賈乾，趙叢芝，唐霞，宋春麗，張子德

河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院（保定 071000）

珍珠油杏，又稱“石匣珍珠杏”，屬新疆串枝杏系列，口感細(xì)膩，味道甘甜[1]。珍珠油杏果實(shí)成熟后呈黃色半透明狀，顏色均勻，外形似珍珠，因此被稱為“珍珠油杏”。珍珠油杏口感香甜，并且維生素含量較高，可溶性固形物可達(dá)24%，總糖含量達(dá)18.75%，可食率約95.6%[2]。珍珠油杏中的糖分主要是蔗糖、葡萄糖和果糖。由于其含有的有機(jī)酸中蘋果酸含量最高，所以珍珠油杏屬于蘋果酸型杏品種[3]。但是珍珠油杏成熟期較集中，不耐貯運(yùn)[4]，所以為了減少損失，對珍珠油杏加工的研究不可避免。

目前對珍珠油杏加工產(chǎn)品的研究主要有珍珠油杏木糖醇植物蛋白飲料、杏汁、低糖杏醬、杏罐頭、杏脯和杏干[5-10]。由于其本身所含糖和果膠較多，破碎后的果漿存在黏度大、出汁率低的問題。為了解決這些問題，人們往往在前處理階段對原材料進(jìn)行酶解處理，這可以很好地解決相應(yīng)的問題[11-12]。

纖維素和果膠是構(gòu)成植物細(xì)胞壁最重要的兩種物質(zhì)。果膠是一種膠體酸性多糖，是最復(fù)雜的植物細(xì)胞壁多糖，也是多數(shù)水果中最重要的生物活性成分[13-15]。果膠酶、纖維素酶可以降解植物細(xì)胞中的果膠類、纖維素類物質(zhì)，使細(xì)胞之間的化學(xué)鍵斷裂、降低果漿黏度，從而提高出汁率[16-17]，果膠酶已被廣泛用于果汁的提取和澄清[18]。目前對珍珠油杏酶解工藝的研究僅有使用單一果膠酶的酶解工藝優(yōu)化[19]。此次試驗(yàn)對單一果膠酶、纖維素酶和果膠酶復(fù)配的酶解工藝分別進(jìn)行優(yōu)化，并對兩種方法進(jìn)行比較，為珍珠油杏的酶解工藝提供了比較完善的條件和理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

珍珠油杏（河北省承德市灤平縣）；果膠酶（河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司）；纖維素酶（湖南新鴻鷹生物工程有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

Joyoung九陽料理機(jī)（九陽股份有限公司）；TGL-16M離心機(jī)（上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司）；電子天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）；H.SWX-600BS電熱恒溫水溫箱（金壇市朗博儀器制造有限公司）。

1.3 工藝流程

清洗珍珠油杏→解凍→去核→打漿→酶解→稱量離心→測量出汁率

挑選清洗：選擇無病蟲害的杏果進(jìn)行清洗、解凍；去核：解凍之后的杏果切分去核；打漿：去核后的杏果每次取250 g放入料理機(jī)打漿30 s，得到杏漿；酶解：稱取100 g杏漿按照1.4.1小節(jié)和1.4.2小節(jié)進(jìn)行酶解處理；離心：酶解結(jié)束以后將果漿放入離心管并稱量質(zhì)量，記錄，在10 000 r/min條件下離心10 min；測量出汁率：離心結(jié)束稱取上清液質(zhì)量，按照1.4.3小節(jié)計(jì)算出汁率。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 果膠酶酶解試驗(yàn)

1.4.1.1 果膠酶酶解單因素試驗(yàn)

分別將果膠酶添加量（0.005%，0.015%，0.025%，0.035%，0.045%和0.055%）、酶解時(shí)間（40，80，120，160，200和240 min）、酶解溫度（37，41，45，49，53和57 ℃）作為單因素進(jìn)行酶解試驗(yàn)。每個處理重復(fù)3次，計(jì)算出汁率。

1.4.1.2 果膠酶酶解正交試驗(yàn)

以單因素試驗(yàn)為基礎(chǔ)，以果膠酶添加量、酶解溫度和酶解時(shí)間為單因素做正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)如表1所示。

表1 果膠酶酶解正交表

1.4.2 果膠酶和纖維素酶復(fù)配試驗(yàn)

1.4.2.1 纖維素酶和果膠酶比例的確定

將纖維素酶和果膠酶按照質(zhì)量比3∶1，2∶1，1∶1，1∶2和1∶3（酶添加總量0.04%）加入稱好的果漿，在45 ℃水浴溫度下，酶解120 min，離心，稱量上清液質(zhì)量，計(jì)算出汁率。每個處理重復(fù)3次，確定纖維素酶和果膠酶的添加比例。

