安玉紅，盧 秀

（1.貴州食品工程職業(yè)學(xué)院 食品工程系，貴州 貴陽551499；2.貴州大學(xué) 釀酒與食品工程學(xué)院，貴州 貴陽550025）

刺梨（Rosa roxbunghii）為薔薇科（Rosaceae）為多年生落葉灌木繅絲花的營(yíng)養(yǎng)珍果[1-2]。刺梨果汁中富含大量維生素、植物多糖、單寧類、三萜皂苷類、黃酮類、生物堿類、有機(jī)酸類、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等活性成分[3-8]，而且刺梨無急性、慢性毒性，可長(zhǎng)期安全食用[9]。目前，除少部分加工成刺梨果脯、果干外，絕大部刺梨采收后通過壓榨成汁后冷凍保存，然后再以刺梨汁為原料加工成刺梨汁、刺梨飲料、刺梨酵素、果酒、精粉等[10]。刺梨汁因其具有抗氧化[11-13]、解酒護(hù)肝[9]、降血糖血脂[14-16]等功效，越來越受人們青睞。然而在刺梨汁加工工藝中，大部分采用傳統(tǒng)物理壓榨法，刺梨果汁存在氧化褐變、維C損失大、果汁風(fēng)味和口感發(fā)生劣變等不良情況，導(dǎo)致果汁品質(zhì)下降和營(yíng)養(yǎng)損失。王銀娟等人[17]采用蒸汽熱燙處理藍(lán)莓2 min后再進(jìn)行榨汁，可有效防止藍(lán)莓汁酶促褐變，并且明顯提高了果汁中的花色苷和總酚含量。鄭仕宏等人[18]研究已表明刺梨果榨汁前采用蒸汽（80℃，10～15 min）可有效保持刺梨果汁褐變。蒸汽熱燙雖然可有效純化酶的活性，但對(duì)刺梨汁中維C、SOD等營(yíng)養(yǎng)成分及口感覺的影響是顯著的，能耗也高；因刺梨的特殊性，目前蒸汽熱燙在刺梨榨汁中完全被棄用。因此，研究綠色、高效、安全、節(jié)能的刺梨榨汁方法成為貴州刺梨產(chǎn)業(yè)急需解決的問題，對(duì)提升刺梨汁產(chǎn)品品質(zhì)、促進(jìn)刺梨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到重要的作用。

前期的研究發(fā)現(xiàn)，果膠酶可顯著提高木瓜出汁率和品質(zhì)[19]；殼聚糖固定化果膠酶與纖維素酶可顯著提高刺梨汁的澄清度，而對(duì)刺梨汁維C、SOD、可溶性固型物、總黃酮的影響不顯著[20]。另外，刺梨果中單寧含量較高，一般含量為0.6%～2.2%[21]，因而澀味重，過高的單寧含量對(duì)果汁產(chǎn)品穩(wěn)定性、澄清度、風(fēng)味、色澤等均產(chǎn)生不利影響[22-23]，商品價(jià)值降低。因此，脫除單寧是解決刺梨汁產(chǎn)品口感及變色的有效措施[24]。以上研究表明，果膠酶和單寧酶在刺梨汁出汁率及品質(zhì)有一定的作用。而刺梨果實(shí)中含有大量果膠、纖維素、單寧等物質(zhì)，在榨汁時(shí)添加果膠酶與單寧酶的混合物可能會(huì)加速果膠解聚、降低果汁黏度、減少果渣產(chǎn)生，提高可溶性固形物含量和出汁率，改善果汁酸澀的口感。因此，試驗(yàn)以總可溶性固形物（TTS）和出汁率為指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)研究果膠酶和單寧酶在刺梨榨汁中的工藝，為刺梨汁的加工和利用提供了試驗(yàn)依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與儀器

1.1 試驗(yàn)材料

刺梨原料（貴龍5號(hào)），貴州龍里十里刺梨示范園區(qū)提供；果膠酶（酶活力10 U/g），亞瑪特化工有限公司提供；單寧酶（酶活力10 U/g），天津市博迪化工有限公司提供；試驗(yàn)用其他化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 試驗(yàn)儀器

