含量为9．5%，
pH 值为3．65。

与不加酶相比，出汁率提高72．67%，品质得到改善。

关键词：蓝莓；澄清；复合酶解；出汁率；正交试验中图分类号：TS255．44文献标志码：A 文章编号：1002－1302（2012）12－0263－03
收稿日期：2012－05－08
基金项目：江苏省农业科技自主创新资金［编号：CX （11）2066］。

作者简介：张丽霞（1979—），女，河南驻马店人，博士，助理研究员，研
究方向为生物技术与食品资源高效利用。

E －mail ：zlx5885@163．com
通信作者：周剑忠，研究员。

Tel ：（025）84392177；E －mail ：zjzluck@yahoo．com．cn 。

蓝莓（Vaccinium spp．）在我国主要有四大种植区域：长白山、
大小兴安岭产区，辽东半岛、胶东半岛产区，长江流域产区，华南产区。

南京溧水县蓝莓种植面积约133．3hm 2。

蓝莓浆果呈深红、紫红、蓝紫色或黑色，果肉细腻，种子极小，甜
酸适度，
且具有香爽宜人的香气，含有多种活性物质，如花青素、黄酮醇、酚酸等，这些活性物质使其具有防止脑神经老化、强心、抗癌、软化血管、增强人机体免疫力等多种药理活性。

美国农业部人类营养研究中心称，蓝莓是其研究过的40多种果蔬中抗氧化成分最丰富的一种。

据测算，我国野生蓝莓的年产量约100万t ，而各厂家年收购加工量只在1000t 以下，约为野生产量的0．1%。

可见，蓝莓资源有待于开发利用。

蓝莓含有大量具有多种药理活性的花色苷。

研究表明蓝莓花色苷具有抗氧化、改善视力、预防眼疾、抑制及逆转人体衰老、抗癌、改善血液循环、预防心血管疾病、预防和治疗关节炎［1－8］等多种药理活性。

蓝莓极不耐贮存，有较强的加工属性，将其制成澄清汁具有巨大的市场潜力。

果胶酶能分解果
胶质，
改善压榨性能，而且能增加果汁中的芳香风味成分，减少果渣数量，同时有利于后续的澄清、过滤和浓缩。

目前，果胶酶酶解澄清技术在黑莓、苹果、阳桃、桑果、荔枝等果汁澄清方面已有较多报道
［9－13］。

而果胶酶和果浆复合酶两酶联合
使用对果汁的澄清效果未见报道。

本试验针对蓝莓压榨出汁率低的主要原因，采用果胶酶应用于蓝莓汁生产的澄清工艺，通过正交试验对工艺条件进行优化，目的在于提高蓝莓汁的出汁率和澄清度，保持蓝莓特有的营养成分，为蓝莓汁的深加工及产品开发提供科学依据。

1材料与方法
1．1
试剂与材料
蓝莓（兔眼，单冻）：南京新得力食品有限公司；果胶酶：
济宁生物工程有限公司；其他化学试剂，均为分析纯。

1．2
仪器与设备
UV －1600PC ，紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有
限公司；WZS －Ⅰ型阿贝折光仪上海试验仪器厂；RE －600旋
转蒸发仪，
上海亚荣生化仪器厂；XYJ －2型台式高速离心机，江苏省金坛市恒丰仪器制造有限公司；LC －210．2精密电子
天平，德国赛多利斯股份有限公司；HH 系列超级恒温水浴锅；DS －1高速组织捣碎机和冰箱等。

1．3试验方法
1．3．1
蓝莓汁的酶解制备
工艺流程：冻结的蓝莓→4ħ解
冻→蒸汽热烫→冷却→打浆→酶解→榨汁→灭酶→离心→澄清的蓝莓汁。

酶解：冻结的蓝莓于4ħ解冻12h 后蒸汽热烫3min ，用组织捣碎机破碎30s 得到蓝莓浆。

果胶酶和果浆复合酶（按质量比1ʒ1混合均匀）分别用去离子水稀释10倍后加入蓝莓浆中，
按50ħ保温搅拌3h ，按照因素水平表进行酶解试验，酶解后榨汁并加热到90ħ灭酶5min ，冷却至室温，然后4500r /min 离心15min ，上清液即为蓝莓汁。

