□ 張浩鈺 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院

近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，酶工程作為一種新型的、綠色、安全無(wú)害的果蔬加工與保鮮技術(shù)被廣泛應(yīng)用，優(yōu)化了傳統(tǒng)果蔬加工工藝，提高了果蔬產(chǎn)品品質(zhì)，促進(jìn)了行業(yè)發(fā)展。本文介紹了酶在果蔬加工與保鮮中的一些應(yīng)用和進(jìn)展，為酶技術(shù)在果蔬行業(yè)推廣提供參考。

1 果蔬加工與保鮮中常用的酶

根據(jù)果蔬種類的不同，所使用的酶種類也有差別。果蔬加工中經(jīng)常用到的酶包括果膠酶、粥化酶、纖維素酶和淀粉酶等[1]，利用它們進(jìn)行原料處理可將細(xì)胞中內(nèi)容物充分釋放，從而提高產(chǎn)品感官特性，增加產(chǎn)量。在果蔬保鮮工藝中，酶可以去除或減輕食品中的氧對(duì)果蔬品質(zhì)的損害，延長(zhǎng)保質(zhì)期，且部分生物酶可殺滅或抑制細(xì)菌繁殖，達(dá)到保鮮效果。常見(jiàn)的保鮮酶主要有葡萄糖氧化酶、溶菌酶等[2]。

2 酶在果蔬加工中的應(yīng)用

酶的作用條件溫和，催化功能強(qiáng)，專一性良好，反應(yīng)易控制，可避免劇烈反應(yīng)，保持食物本身的色澤、香味和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不影響果蔬外觀、質(zhì)地和口味，不會(huì)導(dǎo)致腐敗、破壞等問(wèn)題[3]。果蔬加工是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工藝，在加工過(guò)程中通過(guò)用酶去除果蔬中影響品質(zhì)的物質(zhì)，如淀粉、果膠和纖維素等，同時(shí)還要注意保留果蔬材料當(dāng)中的膳食纖維、維生素和糖分等營(yíng)養(yǎng)成分，保證加工產(chǎn)品的色香味品質(zhì)。下面就果蔬加工中常用的幾種酶的作用和機(jī)制作簡(jiǎn)要論述。

2.1 果膠酶

果膠酶是一種能使果膠質(zhì)解聚的復(fù)合蛋白酶，目前已廣泛應(yīng)用于橙汁、蘋果汁等果汁的加工，可降低果蔬汁中的膠體含量，使果汁易于澄清，增加果汁香氣，減少果渣產(chǎn)生，提高果汁的品質(zhì)[4]。任博等[5]用果膠酶對(duì)桑葚果汁加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，桑葚果汁出汁率顯著提高；賈鴻冰等[6]用復(fù)合果膠酶對(duì)藍(lán)莓進(jìn)行處理，使藍(lán)莓出汁率提高了大約40%；MARYAM等[7]用固定化果膠酶處理菠蘿汁，得到了更好的澄清效果，并為酸性果汁的澄清提供了新可能。果酒釀造中的果膠酶利用其絮凝作用使多聚物沉降，讓果酒原料充分浸漬，提高果酒的色、香及澄清度，豐富果酒的口感[8]；周倩等[9]研究果膠酶對(duì)木瓜果酒釀造的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，果膠酶能夠浸提番木瓜中的糖，可有效提升酒精發(fā)酵的質(zhì)量；趙紅巖等[10]發(fā)現(xiàn)在葡萄酒生產(chǎn)發(fā)酵初期加入果膠酶可使葡萄酒中的多酚類、花色苷溶出，使葡萄酒澄清速度加快；SONG等[11]發(fā)現(xiàn)在110 ℃用果膠酶輔助乙醇水溶液處理按標(biāo)準(zhǔn)煮熟的牡丹籽，可獲得高出油率。

