周靜茹 ，高勝寒 ，張左勇 ， 孫漢巨 ，李延紅 ，何述棟，劉和平，郜四羊

（1.合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，安徽合肥 230009；2.安徽四平食品開發(fā)有限責(zé)任公司，安徽銅陵 244000）

蓮藕（Nelumbo nucifera gaertn） 作為一種多年生宿根水生草本植物，在我國各種水生蔬菜中居首要地位，它既是一種蔬菜，又兼有水果特性。近年來，我國蓮藕的種植面積不斷擴大，產(chǎn)量迅速增加[1]。蓮藕集營養(yǎng)與保健于一體，兼有蔬菜和水果二者的特點，營養(yǎng)成分豐富，含碳水化合物30%以上，蛋白質(zhì)1%，其他礦物質(zhì)、纖維素等均有較高的含量，尤其是維生素（VC） 的含量高達25 mg/100 g，是胡蘿卜含量的2倍，蓮藕是生產(chǎn)加工果蔬保健食品的上乘原料，也是現(xiàn)今推崇“醫(yī)食同源”的最好植物之一[2]。蓮藕中因含有較多的淀粉和多糖等膠體物質(zhì)，制汁時往往存在破碎后漿液黏度高、出漿率低、產(chǎn)品不易澄清等問題[3-4]。生產(chǎn)上常用α-淀粉酶降解淀粉。α-淀粉酶是一種水解酶，以無規(guī)則的方式切開淀粉分子內(nèi)部的α-1,4糖苷鍵，使淀粉生成糊精、低聚糖等，產(chǎn)物的末端葡萄糖殘基經(jīng)淀粉酶酶解可以降低漿液黏度，達到澄清的目的[5]。試驗以蓮藕為原料，采用α-淀粉酶處理蓮藕漿液，通過單因素試驗與正交試驗，確定α-淀粉酶的最佳酶解條件，并且研究了以新鮮蓮藕、蘋果濃縮汁、梨濃縮汁、哈密瓜濃縮汁、白砂糖為主要原料，配以穩(wěn)定劑進行復(fù)合調(diào)配，以期為蓮藕復(fù)合果汁飲料的生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

蓮藕、白砂糖，購于合肥市家樂福；黃原膠、D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液、蘋果濃縮汁、梨濃縮汁、哈密瓜濃縮汁，均為食品級；中溫α-淀粉酶1，北京索萊寶科技有限公司提供（酶活力3 700 U/g）；中溫α-淀粉酶2，上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供；高溫α-淀粉酶3，江蘇銳陽生物科技有限公司提供（酶活力40 000 U/g）。

1.2 儀器

GYB30-60型均質(zhì)機，上海東華公司產(chǎn)品；HHSY21-Ni型水浴鍋，北京長源實驗設(shè)備廠產(chǎn)品；電子天平，上海方瑞儀科技有限公司產(chǎn)品；JYL-C051型榨汁機，山東九陽公司產(chǎn)品；九陽電磁爐，山東九陽小家電有限公司產(chǎn)品；DELTA 320 pH計，梅特勒-托利多儀器有限公司產(chǎn)品；抽濾機。

1.3 蓮藕汁的加工工藝

工藝流程：蓮藕→清洗→去藕節(jié)→去皮→切片→護色→打漿→淀粉酶水解→滅酶→過濾→調(diào)配→均質(zhì)→灌裝→殺菌→成品[6]。

濃縮蘋果汁、濃縮梨汁、濃縮哈密瓜汁、白砂糖

1.4 操作要點

1.4.1 原料選擇

要求處于乳熟期（終止葉出現(xiàn)后的11～15 d），肉質(zhì)鮮嫩白脆、皮薄味甜、粗壯肥大、無病害和機械傷[7]。

1.4.2 清洗去皮

洗去蓮藕表面的污泥及農(nóng)藥殘留，并對蓮藕進行切片處理，切片厚度約0.5 cm，使其護色過程更加成功。

1.4.3 護色

將切好的蓮藕片立即浸入1%的抗壞血酸溶液中，在55℃的恒溫水浴鍋中浸泡5 min[8]，防止蓮藕顏色變黃。

1.4.4 打漿

藕與水的比例為3∶1較合適，用水量大于這一比例，制品風(fēng)味較淡且在使用相同劑量的穩(wěn)定劑后，穩(wěn)定性較差；用水量小于這一比例，雖然風(fēng)味濃郁且穩(wěn)定性好，但有黏口感，不夠爽滑[9]。在打漿機中打漿約2 min，得到蓮藕粗汁。

