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酶解法提高红树莓出汁率的工艺优化

2013-08-07姚丽敏易美君旷慧孙宏伟王金玲

中国林副特产 2013年4期
关键词:护色果胶酶树莓

姚丽敏,易美君,旷慧,孙宏伟,王金玲

(东北林业大学 林学院,哈尔滨 150040)

红树莓,学名“覆盆子”,果实含大量维生素C、蛋白质、矿物质元素以及人体易吸收的葡萄糖和果糖,具有生态效益好[1]、抗病虫性强、投资效益高、管理技术简便、产业延伸链条长、市场范围广等特点[2]。红树莓特殊的营养、保健功能为各国消费者广泛认可,在国际市场上被誉为“水果之王”、“黄金水果”、“第三代水果”[3]。红树莓果实除鲜食外,还可提取天然色素,加工成果酒、果汁饮料、果酱等产品[4-7],目前有少量的红树莓产品已经进入市场。但是对红树莓的应用研究仍不深入,红树莓的各类产品加工工艺也没有完全成熟,如李淑芳等的研究结果显示,酶用量为3.5%,酶解4h时,树莓出汁率比空白出汁率提高了12.6%[8]。而本试验比空白时出汁率提高了49.82%。本文就提高红树莓出汁率的工艺进行了优化,为开发红树莓林业资源,带动其种植业、食品工业和化妆品行业的发展提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

红树莓:市购,品种:秋福,栽培果。置于-20℃冰箱中冷冻,用时从冰箱中取出,于室温下自然解冻2h。

1.2 试剂与试验设备

试剂:果胶酶,购自哈美望试剂公司。柠檬酸,购自山东中创柠檬生化有限公司。

试验设备:电子天平,上海精密科学仪器有限公司;电热恒温水浴锅,上海博迅实业有限公司医疗设备厂。

1.3 试验方法

1.3.1 制取红树莓汁的工艺流程[9]

原料→解冻→护色→软化→酶解→破碎→制汁→过滤→制品

1.3.2 对红树莓果的护色处理

柠檬酸的浓度分别设定为0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%,进行了单因素试验。根据所制得的红树莓汁的色泽进行感官评价。

1.3.3 软化时间对树莓出汁率的影响

取解冻完全且已经进行护色处理的红树莓分别于45℃[10]软化0、15、30、45、60、75min。

制汁,即将软化后的红树莓置于洁净的纱布中,用手挤压至无红树莓汁流出时,量取其出汁的体积,计算出汁率,出汁率(%)=出汁体积(mL)/红树莓质量(g)×100%。

1.3.4 果胶酶酶解对红树莓出汁率的影响

1.3.4.1 酶用量对红树莓出汁率的影响。对红树莓果实进行软化后,分别添加0.008%、0.012%、0.016%、0.020%、0.024%的 果 胶 酶,于45℃ 酶 解60min[11-12],同时做空白试验。制汁,计算其出汁率。

1.3.4.2 酶解温度对红树莓出汁率的影响。对红树莓果实进行软化后,将红树莓分别置于25、35、45、55、65℃酶解60min,制汁,计算其出汁率。

1.3.4.3 酶解时间对红树莓出汁率的影响。对红树莓果实进行软化后,将红树莓分别于45℃酶解30、60、90、120、150min,同时做空白试验。制汁,计算其出汁率。

1.4 正交试验设计

以酶用量、酶解温度、酶解时间为影响因素,以红树莓出汁率为衡量指标,采用三因素三水平L9(33)试验方案进行试验,以优化果胶酶酶解工艺参数,正交试验因素水平如表1所示:

表1 果胶酶正交试验因素与水平设计

2 结果与分析

2.1 红树莓的护色处理对树莓汁的影响

所用的红树莓是鲜红色的,在制汁过程中色素容易被破坏,导致产品的色泽不美观,因此对红树莓的护色是比较重要的[13-14],本实验选择柠檬酸护色[15]。对红树莓进行护色处理后的感官评价结果如图1所示。