2.2 纖維素酶

纖維素聚合度高，結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬，能鎖住細(xì)胞內(nèi)容物，防止胞內(nèi)汁液流出。纖維素酶通過(guò)斷裂β—1，4糖苷鍵及其他低分子纖維糊精降解纖維素和去除果實(shí)的細(xì)胞壁，細(xì)胞內(nèi)容物在沒(méi)有細(xì)胞壁的支持保護(hù)后變得易于提取[12]。呂一舟等[13]研究發(fā)現(xiàn)，用酶法去除板栗皮，去皮率能達(dá)到90%左右，而且能較好保持果肉的完整度，避免果肉的營(yíng)養(yǎng)成分及口感被破壞。研究表明，如果植物纖維素酶被廣泛應(yīng)用白酒的釀造中，可以直接提高5%左右的產(chǎn)量，淀粉和植物纖維的綜合利用率幾乎可以直接達(dá)到90%[14]。黃帥等[15]研究發(fā)現(xiàn)，將0.2%纖維素酶和0.5%果膠酶用于橄欖油的提取時(shí)，ABTS抗氧化活性顯著高于未經(jīng)酶處理的橄欖油樣品，儲(chǔ)藏時(shí)間也得到延長(zhǎng)。

2.3 粥化酶

粥化酶（Macerating enzymes）是一種由果膠酶、淀粉酶和纖維素酶等組成的混合物，是果蔬加工中的常用酶。粥化酶在果蔬加工中軟化植物細(xì)胞使其破碎，便于原料的加工處理，提高出汁率。王志偉[16]研究粥化酶對(duì)蘋果汁最佳出汁率中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)出酶率達(dá)到15 U/g時(shí)果汁的出汁率最高；Novo Nordisk公司研究發(fā)現(xiàn)，用粥化酶處理的原料，如南瓜、山楂和胡蘿卜等出汁率大大提升，產(chǎn)品的質(zhì)量及穩(wěn)定性明顯提升。

2.4 淀粉酶

果實(shí)成熟后，若不及時(shí)加工處理，果蔬中的淀粉長(zhǎng)期在低溫下不斷累積，在加工過(guò)程中易造成原料汁渾濁，穩(wěn)定性下降，影響整體感官。淀粉酶通過(guò)降解多糖物質(zhì)，降低果蔬汁中的淀粉含量，使果汁易于澄清，提高出汁率，降低生產(chǎn)成本，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。陳杰華等[17]研究提高紫馬鈴薯出汁率的辦法時(shí)發(fā)現(xiàn)，用0.05%果膠酶和0.03%淀粉酶水解得到的馬鈴薯汁，澄清度好、出汁率高，同時(shí)還有豐富的花色苷。夏慧玲等[18]研究發(fā)現(xiàn)，用α—淀粉酶處理的紅薯漿漿液粘度低，出汁率高。

3 酶在食品保鮮中的應(yīng)用

食品在保存過(guò)程中，由于受到氧氣、微生物和溫度等影響，破壞食品穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使食品品質(zhì)改變，降低食品的價(jià)值。傳統(tǒng)化學(xué)保鮮方法造成食品營(yíng)養(yǎng)流失較多，不利于食品保鮮加工。酶工程作為一種新型的健康保鮮技術(shù)已逐漸進(jìn)入人們視野。生物酶保鮮主要是通過(guò)某些具有特定結(jié)合功能的酶與食品中的酶在特異性結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，從而降低食品中酶的活性，抑制或降低其反應(yīng)速度，為食品提供一種有利的環(huán)境，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期[19]。

3.1 葡萄糖氧化酶技術(shù)

果蔬在儲(chǔ)存運(yùn)輸過(guò)程中，由于氧的作用易發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，引起色、香、味的改變，且大部分細(xì)菌因氧的存在而繁殖生長(zhǎng)，加快食品腐敗變質(zhì)。葡 萄 糖 氧 化 酶（Glucose Oxidase，GOD）作為一種天然安全、快速高效的食品保鮮劑，能有效延緩或阻止果蔬氧化變質(zhì)，遏制褐變，延長(zhǎng)果汁保質(zhì)期，是一種新型保鮮劑[20]。酒精含量高易引起酒體的沉淀老化，R?CKER 等[21]在葡萄酒中加入葡萄糖氧化酶和過(guò)氧化氫酶能有效去除酒中的溶解氧產(chǎn)生特殊酒香，延長(zhǎng)保質(zhì)期；周晶晶等[22]對(duì)百香果渾濁果汁褐變抑制研究發(fā)現(xiàn)，

葡萄糖氧化酶能有效減緩果汁褐變，延緩了花青素的降解。

3.2 溶菌酶技術(shù)

