朱 妞,吳麗萍

(1.西安醫(yī)學(xué)院, 陜西 西安 710021；2 黃山學(xué)院 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 安徽 黃山 245041)

荸薺，又名馬蹄，地梨，表面光滑并有光澤，紫紅色或是黑褐色[1]，地下的球莖可供食用。具有養(yǎng)生保健功能的食品越來(lái)越受到人們的追捧，而荸薺這個(gè)生長(zhǎng)在泥土里的植物果實(shí)具有清涼解暑的功效[2]和多種功能特性。荸薺含有豐富的纖維素成分，還含有黃酮類[3]活性物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)荸薺中含有一種抗菌成分——荸薺英[4]，有較好的抑菌效果。因此研發(fā)一款荸薺清涼功能飲料具有一定的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)潛力[5]。荸薺飲料的開(kāi)發(fā)核心首先就是提高荸薺的出汁率。采用酶解法提高荸薺的出汁率，考察酶解時(shí)果膠酶的添加百分比、酶解pH、酶解溫度、酶解時(shí)間這四個(gè)因素對(duì)荸薺出汁率的影響，得到優(yōu)化工藝，提高荸薺的出汁率，為荸薺功能飲料的開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

荸薺(市售)，果膠酶(河南華悅化工產(chǎn)品有限公司)，NaOH溶液(廣東廣州銳鑫試劑有限公司)，鹽酸(廣東廣州銳鑫試劑有限公司)，酚酞指示劑(浙江嘉興凱諾商貿(mào)有限公司)，蒸餾水。

1.2 儀器與設(shè)備

美的榨汁機(jī)(鄭州星盛事順商貿(mào)有限公司)；FA2104 B型電子分析天平(青島楊中儀器有限公司)；HWS-24型電熱恒溫水浴鍋(江蘇蘇州東圣儀器有限公司)；YA ZDI-10型自控型不銹鋼電熱蒸餾水器(上海隆拓儀器設(shè)備有限公司)

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 荸薺汁酶解工藝流程 荸薺 →清洗 →榨汁 →渣汁分離 →酶解 →冷卻過(guò)濾 →荸薺汁

1.3.2 酶解單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)考察的因素為果膠酶用量，pH值，酶解溫度和酶解時(shí)間[6]。試驗(yàn)所用的果膠酶用量為：0.005% ，0.01%，0.015%，0.02% ，0.025% ，0.03% 。pH值為：3.5，4，4.5 ，5 ，5.5 ，6。酶解溫度分別為：20 ℃，30 ℃，40 ℃，50 ℃，60 ℃，70 ℃。酶解時(shí)間分別為：30 min，40 min，50 min，60 min，70 min，80 min。

1.3.3 果膠酶用量對(duì)荸薺出汁率的影響 在固定條件下：酶解溫度40 ℃，酶解時(shí)間60 min，pH=5.0，分別添加0.005%，0.01%，0.015%，0.02%，0.025%，0.03%的果膠酶于荸薺漿中，以荸薺出汁率為標(biāo)準(zhǔn)，研究果膠酶用量對(duì)荸薺汁出汁率的影響。

1.3.4 酶解pH對(duì)荸薺出汁率的影響 在固定條件下，酶解溫度40 ℃，酶解時(shí)間60 min，果膠酶用量0.02%， 分別以pH大小為3.5，4，4.5，5，5.5，6作為酶解時(shí)的pH，以荸薺出汁率為考察標(biāo)準(zhǔn)，研究pH值大小對(duì)荸薺汁出汁率的影響。

1.3.5 酶解溫度對(duì)荸薺出汁率的影響 在固定條件下，酶解時(shí)間60 min，果膠酶用量0.02%，pH=5， 分別以酶解溫度20 ℃，30 ℃，40 ℃，50 ℃，60 ℃，70 ℃處理荸薺漿，以荸薺出汁率為考察標(biāo)準(zhǔn)，研究酶解溫度對(duì)荸薺汁出汁率的影響。

1.3.6 酶解時(shí)間對(duì)荸薺出汁率的影響 在固定條件下，酶解溫度40 ℃，果膠酶用量0.02%，pH=5.0，分別以30 min，40 min，50 min，60 min，70 min，80 min作為荸薺汁的酶解時(shí)間，以荸薺出汁率為考察標(biāo)準(zhǔn)，研究酶解時(shí)間對(duì)荸薺出汁率的影響。