1.4.5 酶解、過濾

先將適量淀粉酶用溫水溶解，再加入蓮藕粗汁中，在一定溫度下酶解一定時間后取出，煮沸滅酶后用80目篩過濾。

1.4.6 調(diào)配、均質(zhì)

過濾后的汁液根據(jù)口感配方，添加白砂糖、濃縮蘋果汁、濃縮梨汁、濃縮哈蜜瓜汁和黃原膠[10]進行復(fù)配，在60℃，1.96 MPa的條件下進行均質(zhì)。

1.4.7 灌裝殺菌

將均質(zhì)后的產(chǎn)品灌裝，放入水浴鍋中加熱，保持水浴鍋溫度在95℃以上，時間20 min，殺菌完成后，將飲料冷卻即得成品[11]。

1.4.8 感官評定

評定小組由8位學(xué)生組成，采用10分制分別對飲料的口感、氣味及顏色進行評分。

蓮藕復(fù)合果蔬汁飲料感官評分標準見表1[12]。

表1 蓮藕復(fù)合果蔬汁飲料感官評分標準

1.5 酶解條件對蓮藕出汁率的影響

蓮藕中因含有較多的淀粉和多糖，制汁后往往會產(chǎn)生沉淀，因此需要添加淀粉酶，使淀粉水解成糊精、低聚糖等，從而降低漿液黏度，達到澄清的目的。α-淀粉酶的作用與淀粉酶的種類、添加量、作用pH值、反應(yīng)溫度和時間有關(guān)，因此需要對α-淀粉酶的酶解條件進行研究。以蓮藕出汁率為指標，確定最佳酶解工藝。公式如下：

1.5.1 不同淀粉酶的種類對蓮藕出汁率的影響

稱取蓮藕粗汁100 g，調(diào)節(jié)pH值至6，分別添加10.0 U/g的中溫α-淀粉酶1、中溫α-淀粉酶2和高溫α-淀粉酶3，酶解溫度按照各種酶制劑的最適溫度（分別為 90，60，60℃） 保溫30 min后取出，將酶解的蓮藕汁移入抽濾機中抽濾，將抽濾出的清液稱質(zhì)量，測定濾液的出汁率，確定最佳淀粉酶種類。

1.5.2 不同酶添加量對蓮藕出汁率的影響

稱取蓮藕粗汁100 g，用檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液調(diào)pH值至 6，分別添加4，6，8，10，12 U/g的α-淀粉酶，于60℃下水浴保溫 30 min。將酶解的蓮藕汁移入抽濾機中抽濾，將抽濾出的清液稱質(zhì)量，測定濾液的出汁率，確定最佳淀粉酶添加量[13]。

1.5.3 不同酶作用pH值對蓮藕出汁率的影響

稱取蓮藕粗汁100 g，添加10 U/g的α-淀粉酶，分別用檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液調(diào)pH值為5.0，5.5，6.0，6.5，7.0，在60℃水浴中保溫30 min。將酶解的蓮藕汁移入抽濾機中抽濾，將抽濾出的清液稱質(zhì)量，測定濾液的出汁率，確定淀粉酶最佳的作用pH值。

1.5.4 不同酶處理溫度對蓮藕出汁率的影響

稱取蓮藕粗汁100 g，在酶作用pH值6.0條件下添加10 U/g的α-淀粉酶，分別在 40，50，60，70，80℃水浴中保溫30 min。將酶解的蓮藕汁移入抽濾機中抽濾，將抽濾出的清液稱質(zhì)量，測定濾液的出汁率，確定淀粉酶最佳的處理溫度。

1.5.5 不同酶解時間對蓮藕出汁率的影響

稱取蓮藕粗汁100 g，在酶作用pH值6.0條件下添加10 U/g的α-淀粉酶，分別在70℃水浴15，30，45，60，75 min，將酶解的蓮藕汁移入抽濾機中抽濾，將抽濾出的清液稱質(zhì)量，測定濾液的出汁率，確定淀粉酶的最佳酶解時間[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶種類對蓮藕出汁率的影響

