王丹

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林長春130118；2.長春醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，吉林長春130031）

酶糖結(jié)合法制備紅棗澄清汁

王丹1，2

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林長春130118；2.長春醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，吉林長春130031）

以紅棗為原料，采用果漿酶和殼聚糖結(jié)合法制備紅棗澄清汁，利用分光光度法進行檢測以確定最佳實驗條件。結(jié)果表明：果漿酶的最佳酶解條件為酶用量0.03%，溫度30℃，酶解時間3 h；殼聚糖的最佳澄清條件為殼聚糖用量2.0%、溫度為45℃、澄清時間為45 min，可制得73.54%透光率的紅棗澄清汁。

紅棗；酶解；澄清

Abstract:The beverage make use of jujube as raw materials,combined with pulp enzymes and chitosan clarification method get jujube juice,and then be detected by spectrophotometer to determine the optimal experimental conditions.The result indicated:the best enzymatic hydrolysis conditions for pulp is the enzyme concentration 0.03%,temperature 30℃,reaction time 3 h;to clarify the best conditions for chitosan is chitosan amount of 2.0%,temperature 45℃,to clarify the time 45 min,preparation of 73.54%transmittance of the jujube clarified juice.

Key words：jujube;enzyme;clarify

紅棗又名大棗，原產(chǎn)于我國，屬鼠李科植物。在我國分布極廣，北方各省均有栽培。它的營養(yǎng)豐富，是藥食兼用果品，素有“大補丸、活性維生素丸”之稱[1-2]。其氣味甘、平、無毒，具有健脾胃、養(yǎng)心安神、消炎止痛、生津止瀉、緩和藥性之功效[3]，從人類健康角度來講，紅棗是大有開發(fā)前景的藥食兼用果品資源。目前，在紅棗的開發(fā)生產(chǎn)過程中，由于組織結(jié)構(gòu)特殊，導(dǎo)致營養(yǎng)成分和香味物質(zhì)易損失和變化，而且浸提率低，浸提時間長。因此，為了達到充分提取紅棗中營養(yǎng)保健物質(zhì)，使棗汁便于澄清、過濾、濃縮等后續(xù)加工過程的研究目的，本研究采用果漿酶和殼聚糖相結(jié)合的方法制備紅棗澄清汁。首先通過果漿酶對紅棗組織中的果膠、纖維素和半纖維素等影響固形物浸出的物質(zhì)進行分解，使得紅棗中可溶性固形物最大程度溶出，提高紅棗的出汁率，最大限度地保持紅棗特有的香味；在保證香味的同時，口感和色澤也不容忽視，因此本實驗在采用果漿酶酶解的基礎(chǔ)上，進一步利用殼聚糖進行澄清。由于殼聚糖是天然多糖中唯一的堿性多糖，是氨基葡萄糖的直鏈多聚糖，從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，殼聚糖分子呈直鏈狀，具有很強的極性。殼聚糖的糖殘基在C2上有一個氨基，在C3上有一羥基，都是平伏鍵，這種特殊結(jié)構(gòu)使之成為一種天然陽離子澄清劑，具有良好的絮凝能力。殼聚糖分子鏈上存在眾多游離氨基，他們的氮原子上具有一個未共用的電子，使氨基呈弱堿性，當(dāng)殼聚糖溶于稀酸溶液時，H+和氨基相結(jié)合，生成帶正電荷的殼聚糖分子。帶正電荷的殼聚糖分子可以與果汁中存在的帶負電荷的蛋白質(zhì)、纖維素等微粒相互作用，能夠使引起果汁渾濁的蛋白質(zhì)、單寧等膠態(tài)顆粒被絮凝沉淀，從而達到澄清目的[4-5]，改善產(chǎn)品品質(zhì)，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

采用果漿酶酶解提取棗汁，用殼聚糖對其進行澄清，再通過對所提取的棗汁的品質(zhì)指標進行測定，以此確定最佳制備條件。通過酶糖結(jié)合法制備的紅棗澄清汁其可溶性固形物含量高，色澤明艷，有紅棗芳香氣味，口感好，穩(wěn)定性好，具有很高的營養(yǎng)保健價值，特別適合現(xiàn)在由于工作壓力大，生活節(jié)奏快導(dǎo)致的處于亞健康狀態(tài)的消費群體飲用，該產(chǎn)品屬于新型飲料產(chǎn)品，目前市場上比較少見，具有很好的發(fā)展前景。同時為紅棗新產(chǎn)品的開發(fā)和深加工提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅棗：市售山東大紅棗；果漿酶：諾維信（中國）生物技術(shù)有限公司；殼聚糖：浙江金殼生物化學(xué)有限公司（食品級）；醋酸（食品級）。