YH-A5003型電子天平，瑞安市英衡電器有限公司產(chǎn)品；101-3A型電熱鼓風(fēng)干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司產(chǎn)品；WP-RO-20B型實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)，四川沃特爾水處理設(shè)備有限公司產(chǎn)品；恒溫水浴鍋、pH計(jì)，奧豪斯儀器（上海）有限公司產(chǎn)品；WZ-MINI型商用現(xiàn)磨冰沙調(diào)理機(jī)（榨汁機(jī)），廣東美的置業(yè)有限公司產(chǎn)品；手持測(cè)糖儀，上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；YC-260L型冰箱，海爾股份有限公司產(chǎn)品。

2 試驗(yàn)方法

2.1 加水量對(duì)刺梨出汁率的影響

在試驗(yàn)中稱取一定量果肉，分別加入果肉質(zhì)量3.0，2.5，2.0，1.5，1.0，0.5，0倍的水。榨汁后，計(jì)算出汁率和測(cè)定汁中可溶性固形物含量，并分析加水的倍數(shù)對(duì)TTS含量及刺梨出汁率的影響。

2.2 異抗壞血酸鈉對(duì)刺梨汁色澤的影響

刺梨破碎后，在空氣中易發(fā)生氧化褐變，試驗(yàn)采用異抗壞血酸鈉作護(hù)色劑。取一定量的刺梨去核果實(shí)稱重，分別加入果肉質(zhì)量0.12%，0.06%，0.03%，0.015%，0.007 5%，0的異抗壞血酸鈉后再加2倍水榨汁，測(cè)定褐變指數(shù)與總色度。

2.3 單因素試驗(yàn)

取一定量刺梨果，去核，稱質(zhì)量，添加異抗壞血酸鈉、水打漿，調(diào)pH值至3.5，加入果漿質(zhì)量0.12%的復(fù)合酶膠酶∶單寧酶=1∶1，溫度50℃，酶解3 h后榨汁，分析各單因素對(duì)刺梨出汁率與TTS含量的影響。

（1）果膠酶與單寧酶質(zhì)量比。3∶1，2.5∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶2.5，1∶3（確定最佳比例）。

（2）pH值。2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，5.0。

（3）酶解溫度。20，30，40，50，60℃。

（4）酶解時(shí)間。1，2，3，4，5 h。

（5）酶添加量。加果漿質(zhì)量0，0.04%，0.08%，0.12%，0.16%，0.20%。

2.4 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以酶解時(shí)間、酶解pH值、復(fù)合酶用量、酶解溫度采用四因素三水平L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)，以果汁中TTS含量與刺梨出汁率作為判斷指標(biāo)，從而確定酶解法最佳的工藝參數(shù)。

2.5 分析測(cè)定方法

可溶性固形物：手持量糖計(jì)，按GB2719規(guī)定測(cè)定糖度；pH值測(cè)定：精密級(jí)數(shù)字式酸度計(jì)法；色度測(cè)定：分光光度法，分別于波長(zhǎng)420 nm和520 nm處測(cè)定吸光度。

出汁率測(cè)定：

2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)結(jié)果以mean±SD表示，各組間差異顯著性采用SPSS 16.0軟件分析，各組間比較采用單因素方差分析，用Duncan法分析顯著性，（p<0.05）被認(rèn)為有顯著差異。

3 結(jié)果與分析

3.1 加水量對(duì)刺梨出汁率的影響

在對(duì)刺梨進(jìn)行榨汁工藝時(shí)，加入適當(dāng)?shù)乃欣诖汤婀麧{中的毛細(xì)管保持暢通，從而達(dá)到提高刺梨出汁率的目的。

加水量對(duì)刺梨出汁率的影響見圖1。

由圖1可知，不加水榨汁時(shí)的TTS含量為9.1%；當(dāng)加大加水量時(shí)，TTS含量呈下降趨勢(shì)，加2倍水時(shí)，TTS含量為4.65 Brix%。不加水榨汁時(shí)，果汁出汁率為47.88%；逐漸加大加水量至2倍水時(shí)，出汁率達(dá)到62.03%，但之后繼續(xù)加大加水量時(shí)，出汁率升高不明顯，且繼續(xù)加水會(huì)導(dǎo)致總可溶性固形物的含量降低。另外，預(yù)試驗(yàn)結(jié)果表明，繼續(xù)增加加水倍數(shù)時(shí)，發(fā)酵后的刺梨果酒風(fēng)味嚴(yán)重不足。綜合考慮，應(yīng)以2倍水為最佳。