酶種類對蓮藕出汁率的影響見圖1。

圖1 酶種類對蓮藕出汁率的影響

α-淀粉酶能以無規(guī)則的方式切開淀粉分子內(nèi)部的α-1,4糖苷鍵，使淀粉水解成糊精、低聚糖等，降低連藕汁黏度，增加水分溶出[15]。試驗采用了3種來自不同產(chǎn)地的α-淀粉酶。從圖1可以看出，使用中溫α-淀粉酶1的蓮藕出汁率為78.91%，中溫α-淀粉酶2的出汁率為72.29%，高溫α-淀粉酶3的出汁率為65.96%，使用中溫α-淀粉酶1酶解的蓮藕出汁率顯著高于其他2種，故中溫α-淀粉酶1為最適淀粉酶。

2.2 α-淀粉酶添加量對蓮藕出汁率的影響

α-淀粉酶添加量對蓮藕出汁率的影響見圖2。

圖2 α-淀粉酶添加量對蓮藕出汁率的影響

從圖2可以看出，隨著α-淀粉酶添加量的增大，蓮藕汁的出汁率整體呈現(xiàn)增長的趨勢。在4～6 U/g時，蓮藕出汁率隨酶添加量增加而顯著增加，在6～10 U/g時，蓮藕出汁率增長緩慢。當(dāng)α-淀粉酶添加量大于10 U/g時，其變化速率減緩甚至降低。這是因為，當(dāng)α-淀粉酶添加量較少、底物較多時，α-淀粉酶酶解能力有限，蓮藕出汁率較低；當(dāng)α-淀粉酶添加量增加，酶與底物的結(jié)合量增加，蓮藕出汁率也隨之增加；當(dāng)α-淀粉酶添加量飽和時，酶的活性受到抑制，出汁率增長緩慢。在α-淀粉酶添加量為10 U/g時蓮藕出汁率最大，為78.25%。故選定α-淀粉酶10 U/g為適宜添加量。

2.3 酶作用pH值對蓮藕出汁率的影響

酶作用pH值對蓮藕出汁率的影響見圖3。

圖3 酶作用pH值對蓮藕出汁率的影響

由圖3可知，酶作用pH值在5.0以下時淀粉酶的活力較弱，隨著酶作用pH值增大蓮藕出汁率增加，pH值5.5～6.0增長較快，在酶作用pH值為6.0時達到最大。當(dāng)酶作用pH值大于6.0時出汁率下降較快，接著在酶作用pH值為6.5～7.0時下降緩慢。α-淀粉酶有其最適pH值的范圍，偏離此范圍會使α-淀粉酶的活性受到抑制，從而降低酶解效果，減少蓮藕的出汁率。在酶作用pH值為6.0時蓮藕出汁率最大，為84.91%，因此選擇α-淀粉酶在pH值6.0的作用效果最好。

2.4 酶處理溫度對蓮藕出汁率的影響

酶處理溫度對蓮藕出汁率的影響見圖4。

淀粉吸收過量水分糊化形成以直鏈淀粉溶液為連續(xù)相和以支鏈淀粉顆?；驁F塊為分散相的多相體系，蓮藕淀粉的糊化溫度在63.5～74.7℃[16]。由圖4可以看出，蓮藕的出汁率隨淀粉酶酶解溫度升高而逐漸增加，當(dāng)?shù)矸勖傅乃鉁囟?0℃，蓮藕出汁率最高，與蓮藕淀粉的糊化溫度一致。由于溫度過高可能導(dǎo)致酶失活，當(dāng)酶處理溫度大于70℃時，蓮藕出汁率隨著酶處理溫度增加而降低，選擇蓮藕汁的最佳酶處理溫度為70℃。

圖4 酶處理溫度對蓮藕出汁率的影響

2.5 酶解時間對蓮藕出汁率的影響

酶解時間對蓮藕出汁率的影響見圖5。

圖5 酶解時間對蓮藕出汁率的影響

由圖5可以看出，隨著酶解時間的延長，蓮藕出汁率總體呈現(xiàn)上升的趨勢。在小于30 min時，蓮藕出汁率較低且增長緩慢；在30～45 min時，蓮藕出汁率隨著時間延長顯著增長；45 min以后，蓮藕出汁率趨于平緩。由于酶解需要一定的時間，時間過短，反應(yīng)沒有完全進行，出汁率較低；當(dāng)酶解時間延長，出汁率增加不大是因為酶解程度的加深，酶可作用位點減少，蓮藕出汁率增加不明顯[17]。所以，選擇蓮藕汁的最佳酶解時間為45 min。