1.4.2.2 果膠酶和纖維素酶復(fù)配的單因素試驗(yàn)

分別將酶添加總量（0.02%，0.04%，0.06%，0.08%，0.10%和0.12%）、酶解時(shí)間（40，80，120，160和200 min）、酶解溫度（37，41，45，49，53和57 ℃）作為單因素進(jìn)行試驗(yàn)。每個處理重復(fù)3次，計(jì)算出汁率。

1.4.2.3 復(fù)配酶解正交試驗(yàn)

以復(fù)配酶解單因素試驗(yàn)為基礎(chǔ)，以總添加量、酶解溫度和酶解時(shí)間為單因素做正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)如表2所示。

表2 復(fù)配酶解正交表

1.4.3 出汁率計(jì)算

出汁率按式（1）計(jì)算。

式中：m1為離心前果漿的質(zhì)量，g；m2為離心后上清液質(zhì)量，g。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并使用WPS Office進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 果膠酶酶解工藝優(yōu)化

2.1.1 果膠酶添加量對珍珠油杏出汁率的影響

由圖1可知，隨著果膠酶添加量的增加，出汁率呈現(xiàn)先增大又平緩后下降的趨勢。果膠酶添加量在0.005%～0.035%之間，隨著果膠酶添加量的增大，出汁率也有顯著性提高（p＜0.05），添加量超過0.035%時(shí)，出汁率不再上升并略有下降。因此選擇0.025%，0.035%和0.045%進(jìn)行下一步正交試驗(yàn)。

圖1 果膠酶添加量對出汁率的影響

2.1.2 果膠酶酶解時(shí)間對珍珠油杏出汁率的影響

由圖2可知，隨著酶解時(shí)間的延長，出汁率總體上呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。酶解時(shí)間在40～120 min時(shí)，出汁率呈現(xiàn)逐漸增大趨勢；120～240 min時(shí)，出汁率呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。這可能是由于出汁率在達(dá)到最大出汁率后，隨著時(shí)間的延長，酶解體系內(nèi)會有部分沉淀物又重新分散到體系內(nèi)使出汁率降低[20]。所以，選擇80，120和160 min進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖2 果膠酶酶解時(shí)間對出汁率的影響

2.1.3 果膠酶酶解溫度對出汁率的影響

由圖3所示，隨著酶解溫度的升高，出汁率總體上呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。酶解溫度在37～41 ℃時(shí)，隨著酶解溫度的升高，出汁率呈現(xiàn)上升趨勢；酶解溫度在41～57 ℃時(shí)，隨溫度的升高，出汁率呈現(xiàn)下降趨勢；當(dāng)酶解溫度為41 ℃時(shí)，出汁率顯著高于其他酶解溫度（p＜0.05）。所以，酶解溫度選擇37，41和45 ℃進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖3 果膠酶酶解溫度對出汁率的影響

2.1.4 果膠酶酶解正交試驗(yàn)

由方差分析可知，試驗(yàn)的三個因素中酶解時(shí)間（B）對珍珠油杏果漿酶解出汁率的影響差異性顯著（p＜0.05）。在酶解時(shí)間的3個水平間，120和80 min分別和160 min之間差異顯著（p＜0.05），120 min和80 min之間差異不顯著（p＞0.05）。由此可知，在一定范圍內(nèi)，延長酶解時(shí)間可以提高出汁率。

酶解正交試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。利用極差分析法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，影響果膠酶酶解珍珠油杏出汁率的因素主次順序?yàn)槊附鈺r(shí)間（B）＞果膠酶添加量（C）＞酶解溫度（A），果膠酶酶解最優(yōu)組合為A3B2C2，即果膠酶添加量0.035%、在酶解溫度45 ℃、酶解時(shí)間120 min。

表3 果膠酶酶解正交試驗(yàn)結(jié)果

2.2 果膠酶和纖維素酶復(fù)配酶解工藝試驗(yàn)研究

2.2.1 果膠酶和纖維素酶添加比例對出汁率的影響

如圖4所示，在添加酶總量為0.04%的條件下，隨著果膠酶和纖維素酶的比例變化，出汁率總體上呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。當(dāng)果膠酶和纖維素酶的比例為1∶1時(shí)，出汁率顯著高于其他比例的出汁率（p＜ 0.05），這是因?yàn)楣z酶和纖維素酶之間有協(xié)同作用，果膠酶在酶解果膠的同時(shí)還可使細(xì)胞分開，從而促使纖維素酶作用于細(xì)胞壁的纖維素，使細(xì)胞壁和果膠分開，促進(jìn)果膠酶發(fā)揮作用，提高出汁率[21-22]。所以選擇果膠酶與纖維素酶比例1∶1進(jìn)行以下復(fù)配酶解工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)。