圖1 加水量對(duì)刺梨出汁率的影響

3.2 異抗壞血酸鈉添加量對(duì)刺梨汁色度的影響

刺梨榨汁時(shí)色澤存在嚴(yán)重褐變，其褐變的機(jī)理主要包括美拉德反應(yīng)和多酚氧化途徑。鄭仕宏等人[18]研究表明，刺梨果榨汁前經(jīng)蒸汽處理，榨汁后采用明膠澄清，可顯著減少刺梨汁褐變。然而，蒸汽處理使刺梨汁營(yíng)養(yǎng)損失嚴(yán)重，而且能耗高。陳賢爽等人[25]研究表明，20%檸檬汁聯(lián)合1%的食鹽溶液浸泡、蒸汽加熱和85℃水浴加熱處理枇杷果肉，3種護(hù)色方式對(duì)枇杷果肉均有護(hù)色效果，其中20%檸檬汁聯(lián)合1%的食鹽溶液浸泡效果較好。鉏曉艷等人[26]研究表明，添加0.4%檸檬酸+0.05% L-半胱氨酸鹽酸鹽對(duì)紅提汁有較好的護(hù)味作用。李珊等人[27]研究了藕帶的最佳護(hù)色工藝為真空滲透護(hù)色保鮮液，保鮮液的成分為0.2%維C+0.6%植酸+0.2%檸檬酸+1%氯化鈣。目前，果蔬加工中護(hù)色的方法主要有真空包裝、添加化學(xué)護(hù)色劑、生物酶法等。

異抗壞血酸鈉對(duì)刺梨汁色澤的影響見圖2。

圖2 異抗壞血酸鈉對(duì)刺梨汁色澤的影響

由圖2可知，榨汁過程中異抗壞血酸鈉添加量為0時(shí)，總色度為1.148；隨著添加量增加，總色度逐漸升高，當(dāng)添加量達(dá)到0.03%時(shí)，總色度為2.846；之后總色度隨著添加量增加而減小。刺梨榨汁過程中異抗壞血酸鈉添加量為0時(shí)，刺梨汁褐變指數(shù)為1.597；增加添加量褐變指數(shù)減小，當(dāng)添加量為0.03%時(shí)，褐變指數(shù)為1.389；繼續(xù)增加添加量后褐變指數(shù)下降趨勢(shì)不明顯。綜合考慮，榨汁前最佳的異抗壞血酸鈉添加量為0.03%，此時(shí)可有效控制刺梨汁的褐變。

3.3 果膠酶與單寧酶質(zhì)量比對(duì)刺梨出汁率的影響

果膠酶大致分為果膠裂解酶（Pentinlyases，PL）、果膠水解酶（Pectinhydrolases）、果膠酯酶（Pectinesterases，PE）和原果膠酶等。果膠水解酶又分為聚半乳糖醛酸甲酯水解酶（Polymethylgalacturonases，PMG）、聚半乳糖醛酸酶（Polygalacturonase，PG）等。其中，PL只能裂解貼近甲酯基的α-1,4糖苷鍵，而PG降解果膠為小分子，并使其還原末端暴露[28]。由于不同的果品蔬菜其果膠含量、成分差異較大。因此，在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)加工目的、品種來選擇果膠酶的酶組成。因PG的專一性對(duì)果膠的酯化度要求不如PL高，以提高榨汁率時(shí)通常選用PL，在澄清果汁時(shí)以PG為主的酶組成。研究表明，果纖維素酶不僅能提高果蔬的出汁率和可溶性固形物含量，而且能改善部分果蔬汁的品質(zhì)[29]。刺梨中單寧含量較高，其酸澀味嚴(yán)重限制其接受度；另外，單寧含量過高不利于微生物發(fā)酵。而單寧酶可催化單寧酸中的棓酸葡萄糖酯水解為沒食子酸和葡萄糖[30]。因此，在刺梨壓汁中添加單寧酶不僅可以提高刺梨果酒品質(zhì)，還為刺梨果酒發(fā)酵過程中微生物提供碳源。

果膠酶與單寧酶質(zhì)量比對(duì)刺梨出汁率的影響見圖3。

圖3 果膠酶與單寧酶質(zhì)量比對(duì)刺梨出汁率的影響

由圖3可知，隨著果膠酶與單寧酶質(zhì)量比逐漸減小，刺梨的出汁率和TTS含量逐漸增大，當(dāng)果膠酶與單寧酶比為1∶1時(shí)，刺梨的出汁率和TTS含量達(dá)到最大分別為83.11%，5.25 Brix%。隨著果膠酶與單寧酶質(zhì)量比減小后，刺梨的出汁率及TTS含量也逐漸減小。因此，確定果膠酶與單寧酶最佳質(zhì)量比為1∶1。