1.2 儀器與設(shè)備

減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；WYT-4型手持糖量計：上海精密儀器儀表有限公司；723分光光度計：上海棱光技術(shù)有限公司；DELTA 320型pH計：梅特勒-托利多有限公司。

1.3 方法

1.3.1 可溶性固形物含量的測定

手持折光儀測定法。

1.3.2 透光率的測定

以蒸餾水為空白，采用723分光光度計，在620 nm處測定。

1.3.3 酶解方法

選取一定量的完整無霉爛的紅棗，清洗瀝干后加入4倍~6倍量的水，在沸騰的情況下，預(yù)煮10 min使其軟化，冷卻后打漿。然后對紅棗漿液用果漿酶進行酶解處理，分別對果漿酶添加量，酶解時間以及酶解溫度進行單因素實驗。再測定所得紅棗汁的可溶性固形物含量，確定最佳的果漿酶添加量、酶解溫度和酶解時間。

1.3.4 澄清方法

取步驟1.3.3制備好的酶解液，用殼聚糖（1%醋酸溶液）進行澄清實驗，分別對殼聚糖添加量，澄清時間以及澄清溫度進行單因素實驗。再經(jīng)離心處理后，測定所得紅棗汁的透光率。

2 結(jié)果與分析

2.1 果漿酶酶解紅棗的工藝參數(shù)

2.1.1 酶用量對酶解反應(yīng)的影響

選取加酶量分別為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，控制酶解溫度為50℃，時間1 h，考察加酶量對可溶性固形物含量的影響，結(jié)果見圖1。

由圖1可知，隨果漿酶添加量的增大，紅棗汁中可溶性固形物含量也逐漸增加，這主要是由于細胞間層果膠及細胞壁果膠在果漿酶的作用下，大部分被分解,細胞內(nèi)容物很容易流出。通過細胞間層原果膠的部分分解，果漿結(jié)構(gòu)還能有一定程度的保持，有利于可溶性固形物和多糖溶出從而提高浸提率；由圖中當(dāng)果膠漿酶添加量大于0.03%時，紅棗汁可溶性固形物含量變化不明顯，增加幅度減小，曲線趨于平緩，綜合酶解效果和經(jīng)濟效益考慮，故確定0.03%為浸提工藝中果漿酶的最佳添加量。

2.1.2 酶解時間對酶解反應(yīng)的影響

選取酶解時間分別為 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h，控制酶解溫度為50℃，加酶量為0.03%，考察酶解時間對可溶性固形物含量的影響，結(jié)果見圖2。

如圖2所示，果漿酶作用時間對紅棗的可溶性固形物含量有顯著影響，隨著作用時間的延長，可溶性固形物含量不斷升高，這說明果漿酶連續(xù)分解紅棗中的果膠物質(zhì)，有利于紅棗中可溶性固形物的不斷溶出。但當(dāng)作用時間超過2 h后，可溶性固形物含量基本不變，說明紅棗中的果膠物質(zhì)已基本全部分解。因此，生產(chǎn)上果漿酶作用時間控制在2 h較為合理。

2.1.3 酶解溫度對酶解反應(yīng)的影響

選取酶解溫度分別為 20、30、40、50、60 ℃，控制酶解時間為2 h，加酶量為0.03%，考察酶解溫度對可溶性固形物含量的影響，結(jié)果見圖3。

雖然果漿酶活性較高，常溫下亦可反應(yīng)，但溫度升高能夠增加酶作用底物分子的熱能，提高反應(yīng)速率。由圖3可知，隨著果漿酶作用溫度的升高，可溶性固形物含量也相應(yīng)升高。但溫度超過40℃后，紅棗汁中的可溶性固形物含量反而下降，可能是由于溫度太高導(dǎo)致果漿酶失活所致，故酶解溫度應(yīng)選取40℃為宜。

2.1.4 不同因素對酶解反應(yīng)的影響

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用L9（33）正交試驗，研究酶用量、酶解時間和溫度三因素對酶解反應(yīng)的影響，因素水平見表1。

表1 L9（33）正交試驗的因素和水平Table 1 L9(33)orthogonal test factors and levels

表2 正交試驗方案及結(jié)果Table 2 Orthogonal experimental program and results

續(xù)表2 正交試驗方案及結(jié)果Continue table 2 Orthogonal experimental program and results

通過極差分析方法可知，如表2所示，底物濃度恒定的情況下，三因素對水解度影響的大小順序為：酶用量（C）>酶解溫度（A＞）酶解時間（B），正交結(jié)果顯示，最優(yōu)工藝組合為A1B3C3，經(jīng)實驗驗證，此組合比A1B3C2組合稍有提高，從經(jīng)濟學(xué)角度出發(fā)，確定最佳工藝組合為A1B3C2，即酶用量0.03%，溫度30℃，酶解時間3h。