1.3.7 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇果膠酶用量，酶解溫度，酶解時(shí)間，pH值，進(jìn)行三水平四因素正交優(yōu)化荸薺汁酶解加工工藝試驗(yàn)，以樣品的出汁率為指標(biāo)優(yōu)化工藝參數(shù)，因素水平表見(jiàn)表1。

表1 因素水平表

1.3.8 出汁率的測(cè)定

荸薺出汁率(%)=酶解后荸薺汁質(zhì)量(g)/荸薺漿的質(zhì)量(g)x100% (1)

2 結(jié)果與討論

2.1 果膠酶用量對(duì)荸薺出汁率的影響

圖1 果膠酶用量對(duì)荸薺出汁率的影響

由圖1可以看出，荸薺出汁率隨著果膠酶用量的增加而提高[7]，但當(dāng)果膠酶用量大于0.02%后，出汁率增加幅度不大。果膠酶對(duì)于荸薺植物細(xì)胞壁具有很好的分解作用，植物細(xì)胞中大量的果膠被分解，植物細(xì)胞壁包裹的果汁暴露出來(lái)[8]，因此通過(guò)添加果膠酶可以顯著提高荸薺的出汁率。結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)及成本控制，選擇果膠酶最佳用量在0.015%～0.025%之間。

2.2 酶解pH值對(duì)荸薺出汁率的影響

圖2 酶解pH值對(duì)荸薺出汁率的影響

由圖2可知，pH在3.5～5.0范圍內(nèi)，隨pH增大荸薺汁出汁率增加，pH在5.0～5.5的范圍內(nèi)，出汁率無(wú)明顯的變化，當(dāng)pH大于5.0時(shí)，隨pH增加出汁率反而下降?？紤]到pH過(guò)低可能會(huì)影響荸薺汁的口感和風(fēng)味[9]，我們選取在pH為4.5～5.5的條件下優(yōu)化酶解工藝。

2.3 酶解溫度對(duì)荸薺出汁率的影響

圖3 酶解溫度對(duì)荸薺出汁率的影響

溫度對(duì)酶解反應(yīng)的影響是雙重的[10]：低溫時(shí)會(huì)抑制酶活性，高溫時(shí)會(huì)導(dǎo)致酶失活。由圖3可以看出，隨酶解溫度升高，荸薺出汁率先增加后減少，在40 ℃左右時(shí)，出汁率較高。因此，荸薺汁酶解試驗(yàn)的最適溫度選擇35～45 ℃。

2.4 酶解時(shí)間對(duì)荸薺出汁率的影響

圖4 酶解時(shí)間對(duì)荸薺出汁率的影響

隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，荸薺出汁率逐漸增加，當(dāng)酶解時(shí)間超過(guò)60 min，出汁率增加的幅度不高。結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)和成本控制，選擇荸薺汁酶解處理時(shí)間在50 min～70 min范圍內(nèi)。

2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果

表2 荸薺汁酶解正交試驗(yàn)結(jié)果

荸薺汁酶解正交試驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表2。由表可知，這四個(gè)單因素對(duì)試驗(yàn)影響的大小程度為B>A>D>C。即：酶解pH值>果膠酶用量>酶解時(shí)間>酶解溫度。果膠酶處理的最佳條件組合是：A3B2C1D1，即果膠酶用量0.025%，pH5.0，酶解溫度30℃，酶解時(shí)間50 min，在此工藝條件下測(cè)定荸薺的出汁率達(dá)到90.7%。

3 結(jié)論

(1)采用果膠酶酶解荸薺漿，以出汁率為指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)研究，優(yōu)化了荸薺汁的酶解工藝，得出了最佳工藝條件為：果膠酶用量0.025%，pH5.0，酶解溫度30 ℃，酶解時(shí)間50 min，此工藝條件下荸薺出汁率達(dá)到90.7%。

(2)針對(duì)荸薺的出汁率，結(jié)合酶解方法優(yōu)化工藝，得到出汁率較高的工藝，為后續(xù)荸薺功能飲料的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。