圖4 纖維素酶和果膠酶添加比例對出汁率的影響

2.2.2 添加酶總量對出汁率的影響

如圖5所示，隨著酶添加總量的變大，出汁率總體上呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。在酶添加總量為0.08%～ 0.12%時(shí)，出汁率顯著高于其他酶添加總量的處理（p＜0.05），0.08%～0.12%時(shí)處理間無顯著性差異（p＞0.05），且酶添加量為0.08%時(shí)，酶解出汁率最高。所以選擇0.06%，0.08%和0.10%進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖5 酶添加總量對出汁率的影響

2.2.3 酶解時(shí)間對出汁率的影響

如圖6所示，隨著酶解時(shí)間的延長，出汁率總體上呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。在酶解時(shí)間為120 min時(shí)，出汁率顯著高于其他酶解時(shí)間的出汁率（p＜0.05）。因而，選擇酶解時(shí)間80，120和160 min進(jìn)行酶解正交試驗(yàn)。

圖6 復(fù)配酶解時(shí)間對出汁率的影響

2.2.4 酶解溫度對出汁率的影響

如圖7所示，隨著酶解溫度的升高，出汁率總體上呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。酶解溫度為41和45 ℃時(shí)，出汁率顯著高于其他酶解溫度（p＜0.05）。41和45 ℃之間出汁率沒有顯著性差異（p＞0.05），但是酶解溫度為41 ℃時(shí)出汁率最高。所以，選擇酶解溫度37，41和45 ℃進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖7 復(fù)配酶解溫度對出汁率的影響

2.2.5 復(fù)配酶解正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表4進(jìn)行方差分析，在復(fù)配酶解的3個因素中，酶解溫度和酶解時(shí)間對珍珠油杏果漿酶解出汁率影響差異性顯著（p＜0.05）。在酶解溫度的3個水平中，37 ℃分別和41，45 ℃之間差異性顯著（p＜ 0.05），而41 ℃和45 ℃之間差異性不顯著（p＞0.05）。由此說明，復(fù)配酶解過程中，在一定范圍內(nèi)提高酶解溫度可以提高出汁率。酶解時(shí)間120，160 min分別和80 min之間差異性顯著（p＜0.05），而120 min和160 min之間則差異性不顯著（p＞0.05）。由此說明，酶解時(shí)間過長可能會降低珍珠油杏的出汁率。

表4 復(fù)配酶解正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。利用極差分析法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，影響復(fù)配酶解珍珠油杏出汁率的因素主次順序?yàn)槊附鈺r(shí)間（B）＞酶解溫度（A）＞酶添加總量（C），最優(yōu)組合為A3B1C3，即酶添加總量0.10%、在酶解溫度45 ℃、酶解時(shí)間80 min。

2.3 兩種酶解方法的驗(yàn)證及比較

按照果膠酶酶解正交結(jié)果最優(yōu)試驗(yàn)條件進(jìn)行驗(yàn)證，即在果膠酶添加量0.035%、在酶解溫度45 ℃、酶解時(shí)間120 min條件下，珍珠油杏出汁率為54.80%。

按照果膠酶和纖維素酶復(fù)配酶解正交結(jié)果最優(yōu)試驗(yàn)條件進(jìn)行驗(yàn)證，即在果膠酶與纖維素酶添加比例1∶1、酶添加總量0.10%、在酶解溫度45 ℃、酶解時(shí)間80 min的條件下，珍珠油杏出汁率為56.67%。

3 結(jié)論

研究結(jié)果得出果膠酶酶解最佳工藝條件：果膠酶添加量0.035%、酶解溫度45 ℃、酶解時(shí)間120 min，此時(shí)果膠酶酶解珍珠油杏的出汁率為54.80%。果膠酶和纖維素酶復(fù)配酶解最佳的工藝條件是果膠酶與纖維素酶添加比例1∶1、酶添加總量0.10%、在酶解溫度45 ℃、酶解時(shí)間80 min，此時(shí)果膠酶酶解珍珠油杏出汁率為56.67%。復(fù)配酶解工藝與單一果膠酶酶解工藝相比，復(fù)配酶解工藝比單一果膠酶酶解工藝不僅節(jié)省了40 min的時(shí)間，還將出汁率提高了1.87個百分點(diǎn)，且二者差異性顯著（p＜0.05）。這是由于單一果膠酶只能酶解果膠部分，而復(fù)合酶中的纖維素酶與果膠酶可以互相作用，酶解果膠的同時(shí)還可以酶解纖維素，從而進(jìn)一步增大出汁率。最終試驗(yàn)證明用果膠酶和纖維素酶復(fù)配酶解，珍珠油杏果漿出汁率更高。除此之外，復(fù)配酶解工藝最佳酶時(shí)間比單一果膠酶時(shí)間少了40 min，在一定程度上提高了酶解效率。