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        超高壓輔助酶解對沙棘汁品質(zhì)的影響

        2019-12-27 02:54:22
        農(nóng)產(chǎn)品加工 2019年23期
        關(guān)鍵詞:果膠酶透光率沙棘

        徐 瑤

        (陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院農(nóng)副食品所,陜西西安 710048)

        沙棘果實為漿果,沙棘果又名沙棗、醋柳果,是胡頹子科植物沙棘(Hippophae rhamnoides L.)的成熟果實。沙棘果中含有豐富的維生素、有機酸、胡蘿卜素、黃酮、氨基酸及其他人體所需微量元素,其中以黃酮、維C含量堪稱其他水果之冠[1]。但是沙棘味道酸,口感較差,直接食用不易被人們所接受,所以每年有大量沙棘果被浪費,限制沙棘果的經(jīng)濟效益[2]。因此,將沙棘榨汁,以沙棘汁作為產(chǎn)品再加工原料,是增加沙棘附加值的有效途徑[3]。果膠酶能夠有效提高果汁的出汁率[4],并且對果汁色澤影響較小。

        超高壓技術(shù),是一種新型的食品加工技術(shù),常用水作為壓力傳遞介質(zhì),對在一定溫度下包裝密封于彈性容器中的食品,施加一定的壓力(100~1 000 MPa),從而改變食品的功能性質(zhì)[5]。經(jīng)超高壓處理的食品,在色澤、風(fēng)味及營養(yǎng)價值等方面很少受到影響。

        試驗以最大限度保留沙棘的感官品質(zhì)和營養(yǎng)成分為著眼點,將超高壓技術(shù)用于輔助酶解沙棘汁,縮短酶解時間,降低酶解溫度,減少了沙棘在酶解過程中營養(yǎng)成分的損失,最大限度地保留了沙棘的原有色澤,以及原料中的黃酮、總酚、維C等功能性營養(yǎng)成分,為沙棘果酒釀造研究提供了依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        沙棘,采自陜西漢中市勉縣沙棘基地;抗壞血酸(分析純),天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司提供;果膠酶(20 000 U/kg),丹麥諾維信公司提供。

        1.2 儀器與設(shè)備

        BS323S型電子天平,賽多利斯科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品;HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋,國華電器有限公司產(chǎn)品;超高壓設(shè)備,山東蓬能機械科技有限公司產(chǎn)品;H-1850R型離心機,長沙湘儀離心機器有限公司產(chǎn)品;101-1AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱,天津泰斯特儀器有限公司產(chǎn)品;UV-1100型紫外可見分光光度計,上海美譜達(dá)儀器有限公司產(chǎn)品;ZG140型榨汁機,廣州振興實業(yè)有限公司產(chǎn)品;WAY-2S型阿貝折光儀,長春金寶特生物化工有限公司產(chǎn)品。

        1.3 試驗方法

        1.3.1 沙棘榨汁工藝流程

        沙棘→挑選→洗凈瀝水→打漿破碎→酶解處理→離心過濾→測定。

        1.3.2 沙棘挑選

        挑選色澤金黃、成熟、飽滿、無病害的新鮮沙棘果,去除果梗后,用清水沖洗沙棘果實表面的泥土,瀝干水分。

        1.3.3 榨汁

        將瀝水后的沙棘果放入組織破碎機中破碎,破碎的過程中采用流加的方式向沙棘漿中加入二氧化硫,添加量為30 mg/mL。

        1.3.4 超高壓酶解

        調(diào)節(jié)沙棘汁pH值為4.0,向沙棘汁中添加果膠酶4 000~20 000 U/kg,攪拌均勻,將果膠酶處理過的果漿裝入聚丙烯薄膜袋中,真空密封,將真空包裝后的果漿混合均勻。將樣品置于超高壓設(shè)備的壓力腔內(nèi),選擇壓力 100~180 MPa,酶解溫度 20~45℃,酶解時間1.0~3.5 h。酶解結(jié)束后,將壓力升高至500 MPa,保壓20 min,滅酶、滅菌。將經(jīng)酶解處理的沙棘原汁于5℃下靜置24 h,以轉(zhuǎn)速6 000 r/min離心10 min,再用6層紗布過濾得到沙棘澄清汁。

        1.3.5 酶解沙棘汁測定

        維C含量測定[6]:采用2,6-二氯靛酚滴定法(GB 14754—2010);維C保存率:超聲波酶解的沙棘中維C含量與未處理的沙棘中維C含量的比值;透光率:采用分光光度計于波長800 nm下測定沙棘汁透光率;沙棘汁中菌落總數(shù)測定:采用平板計數(shù)法,GB 4789.2—2016;總酚含量的測定:福林酚比色法,SB/T 10203—1994;總酸含量的測定:GB/T 12456—2008;總糖:GB 5009.7—2016。可溶性固形物:采用阿貝折光儀測定。

        1.3.6 超聲波酶解沙棘汁的工藝優(yōu)化

        以透光率和維C保留率為指標(biāo),主要考查果膠酶添加量、超高壓壓力、酶解時間、酶解溫度4個因素對酶解效果的影響,測定其透光率和維C含量,每個水平進行3次重復(fù)試驗,取平均值。

        (1)果膠酶添加量對酶解效果的影響。按照1.3.2的方法,固定超高壓壓力140 MPa,酶解時間2 h,酶解溫度30℃,調(diào)節(jié)果膠酶的用量分別為4 000,8 000,12 000,16 000,20 000 U/kg,考查果膠酶添加量對酶解效果的影響。

        (2) 超高壓壓力對酶解效果的影響。按照1.3.2的方法,固定果膠酶的添加量為12 000 U/kg,酶解時間2 h,酶解溫度30℃,調(diào)節(jié)超高壓壓力分別為100,120,140,160,180 MPa,考查超高壓壓力對酶解效果的影響。

