任旭桐，崔振華，邱 佳，徐桂花，，劉敦華，歷媛媛

（1.寧夏紅枸杞產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，寧夏銀川 750000；2.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川 750000；3.中國藥科大學(xué)藥學(xué)院，江蘇南京 211198）

0 引言

枸杞又稱紅果子、狗奶子、紅耳墜、鴻運果等[1]，為茄科小灌木枸杞的成熟果實，分布于我國寧夏、青海、甘肅、河北等地，世界枸杞品種有20余種，紅黃黑三色紛呈，唯“寧夏枸杞”享譽盛名，并作為唯一能入藥的枸杞品種被載入《中國藥典》。枸杞特殊的藥用價值及保健功效，常見于歷代醫(yī)家的著作中，其中《神農(nóng)本草經(jīng)》就將其列為上品，另外明朝李時珍在《本草綱目》記載：“春采枸杞葉，名天精草；夏采花，名長生草；秋采子，名枸杞子；冬采根，名地骨皮[2]?！闭f明枸杞果實、花、芽葉、根皆可入藥，大量文獻(xiàn)及科學(xué)研究證實，枸杞中的活性成分具有提高人體免疫力、抗氧化、補氣強(qiáng)精、滋補腎臟、養(yǎng)肝明目、降“三高”、抗疲勞、抗腫瘤等多種藥理、生理功效[3]，為了充分利用枸杞營養(yǎng)價值與藥用價值，可將其制成汁液，雖然工藝簡單，營養(yǎng)物質(zhì)可以得到極大保留，據(jù)調(diào)查市面上出售的枸杞果汁容易出現(xiàn)混濁、沉淀、變質(zhì)等現(xiàn)象[4]，這主要是因為枸杞果實細(xì)胞間的水溶性果膠和原果膠層部分難以分離，以及游離的蛋白類、多酚類物質(zhì)引起的，這種現(xiàn)象不僅會影響后期感官品評，而且會在制汁加工過程中帶來不利影響。為了改變這種現(xiàn)狀需對果汁進(jìn)行澄清處理，果汁常用的澄清方法為酶處理、使用澄清劑、靜置法、冷凍法等，然而使用澄清劑和冷凍法存在工藝繁瑣、生產(chǎn)成本高等問題，靜置沉淀不僅費時，澄清效果也相對較差，故選擇酶處理的方法進(jìn)行研究。

酶作為生物催化劑一種，在相關(guān)酶的催化作用下，生物體內(nèi)的各項反應(yīng)即便在溫和的條件下也能高效、特異地進(jìn)行[5]，通常在果汁加工工藝中選擇果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶和蛋白酶等作為澄清酶制劑[6]。果膠酶主要分為果膠酯酶和解聚酶兩大類，果膠酯酶可以將果膠進(jìn)行水解，產(chǎn)物為半乳糖醛酸和甲醇[7]。而在眾多解聚酶中起到澄清作用的只有2種，分別為液化型果膠裂解酶和液化型聚半乳糖酸酶，為了使果汁澄清，二者需同時作用。在食品加工中使用果膠酶作為澄清劑，不僅高效便捷，還能提高鮮果的出汁效率[8]。故通過單因素試驗篩選，以透光率為評價指標(biāo)，探究果膠酶用量、酶解時間、酶解溫度、pH值4個因素在不同條件下對果汁澄清度的影響，經(jīng)正交優(yōu)化試驗進(jìn)行綜合考量，確定澄清枸杞果汁最佳工藝參數(shù)及方法[9-12]。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

枸杞鮮汁，寧夏天士力有機(jī)枸杞莊園提供；果膠酶（30×104U/g），泰安信得利生物工程有限公司提供。

UV-2000型紫外可見分光光度計，日本Shimadzu公司產(chǎn)品產(chǎn)品；SHJ-4型水浴恒溫磁力攪拌器，常州亞特實驗儀器有限公司產(chǎn)品；AR224CN系列電子天平（0.000 1 g），上海奧豪斯儀器有限公司產(chǎn)品；PHS-3C型精密pH測量儀，上海精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；TGL-16G型離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品。

1.2 試驗方法

1.2.1 單因素試驗

以枸杞鮮汁為原材料，通過設(shè)置不同果膠酶用量、溫度、時間及pH值等相關(guān)條件，依次進(jìn)行澄清試驗后，以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心10 min取上清液，測定吸光度T值，以透光率（%）為評價指標(biāo)，探究各因素對澄清效果的影響并繪制曲線圖。

1.2.2 正交試驗

考查果膠酶用量（g/L）、酶解時間（min）、酶解溫度（℃）和pH值4個因素在不同條件下對果汁澄清度的影響，以透光率（%）作為指標(biāo)，通過L9（34）進(jìn)行正交優(yōu)化，確定枸杞汁澄清工藝最佳參數(shù)。