溶菌酶（Lysozyme），是一種化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的糖苷水解酶，通過(guò)水解細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖的β—1，4糖苷鍵，增加細(xì)菌內(nèi)部滲透壓致細(xì)胞脹裂死亡，而又不影響食品的其他成分[23]。溶菌酶對(duì)生活中常見(jiàn)的微生物、病毒等均有抑制作用，向果蔬中適量噴灑溶菌酶，可有效殺滅表面殘留的細(xì)菌，延長(zhǎng)果蔬貨架期。馮敘橋等[24]研究發(fā)現(xiàn)，用0.08%溶菌酶對(duì)鮮切蘋果進(jìn)行涂膜保鮮效果最好，能有效抑制多酚氧化酶和過(guò)氧化氫酶的活性，控制菌落含量保持在較低水平，從而較長(zhǎng)時(shí)間保持蘋果的爽脆口感。邱朝坤等[25]研究溶菌酶、殼聚糖和氯化鈣的復(fù)配溶液適合于草莓保鮮的最佳復(fù)配濃度。通過(guò)正交復(fù)配實(shí)驗(yàn)，在低溫下對(duì)草莓進(jìn)行涂膜處理發(fā)現(xiàn)保鮮效果最好的是0.05%溶菌酶、1%殼聚糖和0.5%氯化鈣復(fù)配保鮮液。通過(guò)與實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行對(duì)比，在貯藏相同時(shí)間后草莓新鮮程度依舊較高。吳汶飛等[26]研究鮮切荔枝果肉的保鮮發(fā)現(xiàn)，低溫下0.025%溶菌酶和0.025%乳酸鏈球菌素復(fù)配保鮮液效果顯著，不僅可抑制果肉中微生物的生長(zhǎng)繁殖，還可減輕果肉褐變，使果肉保持較好的色澤與口感。

3.3 利用酶促褐變機(jī)制來(lái)制造酶抑制劑實(shí)現(xiàn)果蔬保鮮

利用酶促褐變機(jī)制實(shí)現(xiàn)果蔬保鮮主要是通過(guò)抑制多酚氧化酶的活性，減少褐變的發(fā)生。多酚氧化酶（PPO）在新鮮的活組織中進(jìn)行快速而又激烈的催化，導(dǎo)致果蔬褐變物的生成，對(duì)果蔬的外觀及成品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值造成極大影響，降低了消費(fèi)者的接受度。鄭曉燕等[27]在抑制酶促褐變的研究中發(fā)現(xiàn)，借助基因工程技術(shù)手段能對(duì)馬鈴薯多酚氧化酶基因的表達(dá)進(jìn)行干擾，有效減輕馬鈴薯褐變，為果蔬抗褐變提供新的參考；郭宇歡等[28]用0.1%生姜提取液和1%海藻酸鈉制備的復(fù)配液，能有效抑制多酚氧化酶的活性和丙二醛（MDA）的積累，減少紅富士蘋果的水分蒸發(fā)，保持脆性，降低褐變程度；鄧維良等[29]研究發(fā)現(xiàn)，利巴韋林可與PPO結(jié)合并與周圍氨基酸殘基形成氫鍵，對(duì)貢梨具有很好的保鮮效果，能夠有效降低鮮切梨塊的失重率和梨汁的褐變程度。

4 前景展望

近年來(lái)，隨著對(duì)酶特性的研究深入，更多的酶制劑被研發(fā)出來(lái)并應(yīng)用到食品加工保鮮中，為改善果蔬品質(zhì)，延長(zhǎng)果蔬保鮮期提供了可靠的技術(shù)支撐?？赏ㄟ^(guò)基因工程等手段，對(duì)酶基因進(jìn)行定向的切割或修飾，提高酶在果蔬加工保鮮中的適用性，擴(kuò)大酶的來(lái)源，降低生產(chǎn)成本。此外，還可通過(guò)對(duì)酶促褐變的機(jī)理進(jìn)行研究，將氧化酶及時(shí)從細(xì)胞內(nèi)分離，使其不再損害果蔬的品質(zhì)，有效改善加工保鮮工藝?？偠灾?，隨著消費(fèi)者對(duì)果蔬產(chǎn)品的種類、品質(zhì)等要求越來(lái)越高，果蔬產(chǎn)業(yè)對(duì)酶的市場(chǎng)需求也會(huì)越來(lái)越大，在未來(lái)酶工程會(huì)向更高水平、更高質(zhì)量和更廣泛的領(lǐng)域發(fā)展。