        (3)保壓時間對酶解效果的影響。按照1.3.2的方法,固定超高壓壓力140 MPa,果膠酶的用量為12 000 U/kg,酶解溫度30℃,調(diào)節(jié)保壓時間分別為1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5 h,考查保壓時間對酶解效果的影響。

        (4)酶解溫度對酶解效果的影響。按照1.3.2的方法,固定超高壓壓力140 MPa,果膠酶的用量為12 000 U/kg,酶解時間2 h,調(diào)節(jié)酶解溫度分別為20,30,40,50,60℃,考查酶解溫度對酶解效果的影響。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 果膠酶用量對酶解效果的影響

        果膠酶用量對酶解效果的影響見圖1。

        圖1 果膠酶用量對酶解效果的影響

        隨著果膠酶用量增加,透光率也隨之增加。當(dāng)果膠酶用量從4 000 U/kg增加到12 000 U/kg,透光率顯著增加,底物與酶能夠充分反應(yīng),當(dāng)大于12 000 U/kg時,繼續(xù)增加酶用量,酶解效果隨著果膠酶用量增加變化不顯著,反應(yīng)成本增高。同時,在酶解過程中,維C的保存率降低,在果膠酶用量為12 000 U/kg時,維C保留率最高為93.31%,透光率43.22%,綜合考慮選擇果膠酶用量為12 000 U/kg。

        2.2 超高壓壓力對酶解效果的影響

        超高壓壓力對酶解效果的影響見圖2。

        圖2 超高壓壓力對酶解效果的影響

        由圖2可知,當(dāng)超高壓壓力由100 MPa增加到140 MPa時,隨著壓力增大,透光率隨之增大。隨后進一步增大壓力,透光率變化不顯著,當(dāng)超高壓壓力為140 MPa時,透光率為43.22%。同時,沙棘汁中維C降解速度隨著壓力升高而增大,超高壓壓力在180 MPa時,維C最低保留率仍為93.93%,可能是由于超高壓不會破壞共價鍵,維C等小分子物質(zhì)保留下來。當(dāng)超高壓壓力從100 MPa增加到140 MPa時,維C含量變化不顯著。因此,綜合考慮選擇超高壓壓力為140 MPa。

        2.3 保壓時間對酶解效果的影響

        保壓時間對酶解效果的影響見圖3。

        圖3 保壓時間對酶解效果的影響

        由圖3可知,隨著保壓時間的延長,透光率增大。可能因為隨著反應(yīng)時間延長,酶解反應(yīng)更加充分,沙棘汁透光率越高。當(dāng)保壓時間增加到2.5 h,酶解反應(yīng)透光率為55.15%,若繼續(xù)酶解,透光率增加不顯著。同時,維C保留率隨著保壓時間的延長而降低,將酶解時間控制在2.5 h內(nèi)完成,其維C保留率降低不顯著。因此,綜合考慮選擇保壓時間為2.5 h。

        2.4 酶解溫度對酶解效果的影響

        酶解溫度對酶解效果的影響見圖4。

        圖4 酶解溫度對酶解效果的影響

        由圖4可知,當(dāng)酶解溫度由30℃增加到40℃時,透光率增大較快,此時透光率為59.08%,隨后繼續(xù)提高酶解溫度,透光率降低。同時,酶解溫度對維C含量影響較大,隨著酶解溫度的升高,維C保留率降低,溫度達(dá)到40℃以上,維C保存率迅速降低,當(dāng)溫度為50℃,維C保留率僅為46.65%。由于維C具有較強的還原性,高溫下易被氧化。因此超高壓酶解能減少原料營養(yǎng)成分的損失,最大限度保留其營養(yǎng)價值。

        2.5 超高壓酶解對沙棘汁品質(zhì)的影響

        超高壓酶解對沙棘汁品質(zhì)的影響見表1。

        表1 超高壓酶解對沙棘汁品質(zhì)的影響

        由表1可知,超高壓酶解處理前后沙棘汁中還原糖含量變化較小、總酸、超高壓酶解對沙棘汁營養(yǎng)成分影響較小,其中總酚含量和維C略有降低,但其保存率仍能達(dá)到91.09%,88.16%,表明超高壓酶解能較好保留原料原有的營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)。經(jīng)超高壓處理后,菌落總數(shù)由1.5×103CFU/mL迅速下降至10 CFU/mL,殺菌率在99%以上,能夠達(dá)到商業(yè)無菌的狀態(tài)(GB 7101—2015)。

        3 結(jié)論

        采用超高壓酶解沙棘汁,考查其對沙棘汁品質(zhì)的影響,通過單因素試驗可以得出,超高壓酶解的最佳工藝條件。結(jié)果表明,當(dāng)果膠酶用量12 000 U/kg,超高壓壓力140 MPa,保壓時間2.5 h,酶解溫度40℃時,沙棘汁的透光率和維C保留率分別是59.68%和88.16%。

        超高壓酶解能最大程度地保留沙棘汁中的營養(yǎng)成分,果汁中維C和酚類等物質(zhì)具有較強的還原性,性質(zhì)不穩(wěn)定。在較高溫度、光照、氧氣條件下,極易氧化分解。在超高壓酶解的最佳工藝條件下,沙棘汁中維C和總酚保存率仍能達(dá)到91.09%,88.16%,經(jīng)超高壓處理后,菌落總數(shù)由1.5×103CFU/mL迅速下降至10 CFU/mL,殺菌率在99%以上,能夠達(dá)到商業(yè)無菌的狀態(tài)(GB 7101—2015)。

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