2.6 淀粉酶酶解條件的優(yōu)化

從單因素試驗可知，α-淀粉酶添加量、酶作用pH值、酶處理溫度及酶解時間對淀粉酶的酶解作用均會產(chǎn)生不同程度的影響。選用四因素三水平L9（34）正交試驗確定淀粉酶作用最佳工藝[18]。

α-淀粉酶酶解條件正交試驗見表2。

由表2可知，最優(yōu)水平組合為A2B2C3D3。按極差表示各因素影響的主次順序為A＞B＞C＞D，即α-淀粉酶添加量的影響最大，酶解時間的影響最小。根據(jù)正交試驗結(jié)果，確定α-淀粉酶制備蓮藕汁的最佳工藝條件為α-淀粉酶添加量10 U/g，酶處理溫度75℃，酶解時間50 min，酶作用pH值6.0。

2.7 蓮藕復(fù)合果蔬飲料的調(diào)配

2.7.1 蓮藕汁添加量的單因素試驗

蓮藕汁添加量的單因素試驗見圖6。

如圖6所示為蓮藕汁單因素試驗，蓮藕汁為變量，梯度變化分別為40%，50%，60%，70%，80%；白砂糖為6%[19]。根據(jù)感官評分（10分制） 結(jié)果，評分為1組6.40分，2組6.96分，3組8.04分，4組8.84分，5組7.86分。因此，當(dāng)蓮藕汁添加量70%時為最佳添加量。

圖6 蓮藕汁添加量的單因素試驗

2.7.2 白砂糖添加量的單因素試驗

白砂糖添加量的單因素試驗見圖7。

圖7 白砂糖添加量的單因素試驗

如圖7所示為白砂糖單因素試驗，白砂糖為變量，梯度變化分別為2%，4%，6%，8%，10%，蓮藕汁為70%。根據(jù)感官評分（10分制） 結(jié)果，評分為1組7.38分，2組8.60分，3組6.94分，4組6.12分，5組3.50分。因此，當(dāng)白砂糖添加量4%時為最佳添加量。

2.7.3 蓮藕復(fù)合果蔬飲料的正交試驗

蓮藕復(fù)合果蔬飲料調(diào)配的正交試驗見表3。

由表3可知，最優(yōu)水平組合為A'2B'2C'3D'1。按極差表示各因素影響的主次順序為 B'＞A'＞D'＞C'，即蘋果濃縮汁添加量的影響最大，哈密瓜濃縮汁添加量的影響最小。根據(jù)正交試驗結(jié)果，確定蓮藕汁復(fù)合飲料的最優(yōu)配方為蓮藕汁添加量70%，白砂糖添加量3%，梨濃縮汁添加量2%，蘋果濃縮汁添加量2%，哈密瓜濃縮汁添加量2%。

表3 蓮藕復(fù)合果蔬飲料調(diào)配的正交試驗

3 結(jié)論

生產(chǎn)上常用α-淀粉酶酶解淀粉，使淀粉水解成糊精、低聚糖等，且產(chǎn)物的末端葡萄糖殘基經(jīng)淀粉酶酶解可以降低漿液黏度，從而達到澄清的目的。試驗通過研究不同α-淀粉酶酶解條件對蓮藕出汁率的影響，得到蓮藕汁的最佳酶處理工藝條件為α-淀粉酶添加量10 U/g，酶處理溫度75℃，酶解時間50 min，酶作用pH值6.0，最終蓮藕的出汁率為78.53%。有效解決了蓮藕中因含有較多的淀粉和多糖等膠體物質(zhì)，制汁時往往存在著漿液黏度高、出漿率低、產(chǎn)品不易澄清等問題。另外，依次通過單因素試驗與正交試驗，確定了蓮藕汁復(fù)合飲料的最優(yōu)配方為蓮藕汁添加量70%，白砂糖添加量3%，梨濃縮汁添加量2%，蘋果濃縮汁添加量2%，哈密瓜濃縮汁添加量2%。