图1 柠檬酸浓度对红树莓护色效果的影响

由图1可知,在其他条件相同时,在柠檬酸浓度为0.04%以下时,护色效果不明显,当柠檬酸浓度达到0.06%时,护色效果较好,之后随着柠檬酸浓度的增大,护色效果没有明显地提高,而且柠檬酸浓度过大时,红树莓汁会由于过酸而不适合饮用。因此,护色效果最佳时的柠檬酸浓度为0.06%。

2.2 软化时间对红树莓出汁率的影响

软化一段时间后红树莓将会变得柔软而容易破碎,减小了破碎时造成的营养成分的流失。将红树莓于45℃进行软化,软化时间对红树莓出汁率的影响效果如图2所示。

图2 不同软化时间对红树莓出汁率的影响

如图2所示,在0~30min内随着在软化时间的增大红树莓出汁率提高,在软化30min之后出汁率可达55.00%,与不软化相比,出汁率有了显著的提高。在30min之后出汁率又随软化时间的增长而降低,于60min时有一点升高的趋势,但是其出汁率远远低于软化30min时的出汁率。而且在软化时间加长之后,得到的红树莓汁的气味会发生改变。综合考虑,软化30min,对提高红树莓的出汁率有显著的作用且红树莓汁的气味保持得较好。

2.3 果胶酶酶解对红树莓出汁率的影响

2.3.1 果胶酶用量对红树莓出汁率的影响

果胶酶用量对红树莓出汁率的影响试验结果如图3所示。

图3 不同果胶酶用量对红树莓出汁率的影响

如图3所示,果胶酶用量在0.008%~0.012%范围内,红树莓出汁率随着酶浓度的增大而提高,但是提高的幅度比较小。在酶用量为0.012%~0.020%时,红树莓出汁率随着酶用量的增加而大幅度提高,在酶用量达到0.020%时,出汁率达到最高即64.53%,之后随酶用量的增加,红树莓出汁率随着酶浓度的增大而降低,因此,在酶用量为0.02%时,红树莓出汁率最佳。

2.3.2 酶解温度对红树莓出汁率的影响

果胶酶酶解温度对红树莓出汁率影响的结果见图4所示。

图4 不同酶解温度对红树莓出汁率的影响

如图4所示,在酶解温度为25~35℃时,出汁率随着温度的升高而略有降低,温度高于35℃时,出汁率随着温度的升高而提高,在温度达到45℃时,出汁率有显著提高,可高达59.63%,在超过45℃时,出汁率随温度的升高而降低,而且酶解温度过高时同样会使红树莓汁有焦糊味,而且红树莓的色泽也会加深,影响红树莓汁感官品质。因此45℃是该果胶酶酶解的最佳温度。

2.3.3 酶解时间对红树莓出汁率的影响

酶解时间对红树莓出汁率的影响结果如图5所示。

图5 酶解时间对红树莓出汁率的影响

如图5所示,在酶解初期,随着酶解时间的增长,红树莓出汁率略有提高,在酶解60min时,红树莓出汁率可高达53.75%,但是随着酶解时间的继续增长,红树莓出汁率开始下降,而且红树莓汁的稳定性也开始下降,红树莓汁表面有小气泡产生,同时,红树莓汁的气味有所改变。因此,由曲线可得60min是最佳酶解时间。

2.4 正交试验结果与分析

在上述试验的基础上,利用正交试验进一步确定酶解法制取红树莓汁的最佳条件。进行的正交试验结果如表2所示。

由表2实验数据可得A(酶解温度)、B(酶用量)、C(酶解时间)的主次顺序是C>B>A,其中C的影响最大,A的影响最小。因此C为主要因素,A为次要因素。综合考虑各因素K值和直观比较,得最佳因素水平为A1B3C3,即酶用量为0.024%,酶解温度为40.0℃,酶解时间为90min时,红树莓出汁率最高可达64.91%。

表2 果胶酶酶解正交试验设计与结果

在此正交试验结果的基础上所进行的验证试验,证明了该条件下红树莓的出汁率是比较高且相对稳定的。

3 讨论与结论

在试验过程中,由于红树莓籽的存在会影响红树莓汁的制取,也会导致红树莓汁的浑浊,因此在制汁时应尽量去除红树莓籽,即用适当密度的纱布,在制取红树莓汁时将红树莓籽最大程度的截留在纱布上。而且要保证所用仪器是经过消毒杀菌的,以避免微生物污染导致的汁液浑浊。

