赵红岩

（陕西学前师范学院 生物科学与技术系，陕西 西安 710061）

果胶是一种高分子多糖化合物，作为细胞结构的一部分，存在于几乎所有的植物细胞中。其主要由半乳糖醛酸及其甲酯缩合而成，此外还含有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖等。果胶的基本结构是α-1，4-D半乳糖醛酸主链，鼠李糖单元以（1-2）连接于还原端或以（1-4）连接于非还原端。果胶酶（pectinase）是指能够催化果胶质分解的多种酶的总称[1]。自20世纪30年代起，果胶酶就已应用于工业生产，经过60余年的发展，果胶酶已成为工业生产中使用最广泛的酶之一，尤其是食品工业的果蔬汁加工领域[2]。本为针对果胶酶的性能及其在食品工业中应用的现状和前景加以综述。

1 果胶酶的分类及来源

果胶酶是一类复合酶，主要包括两类：一类能催化果胶解聚，另一类能催化果胶分子中的酯键水解，见附图。果胶酶广泛存在于动植物和微生物体内，微生物因具有易培养、生长快、分布广等特点成为果胶酶的主要来源[3-6]。许多霉菌及少量的细菌和酵母菌都可以产生果胶酶，如芽孢杆菌属、青霉菌属、欧文式菌、根霉属、曲霉属、克鲁维酵母属、侧孢霉属、多子菌属、密螺旋体菌属、酵母属、刺盘孢属、螺孢菌属、假单胞菌属、毛霉属、毕赤氏酵母属，其中主要以曲霉和杆菌为主。黑曲霉（Aspergillus niger）代谢产物安全性高，是目前市售食品级果胶酶的主要来源[7-8]。

2 果胶酶在果蔬汁加工中的应用

2.1 果胶酶有助于果蔬汁的澄清和过滤

果汁的浑浊粒子是蛋白质-碳水化合物的复合物。果汁在正常的pH值条件下（一般为3.5左右），粒子表面带负电荷，显然这些负电荷是由果胶和其他多糖提供的。在果胶等构成的保护层里面则是带正电的蛋白质。果胶部分水解后带正电的蛋白质暴露出来，当其和其他带负电的粒子相撞时，就能导致絮凝作用。也就是说，果汁的澄清包括酶催化果胶解聚和非酶的静电相互作用两个阶段。果胶酶的作用主要是减轻提取果汁的困难和促使果汁中悬浮的粒子产生沉降，通过过滤或离心的方法分离沉淀物质得到稳定的澄清果汁。姜守军[9]等利用果胶酶对葡萄汁澄清效果的影响进行了研究，效果良好，并确定了果胶酶对葡萄汁澄清的最佳工艺条件。近年来还研究了用果胶酶对猕猴桃汁[10]、香蕉汁[11]、布朗李汁[12]、芦荟汁[13]、雪莲果汁[14]、木瓜汁[15]、百香果醋[16]等果蔬汁饮料的澄清处理。

果胶酶的分类：

2.2 果胶酶可有效降低果蔬汁的黏度提高出汁率

在果蔬汁的榨取过程中，由于果蔬的细胞壁中含有大量的果胶质、纤维素、淀粉、蛋白质、木质素等物质，使得破碎后的果浆比较黏稠，压榨取汁非常困难且出汁率很低。果胶酶不但能催化果胶降解为半乳糖醛酸，破坏了果胶的黏着性及稳定悬浮微粒的特性，有效降低黏度、改善压榨性能，提高出汁率和可溶性固形物含量，而且能增加果汁中的芳香成分，减少果渣生产，同时有利于后续的澄清、过滤和浓缩工序。利用酶解技术可使果蔬的出汁率提高10%～35%，具体数值因果蔬中果胶含量和压榨方法的不同而不同。付莉[17]等通过正交试验确定果胶酶提高番茄出汁率的最佳工艺条件：果胶酶的添加量为0.18%，酶解时间为90min，酶解温度为50℃时番茄的出汁率最高，为75.5%，与未经果胶酶处理的番茄相比，出汁率可以提高19.7%。

2.3 果胶酶有助于提高葡萄酒的品质

在葡萄酒生产过程中，葡萄经压榨出汁后加入果胶酶，目的是促进葡萄酒本身在发酵后更快地澄清，加酶的时间最好是在刚开始阶段，因为发酵后乙醇含量很高（＞12%vol），会抑制酶的活性。果胶酶在葡萄酒生产中的另一个应用则是促进葡萄中可溶性物质尤其是花色苷、多酚类等活性物质的溶出。目前，这一应用与葡萄酒加热酿造法的新技术联系在一起，这种方法广泛应用于高品质红葡萄酒生产中。首先将葡萄汁加热到50℃保持几小时，以溶解葡萄表皮中的花色苷，但是不会过滤出能产生葡萄酒涩味的多余的花青素配基多酚。通过这个方法的应用可以生产出颜色美观、果香浓郁的葡萄酒，而且不需要通过陈酿来降低涩味。

2.4 新型果胶酶Pectniex SMASH XXL 在果蔬汁加工中的应用

新型果胶酶最大的特点在于水解的专一性强，不会发生传统果胶酶对果胶结构的完全降解，因此不会降解过多的细胞壁物质，如Pectniex SMASH XXL是一种纯净的果胶裂解酶，通过将细胞壁降解到最佳程度，使之能获得果汁与固形物分离的良好效果，并使得自流汁量增加，出汁率高，果渣少，废料处理成本降低。

3 小结

果胶酶作为一种复合酶，作用有很强的协同性，深入研究协同作用机理，将进一步拓宽其应用领域。未来，还应致力于基因水平果胶酶结构和活性的调节，人工改造果胶酶的性能[18-19]，另外，果胶酶的固定化将有助于提高酶的利用率，同时还可减少外源物质对果制品的污染。到目前为止也只有十几种固定化酶应用于生产中。因此，寻求具有亲和性高、反应功能基团多样化、生物相容性好、制备简单和价廉易得的载体材料[20-22]，在该领域中显得尤为重要。

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