3.4 復(fù)合酶添加量對(duì)刺梨出汁率的影響

復(fù)合酶添加量對(duì)刺梨出汁率的影響見圖4。

由圖4可知，隨著復(fù)合酶添加量的增加，刺梨的出汁率與果汁TTS含量不斷增加，當(dāng)復(fù)合酶添加量達(dá)到0.16%時(shí)，刺梨的出汁率為83.17，TTS含量為5.25 Brix%，再繼續(xù)增加酶添加量后，其出汁率與TTS含量均變化不明顯。因此，初步確定酶添加量為0.16%。

圖4 復(fù)合酶添加量對(duì)刺梨出汁率的影響

3.5 酶作用時(shí)間對(duì)刺梨出汁率的影響

酶作用時(shí)間對(duì)刺梨出汁率的影響見圖5。

圖5 酶作用時(shí)間對(duì)刺梨出汁率的影響

由圖5可知，延長(zhǎng)酶作用時(shí)間，刺梨的出汁率、TTS含量變化呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)酶解時(shí)間達(dá)到3 h后，刺梨出汁率、TTS含量均分別達(dá)到最大83.91%，5.25 Brix%。因此，確定酶的作用時(shí)間為3 h。

3.6 pH值對(duì)刺梨出汁率的影響

pH值對(duì)刺梨出汁率的影響見圖6。

圖6 pH值對(duì)刺梨出汁率的影響

由圖6可知，增大酶作用pH值，刺梨出汁率、TTS含量的變化呈先上升后下降，當(dāng)酶解pH值達(dá)到3.5后，刺梨出汁率、TTS含量均分別達(dá)到最大83.91%，5.25 Brix%。因此，試驗(yàn)初步選擇酶作用pH值為3.5。

3.7 酶解溫度對(duì)刺梨出汁率的影響

研究發(fā)表明，果膠酶的最適溫度為50～55℃[31-32]，單寧酶的最適溫度為35～60℃[33]。羅昱等人[34]研究表明，單寧酶添加量0.12%，pH值4.5，溫度45℃，脫除時(shí)間100 min，在此條件下單寧脫除率達(dá)到76.07%。

酶解溫度對(duì)刺梨出汁率的影響見圖7。

圖7 酶解溫度對(duì)刺梨出汁率的影響

由圖7可知，升高酶作用溫度，刺梨出汁率、TTS含量均顯著升高，當(dāng)酶解溫度為50℃時(shí)，刺梨出汁率、TTS含量均分別達(dá)到最大83.91%，5.25 Brix%，再升高溫度，刺梨出汁率、TTS含量均降低。因此，確定最佳酶作用溫度為50℃。

3.8 刺梨酶解工藝參數(shù)的正交試驗(yàn)

因素與水平設(shè)計(jì)見表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見表2，方差分析見表3。

表1 因素與水平設(shè)計(jì)

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表1～表3可知，B、C為主要因素，但各水平間差異不顯著；A、D為次要因素，其R值大小順序都為RB>RD>RC>RA。綜合考慮，影響榨汁的各因素的主次順序是B>D>C>A，即酶添加量>浸提時(shí)間>酶解溫度>酶解pH值。以各因素的最佳水平選取復(fù)合酶酶解刺梨榨汁最佳的工藝參數(shù)組合是A2B2C1D2，即酶解pH值為3.5，酶添加量為0.14%，酶解溫度為45℃，酶解時(shí)間為2.5 h。

表3 方差分析

3.9 驗(yàn)證試驗(yàn)

按照最加榨汁工藝取汁，分3個(gè)平行，算出刺梨出汁率為83.96%，測(cè)得可溶性固形物含量為5.23 Brix%。

4 結(jié)論

復(fù)合酶解刺梨榨汁的最佳工藝為m（果膠酶）∶m（單寧酶）=1∶1，添加果漿質(zhì)量0.03%的異抗壞血酸鈉、加入與果漿質(zhì)量比為2∶1的水打漿，然后調(diào)節(jié)果漿的pH值為3.5，再加入果漿質(zhì)量0.14%的復(fù)合酶，在45℃的溫度下酶解2.5 h。在此條件下，刺梨的出汁率為83.96%，總可溶性固形物含量為5.23 Brix%。