酶处理对野生猕猴桃出汁率影响

雷昌贵　孙亚楠　孟宇竹　鞠慧丽

摘 要：目的：探讨酶处理对猕猴桃出汁率和总糖含量的影响。方法：在单因素试验基础上，采用正交试验设计，优化酶解工艺参数，分析了酶解前后出汁率和总糖含量的变化。结果：最佳酶处理条件为纤维素酶添加量0.3 g·L-1，果胶酶添加量0.15%，酶解温度45 ℃，酶解时间1.5 h。此条件下野生猕猴桃出汁率为80.39%，总糖含量为7.84%。结论：通过试验获得了适合生产果汁、果酒、果醋的野生猕猴桃汁。

关键词：野生猕猴桃;正交试验;酶处理;出汁率

Abstract：Objective： The effect of enzyme treatment on juice yield and total sugar content was studied. Methods： On the basis of single factor experiment， the orthogonal design was used to optimize the process of enzyme treatment， and the change of total sugar content before and after enzymolysis was analyzed. Results： The optimal enzyme treatment were determined as follows： cellulase addition 0.3 g·L-1， pectinase addition 0.15%，enzymolysis temperature 45 ℃， enzymolysis time 1.5 h; under these optimal conditions， the juice yield of the wild kiwifruit was 80.39%， the total sugar content was 7.84%. Conclusion： Wild kiwi juice suitable for the production of fruit juice， fruit wine and fruit vinegar was obtained through experiments.

Key words：Wild kiwifruit; Orthogonal test; Enzyme treatment; Juice yield

中圖分类号：S663.4

野生猕猴桃中含有丰富的维生素C、糖、蛋白质、氨基酸等有机物和人体必需的矿物元素，被人们誉为“水果之王”[1-5]。野生猕猴桃往往不经疏花疏果，生长过程中不使用膨大剂、化肥、农药等，果实比种植品种小，是纯天然绿色的水果[6-7]。据不完全统计，河南省西峡县野生猕猴桃年产量约为1 000万kg[8]，除少量鲜食外，目前仍未形成规模性开发利用。将野生猕猴桃加工成果汁、果酒、果醋等，有利于野生资源的开发，增加当地农民收入，促进特色农副产品加工业的发展[9-13]。

野生猕猴桃汁的制备是开发生产果汁、果酒、果醋的关键工序，其中出汁率和糖度两个指标尤为重要。为了提高野生猕猴桃出汁率和糖度、降低果酒生产成本[14-15]，本文以伏牛山产野生猕猴桃为原料，以纤维素酶和果胶酶酶解为技术手段，以出汁率和总糖含量为考察指标，在单因素试验试验的基础上，采用正交试验进行优化，探讨纤维素酶添加量、果胶酶添加量、酶解温度、酶解时间与野生猕猴桃出汁率影响和总糖含量的变化规律，进而优化复合酶解-热浸提工艺参数。

1 材料与方法

1.1 材料

野生猕猴桃，采自伏牛山;纤维素酶（活力≥10万U·g-1）、果胶酶（活力≥5万U·g-1），均购于南京纳满生物科技有限公司。

1.2 设备与仪器

DJ1-2.5型打浆机，中国包装和食品机械总公司湘潭市食品机械总厂生产;FA2004型电子天平，上海越平科学仪器有限公司生产;FJ300-SH型实验室数显高速分散均质机，上海沪析实业有限公司生产;80-2型台式离心机，上海耀特仪器设备有限公司生产。

1.3 工艺流程及实验方法

1.3.1 野生猕猴桃汁浸提工艺

野生猕猴桃汁浸提工艺[16]流程如图1所示。

1.3.2 试验方法

（1）伏牛山野生猕猴桃基本营养成分分析。依据相关国家标准对其水分、维生素C、总酸、还原糖和灰分进行测定。

（2）单因素试验。野生猕猴桃经热烫、打浆后取1 L果浆，以出汁率和总糖为评价指标，选择纤维素酶添加量、果胶酶添加量、酶解温度和时间为单因素进行试验，详见表1。

出汁率=野生猕猴桃清汁质量/野生猕猴桃质量×100%

（3）正交试验。依据单因素试验结果，以纤维素酶添加量（A）、果胶酶添加量（B）、酶解温度（C）、酶解时间（D）4因素各取3水平，以岀汁率和总糖为评价指标进行L9（34）正交试验。

2 结果与分析

2.1 伏牛山野生猕猴桃基本营养成分

由表2可以看出，伏牛山野生猕猴桃水分含量为78.85%;维生素C含量较高，达114.90 mg/100 g;就作为发酵原料（含酸量为6.0～12.0 g·L-1较适合发酵）来说，其总酸量偏高，总酸含量为11.74 g·L-1，对于高酸度的原料可以通过降酸处理;根据果酒酿造要求原料含糖为15%～22%较合适，伏牛山野生猕猴桃总糖含量为7.13%，对于糖度较低的水果可以通过添加白糖提高糖含量。因此，野生猕猴桃通过成分调整后可以作为果酒酿造原料。