出汁率=
蓝莓汁的质量
蓝莓浆的质量
ˑ100%
1．3．2
花色苷含量的测定
蓝莓花色苷的测定参考Wrols-
tad 等的方法
［14－15］
进行。

直接取稀释后的蓝莓汁测定。

取2
个10mL 容量瓶各加入1mL 上述提取液，分别用pH 值1．0
的缓冲液［0．2mol /L KCl ʒ0．2mol /L HCl =25ʒ67（V /V ）］和pH 值4．5的缓冲液［1mol /L NaAc ʒ1mol /L HCl ʒH 2O =100ʒ60ʒ90（V ʒV ʒV ）］定容，在冰箱中避光静置2h ，分别在520、
700nm 下测吸光值D 。

花色苷含量按下式计算（结果以矢车菊－3－葡萄糖苷计）：
蓝莓汁花色苷含量（mg /L ）=D ˑMW ˑDF ˑ1000
εˑ1
式中：D =（D 520nm －D 700nm ）
pH 值1．0
－（D 520nm －D 700nm ）pH 值4．5
，MW
为矢车菊3－葡萄糖苷的相对分子质量449．2，
DF 为稀释倍数10，ε为矢车菊3－葡萄糖苷的摩尔消光系数26900，1为比色皿的光程长度。

1．3．3蓝莓汁品质分析
可溶性固形物（soluble solid ，
SS ）含量：用阿贝折光仪测定；澄清度（透光度）：取离心后的上清
—
362—江苏农业科学2012年第40卷第12期
液，以去离子水作对照，用分光光度计于660nm 测定；果胶物
质的定性检测：采用变性酒精法含量法［16］。

1．3．4
酶解工艺优化试验设计本试验在单因素多水平分析基础上，
采用正交试验法优化蓝莓双酶水解的工艺条件，以出汁率为响应指标，
以加酶量、酶解温度、酶解时间3个因素为自变量进行试验，共9组试验。

影响因子水平及编码见表1。

以上酶解试验均为3个平行。

表1
因素水平水平因素
A ：加酶量（%）
B ：温度（ħ）
C ：时间（h ）
10．1452．020．2502．53
0．3
55
3．0
1．3．5
数据分析
采用SPSS 13．0统计软件对数据进行处
理，试验结果以平均值ʃ标准差（x ʃs ）表示，组间比较用单因
素方差分析（one －way ANOVA ），
两组均数之间采用q 检验，P ＜0．05为差异有统计学意义。