在试验过程中,由于红树莓的种类不同,使得红树莓出汁率有显著的区别,因此在试验过程中应尽量保持原料的一致性。并且在很多研究中,酶解的温度高而且时间长,需消耗较多能源,而本研究由于将红树莓进行适当的软化,从而减少了酶解时间,同时红树莓出汁率也比较高。

用果胶酶处理红树莓,可以降低果浆泥的黏稠度,使渣汁分离容易,并能提高出汁率[16-19]。因此果胶酶可以显著提高红树莓的出汁率。不同的酶用量,酶解温度,酶解时间对红树莓的出汁率均有影响,但其中酶解时间的影响最大。

软化温度为45℃,软化时间为30min,果胶酶用量为0.024%,酶解温度为40.0℃,酶解时间为90min,为制取红树莓汁的最佳条件,在此条件下,红树莓果实出汁率可提高49.82%。

[1]Bowen-Forbes C.S,Zhang Y.J,Nair M.G.Anthocyanin content,antioxidant,anti-inflammatory and anticancer propertiesof blackberry and raspberry fruits[J].Journal of Food Composition and Analysis,2010,23(6):554-560.

[2]Burdon J N,Sexton R.Fruit abscission and ethylene production of red raspberry cultivars[J].Scientia Horticulturae,1990,43(1-2):95-102.

[3]姜河,修英涛,蔡骞.我国树莓发展现状及产业化前景分析[J].辽宁农业科学,2006(2):45-48.

[4]王文芝.树莓果实营养成分初报[J].西北园艺,2001(2):13-14.

[5]郑海燕.黑莓原果汁及其果汁饮料加工[C].2001年北京国际饮料科学与技术报告会论文集,北京:华艺出版社,2001:32-34.

[6]杨全珍,景洵.树莓营养成分及果汁加工适应性研究[J].中国果树,1992(1):10-13.

[7]李维林,孙醉君,郑海燕.黑莓鲜果及其加工品的营养成分[J].天然产物研究与开发,1998(1):55-59.

[8]李淑芳,张志军,杨丽维,等.树莓澄清果汁的加工工艺[J].饮料工业,2008(5):19-20.

[9]傅正生,杨爱梅,梁卫东.悬钩子属植物化学成分及生物活性研究新进展[J].天然产物研究与开发,2002,15(5):86-91.

[10]王鸿飞,李和生,马海乐,等.果胶酶对草莓果汁澄清效果的研究[J].农业工程学报,2003(3):161-164.

[11]闫莹,梁艳晖.果胶酶对香蕉汁澄清的工艺研究[J].农产品加工,2007(1):60-64.

[12]姜心,陈伟,周波,等.纤维素酶活测定影响因素的研究[J].食品工业科技,2010(5):13-16.

[13]Tiwari B.K,O'Donnell C.P,MuthukumarappanK,etc.Anthocyanin and colour degradation in ozone treated blackberry juice[J].Innovative Food Science& Emerging Technologies,2009,10(1):70-75.

[14]刘静.红枣浓缩汁加工和贮藏过程中非酶褐变的研究[D].西安:西北大学,2011.

[15]胡小松,李积宏,崔雨林,等.现代果蔬汁加工工艺学[J].北京:中国轻工业出版社,1995:78-89.

[16]张一青,陆兆新,尤华.原果胶酶提取桔柚皮中果胶的研究[J].食品科学,2005(1):125-128.

[17]郝庆.树莓果汁加工工艺[N].山西科技报,2001-02-06(004).

[18]段先瑶,王屾,郝林.樱桃果浆护色工艺优化段农产品加工[J].农产品加工·学刊,2012(1):59-61.

[19]雷昌贵,蔡花真,孟宇竹,等.果胶酶在果汁生产中的应用[C].第十届中国科协年会(河南)食品论坛论文集,河南,2008:30-34.

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