正交試驗因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平

2 結(jié)果與分析

2.1 果膠酶用量的確定

取枸杞鮮汁，其他條件相同，設(shè)置6個酶用量梯度1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 g/L進(jìn)行試驗。

果膠酶用量對枸杞汁澄清效果的影響見圖1。

圖1 果膠酶用量對枸杞汁澄清效果的影響

如圖1所示，果汁的透光率隨著果膠酶用量的逐漸增加，整體呈現(xiàn)出上升趨勢，在1～2 g/L時增幅較為明顯；當(dāng)果膠酶用量為2.5 g/L時，繼續(xù)增加酶用量，透光率增幅趨于平緩，說明果膠酶的生物催化作用基本達(dá)到飽和，故確定果膠酶用量為2.5 g/L，并進(jìn)行正交優(yōu)化。

2.2 果膠酶酶解溫度的確定

取枸杞鮮汁，其他條件相同，設(shè)置6個酶解溫度梯度20，30，40，50，60，70℃。

酶解溫度對枸杞汁澄清效果的影響見圖2。

圖2 酶解溫度對枸杞汁澄清效果的影響

如圖2所示，曲線整體呈先上升后緩慢下降的趨勢，說明酶解溫度升高在很大程度上提高了果膠酶的活性，在20～50℃時，透光率隨著酶解溫度的升高增長較為明顯；在50℃左右達(dá)到極值，后面隨著酶解溫度的增加，枸杞汁的透光率開始緩慢下降，說明過高的溫度會抑制果膠酶的活性，故確定酶解溫度為50℃，并進(jìn)行正交優(yōu)化。

2.3 果膠酶酶解時間的確定

取枸杞鮮汁，其他條件相同，設(shè)置6個酶解時間梯度10，20，30，60，90，120 min進(jìn)行試驗。

酶解時間對枸杞汁澄清效果的影響見圖3。

如圖3所示，曲線呈整體上升趨勢，枸杞汁的透光率隨著酶解時間的增加也在逐漸提高，在10～30 min內(nèi)上升較快，當(dāng)酶解時間超過90 min時趨于平緩，說明此時酶解作用達(dá)到平衡，澄清作用不再繼續(xù)進(jìn)行，故確定酶解時間為90 min，并進(jìn)行正交優(yōu)化。

2.4 pH值的確定

圖3 酶解時間對枸杞汁澄清效果的影響

取枸杞鮮汁，其他條件相同設(shè)置6個pH值梯度2，3，4，5，6，7 進(jìn)行試驗。

pH值對枸杞汁澄清效果的影響見圖4。

圖4 pH值對枸杞汁澄清效果的影響

如圖4所示，pH值對枸杞汁澄清效果的影響較為明顯，整體符合普拉斯-高斯曲線，當(dāng)pH值為5時，枸杞汁透光率到達(dá)峰值，明顯看出在峰值兩端隨著pH值的遞增或遞減，透光率也跟著下降（降幅較為明顯），果膠酶的活性得到抑制，酶促反應(yīng)趨于平緩。故確定果膠酶作用最適pH值為5，并進(jìn)行正交優(yōu)化。

2.5 正交優(yōu)化

根據(jù)果膠酶用量、酶解時間、酶解溫度和pH值4個因素對枸杞果汁澄清工藝影響結(jié)果，通過正交分析對參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

正交試驗結(jié)果見表2。

表2 正交試驗結(jié)果

通過觀察，分析表2正交試驗結(jié)果，由R值可得：A（果膠酶用量）、B（酶解溫度）、C（酶解時間）、D（pH值） 4種因素對枸杞果汁澄清工藝影響的主次順序是B＞D＞A＞C，以透光率為評價指標(biāo)時，綜合K值可得枸杞果汁最佳澄清工藝為A2B2C2D2，即果膠酶用量2.5 g/L，酶解時間90 min，酶解溫度50℃，pH值5，但在正交試驗中無此組合，需要開展驗證試驗，測得枸杞果汁的透光率為88.7%。

3 結(jié)論

研究了果膠酶澄清枸杞果汁的方法與工藝，利用果膠酶酶解果膠的特性，通過單因素試驗篩選，運用正交分析及驗證試驗等手段，確定枸杞汁最佳的澄清工藝條件為枸杞果汁中果膠酶用量2.5 g/L，調(diào)節(jié)pH值至5，在50℃下酶解90 min，該方法用于澄清枸杞汁效果明顯，透光率可達(dá)88.7%。從優(yōu)化結(jié)果來看，一是解決了新鮮枸杞汁中混濁、沉淀等現(xiàn)象，提高了果汁澄清度；二是利用酶解處理的生物高效性，不會破壞枸杞汁的自身營養(yǎng)成分，符合果汁加工行業(yè)趨于多元化、健康化、綠色化的發(fā)展態(tài)勢。