2.2 纤维素酶添加量对野生猕猴桃出汁率和总糖含量的影响

纤维素酶是指能使纤维素降解生成葡萄糖的一组酶的总称。纤维素和果胶为多糖物质，是植物细胞的细胞壁主要成分。细胞壁参与维持细胞的一定形态、增强细胞的机械强度等。纤维素酶可以破坏水果蔬菜的细胞壁从而提高果蔬汁出汁率，进而提高原材料利用率。由图2可以看出，当纤维素酶的添加量小于0.3 g·L-1时，随着添加量的增加，野生猕猴桃出汁率和总糖含量随之上升;当纤维素酶的添加量大于0.3 g·L-1，其出汁率和总糖含量趋于稳定，分别为78.21%和7.65%。

2.3 果胶酶添加量对野生猕猴桃出汁率和总糖含量的影响

果胶酶是指分解植物果胶质的酶类，若用于处理或破碎水果，则具有加速果汁过滤、促进澄清等作用。利用其他的酶与果胶酶共同使用，其效果更加明显，可提高产品的出汁率和稳定性。由图3可以看出，当果胶酶添加量低于0.15%时，随着添加量的增加野生猕猴桃汁出汁率和总糖含量也随之上升;当果胶酶添加量大于0.15%时，两项指标基本稳定，达到最高水平，可能是因为当添加量达到0.15%时，野生猕猴桃中果胶基本分解完。

2.4 酶解温度对野生猕猴桃出汁率和总糖含量的影响

由图4可以看出，当酶解温度低于45 ℃时，温度升高野生猕猴桃出汁率和总糖含量也逐渐升高;当酶解温度为45 ℃时，出汁率和总糖含量都达到最高值，分别为80.39%和7.85%;当酶解温度继续上升，出汁率和总糖含量都略有下降。这是由于无论哪种酶都有相应的最佳作用温度范围，温度过低，酶的活性得不到充分发挥;温度过高，酶的活性又受到抑制，甚至完全失去活性。在果汁生产过程中，选择最佳的酶解温度是提高果汁出汁率的措施之一。本试验结果与这一理论基本吻合，说明最佳酶解温度在45 ℃左右。

2.5 酶解时间对野生猕猴桃出汁率和总糖含量的影响

由图5可以看出，当酶解时间低于1.5 h时，随着酶解时间的延长，出汁率和总糖含量逐渐增加。当酶解时间大于1.5 h时，出汁率和总糖含量基本达到了较高水平，表明酶解此时基本完成。这是由于酶解过程需要一定的作用时间，时间过短，酶解不彻底;酶解时间过长，热敏感性营养成分会有损失，将对猕猴桃汁的质量产生不良影响。

2.6 正交试验

在以上4个单因素试验的基础上，以纤维素酶添加量（A）、果胶酶添加量（B）、酶解温度（C）、酶解时间（D）4因素各取3水平，以出汁率和总糖为检测指标，选用L9（34）正交试验。正交试验结果见表3，方差分析结果见表4。

由表3正交试验极差分析可知，影响野生猕猴桃出汁率和总糖含量的各因素的主次顺序为C>B>D>A，即酶解温度>果胶酶添加量>酶解时间>纤维素酶添加量。各因素的最优组合为A2B2C2D3，即纤维素酶添加量为0.3 g·L-1，果胶酶添加量为0.15%，酶解温度为45 ℃，酶解时间为2.0 h。此最优组合不在正交试验设计中，经验证实验，在最优组合下野生猕猴桃出汁率为80.39%，总糖含量为7.84%。

由表4方差分析结果表明，在正交试验设计的4个因素中，对野生猕猴桃出汁率和总糖含量的影响只有酶解温度显著，其他均不显著。

2.7 酶处理前后野生猕猴桃汁营养成分的变化

野生猕猴桃汁酶解前后果汁中营养成分的变化情况见表5，酶解后维生素C和总酸含量有所下降，维生素C的含量下降可能是酶过程中温度升高和酶的影響。其他指标均不同程度的上升，主要是酶处理后分解了野生猕猴桃的纤维素和果胶。

3 结论

通过纤维素酶和果胶酶处理，对影响野生猕猴桃出汁率和总糖含量的各因素进行单因素和正交试验研究，初步得出影响野生猕猴桃出汁率和总糖含量的最佳工艺参数：纤维素酶添加量为0.3 g·L-1，果胶酶添加量为0.15%，酶解温度为45 ℃，酶解时间为1.5 h。经验证在最优组合下野生猕猴桃出汁率为80.39%，总糖含量为7.84%。

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