多样本均数之间两两比较采用q 检验，
P ＜0．05为有统计学差异。

2结果与分析2．1
单因素试验
2．1．1
加酶量对出汁率的影响加酶量对蓝莓出汁率的影
响见图1。

由图1可以看出，
加酶量在0．05% 0．30%，出汁率随加酶量的增加而增大，差异显著（P ＜0．05）。

当加酶量
为0．2%时，出汁率达到较大值，约为65．5%。

继续增加酶的用量，
出汁率提高不显著（P ＞0．05）。

考虑到生产成本，选择加酶量范围为0．1% 0．3%。

2．1．2
温度对出汁率的影响温度对出汁率的影响见图2。

由图2可见，温度对出汁率有较显著的影响（P ＜0．05），在
40 60ħ，出汁率呈先随温度升高而增加、随后又降低趋势。

考虑到温度较高时使花色苷降解，从而降低蓝莓汁的营养功能，因而酶解温度选择45 55ħ进行正交试验。

2．1．3
酶解时间对出汁率的影响酶解时间对出汁率的影
响见图3。

出汁率随时间的延长而增加，差异显著（P ＜0.05），当酶解时间为3h 时，出汁率达到较大值，约为64.5%。

继续延长酶解时间，出汁率提高不显著（P ＞0．05），因此，选择酶解时间2 3h 进行正交试验。

2．2正交试验
通过对正交试验结果（表2）的直观分析，因素B
的极差
最大，其次是C ，最后是A ，可见决定试验结果因素的主次顺
序为B ＞C ＞A 。

最适组合为A 2B 2C 3，即加酶量为0．2%，温度为50ħ，酶解时间3h 。

表2蓝莓澄清汁酶法制备工艺的L 9（34）正交试验设计与结果
序号因素
A B C 空列出汁率（%）1111130．662122260．383133325．194212342．855223162．956231265．737313234．148321364．209
332165．50
k 138．7435．8853．0453．04k 257．1862．5144．0853．42k 354．6152．1467．7044．08
R
18．43
26．63
23．62
2．3
酶解效果的评价
酶解前后营养成分分析结果见表3。

由表3可以看出，
酶解后，蓝莓汁的出汁率和花色苷含量都有大幅度提高。

澄清度和总固形物含量也有所提高。

醇试验呈阴性。

pH 值降低，总酸含量提高。

3
讨论
蓝莓果浆中含有大量的果胶、果胶纤维素，少量蛋白质、
单宁，形成一种不稳定的胶体状态，又含有纤维素、淀粉等，使得直接压榨出汁率很低，汁液浑浊不清，并且这些物质会进行
—462—江苏农业科学2012年第40卷第12期
表3酶解前后蓝莓汁营养成分的比较
组别出汁率
（%）
花色苷含量
（mg/L）
SS
（%）
D660nm醇试验pH值
不加酶40．25645．7580．605+++3．86
加酶优化69．51176．249．50．346－3．65注：试验条件为温度50ħ，酶解时间3h，结果为3次测定的平均值。

缓慢的物理变化和化学反应，导致在加工和贮藏期间的蓝莓汁或以此制成的产品变色、变浑等，影响产品质量。

因此，必须对其进行澄清。

本研究结果表明，果胶酶和果浆复合酶两酶联合使用使出汁率分别提高21．6%，花色苷含量差异显著（P＜0．05），可溶性固形物含量和澄清度差异不显著（P＞0．05）。

唐小俊等研究了果胶酶和纤维素酶两酶联合使用澄清荔枝提取液的澄清效果，结果表明，果胶酶和纤维素酶联合使用比单独使用可明显提高澄清效率，果胶酶和纤维素酶具有协同作用效果［17］。

本研究结果与该结果一致，可能是由于蓝莓汁中含有较多的果胶纤维素，纤维素类物质和果胶相互包裹在一起，使其汁液黏稠、浑浊。

果浆复合酶是含果胶酶、纤维素酶和蛋白酶等的复合酶，能降解果胶纤维素和蛋白质等。

果胶酶可以分解覆盖在纤维素表面的果胶，使纤维素类物质暴露出来，有利于纤维素酶的分解，同时，纤维素酶也可以分解果胶表面的纤维素类物质，使果胶暴露出有利于果胶酶的酶解，即与它们互相暴露彼此的底物有关。

本研究结果还表明，影响蓝莓出汁率的因素次序为温度（45 55ħ）＞酶解时间（1 3h）＞加酶量（0．10% 0.30%）。

与不加酶处理相比较，酶解处理后蓝莓出汁率、花色苷含量、固形物含量和稳定性显著提高。

Landbo等采用二次响应面法优化曲霉菌产果胶酶BE3L处理接骨木果（elderberry），提高出汁率和降低浊度，结果表明，优化后的出汁率最高达到77%，浊度降低30%［18］。

本试验通过正交试验法优化了果胶酶和果浆复合酶两酶联合使用制备蓝莓澄清汁，最佳处理条件为：酶活比1ʒ1、加酶量0．20%、酶解温度50ħ、酶解时间3h，在此条件下的出汁率为69．50%。

果胶酶和果浆复合酶可以联合使用提高生产效率，降低产品成本，提高经济效益。

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