2.2 殼聚糖澄清棗汁的工藝參數(shù)

2.2.1 殼聚糖用量對澄清效果的影響

選取殼聚糖（1%的醋酸溶液）添加量分別為1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%，控制澄清溫度為50℃，時間0.5 h，考察殼聚糖添加量對澄清效果的影響，用透光率表示，結(jié)果見圖4。

圖4可以看出，隨著殼聚糖用量的增大，紅棗汁的透光率也逐漸增大，這是殼聚糖與紅棗汁中的果膠，單寧等帶負電荷的物質(zhì)相互作用形成絮凝沉降后的效應(yīng)，當(dāng)殼聚糖用量在2.0%時透光率達到最高值，此后隨著用量的增加，透光率反而略有下降。這可能是殼聚糖的使用量過大，過量的殼聚糖不能參與反應(yīng)而溶解懸浮于紅棗汁中產(chǎn)生渾濁，導(dǎo)致透光率下降，因此，適宜的殼聚糖用量應(yīng)在2.0%左右。

2.2.2 溫度對澄清效果的影響

選取澄清溫度分別為 30、35、40、45、50 ℃，控制澄清時間為0.5 h，殼聚糖（1%的醋酸溶液）添加量為2.0%，考察溫度對澄清效果的影響，用透光率表示，結(jié)果見圖5。

由圖5可以看出，紅棗汁的透光率隨著溫度的升高呈上升趨勢。在35℃~40℃溫度區(qū)域間上升幅度最為明顯，當(dāng)溫度高于40℃時，透光率上升幅度明顯變小，基本趨于穩(wěn)定。由此可見，殼聚糖澄清紅棗汁時，溫度在45℃左右為宜。

2.2.3 時間對澄清效果的影響

選取澄清時間分別為 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h，控制澄清溫度為45℃，殼聚糖（1%的醋酸溶液）添加量為2.0%，考察時間對澄清效果的影響，用透光率表示，結(jié)果見圖6。

由圖6看出，隨著澄清時間的增加透光率變化不大，澄清時間對紅棗汁的透光率亦無較大影響。因此，澄清時間選擇0.5 h即可。

2.2.4 不同因素對澄清效果的影響

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用L9（33）正交試驗，研究酶用量、酶解時間和溫度三因素對酶解反應(yīng)的影響，因素水平見表3。

通過極差分析方法可知，如表4所示，其他因素恒定的情況下，三因素對澄清效果影響的大小順序為：殼聚糖用量（B）＞酶解溫度（A）＞酶解時間（C），正交結(jié)果顯示，工藝組合為A3B2C2，經(jīng)實驗驗證，此組合比A2B2C3組合稍有提高，從產(chǎn)品品質(zhì)等綜合角度出發(fā)，確定最佳工藝組合為A2B2C3，即殼聚糖用量2%、溫度為45℃、澄清時間為45 min。

表3 L9（33）正交試驗的因素和水平Table 3 L9(33)orthogonal test factors and levels

表4 正交試驗方案及結(jié)果Table 4 Orthogonal experimental program and results

3 結(jié)論

通過單因素和正交實驗確定紅棗澄清汁的工藝參數(shù)為：果漿酶的最佳酶解條件為酶用量0.03%，溫度30℃，酶解時間3 h；殼聚糖的最佳澄清條件為殼聚糖用量2%、溫度為45℃、澄清時間為45 min；可制得73.54%透光率的紅棗澄清汁。

[1]劉世珍.天然維生素丸——棗[J].中國食物與營養(yǎng),2004(4):56-57

[2]魯周民,尹蓉,葛武鵬,等.紅棗提汁工藝參數(shù)的單因素試驗[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2008,23(5):157-160

[3]江蘇醫(yī)學(xué)院.中藥大辭典[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1994:522

[4]韓玉杰,李志西.殼聚糖在紅棗澄清汁中的應(yīng)用[J].飲料工業(yè),2005(2):43-46

[5]吳長青.殼聚糖在果汁澄清工藝上的應(yīng)用[J].飲料工業(yè),2001(3):9-11,35

The Preparation of the Jujube Clarified Juice by Sugar-binding Enzymes

WANG Dan1,2
（1.Jilin Agricultural University,Changchun 130118,Jilin,China;2.Changchun Medical College,Changchun 130031,Jilin,China）

2011-12-10

王丹（1978—），女（漢），講師，博士研究生，研究方向：食品生化與功能性食品。