全 文 ：复合酶法提取野木瓜汁的工艺研究
吴国卿 1, 2 ,王文平 1＊ ,陈燕 2 ,段娟娟2 ,顾蓉蓉 2
　(1.贵州省发酵工程与生物制药重点实验室 ,贵州贵阳 550003;2.贵州大学蔡家关校区化学与化工学院 ,贵州贵阳 550003)
摘要　[目的 ]研究复合酶法提取野木瓜汁的工艺。 [方法 ]以野木瓜为原料 ,采用复合酶法提取野木瓜汁。 [结果]确定了果胶酶与纤
维素酶的最佳添加比例为 1∶6。复合酶提取野木瓜汁的最佳酶解工艺条件为:复合酶添加量 1.0%,酶解温度 45℃, pH值 4.0,酶解时间
2.5h。在此最佳条件下 ,野木瓜出汁率可达 56.7%,比空白样的出汁率 13.7%多出了 43.0个百分点。 [结论]找到了一种提取野木瓜
汁的方法。
关键词　野木瓜;果胶酶;纤维素酶;出汁率
中图分类号　S688.2　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2009)31-15421-03
StudyontheTechnologyofExtractingChaenomelescathayensisJuicebyCompoundEnzymolysisMethod
WUGuo-qingetal　(GuizhouProvincalKeyLaboratoryofFermentationEngineeringandBiopharmacy, Guiyang, Guizhou550003)
Abstrat　 [ Objective] TheresearchaimedtostudythetechnologyofextractingChaenomelescathayensisjuicebycompoundenzymolysismethod.
[ Method] ChoosingChaenomelescathayensisasrawmaterial, thejuiceyieldoftheChaenomelescathayensiswasstudiedbycompoundenzymolysis
method.[ Result] Theresultsshowedthatthebestproportionofpectinaseandcelulasewas1∶6.Theoptimumconditionsofextractingthe
Chaenomelescathayensisjuicebycompoundenzymolysismethodwasasfolow:Theenzymolysistemperature45℃, theamountofcompounden-
zyme(petinase∶celulase=1∶6)1.0%, pHvalue4.0, theenzymolysistime2.5h.TheChaenomelescathayensisjuiceyieldcouldreach56.7%
underthisoptimumconditions.Itwasmore43.0percentagepointthanthecontrolwhichreached13.7%。 [Conclusion] Thestudyfindsameth-
odofextractingChaenomelescathayensisjuice.
Keywords　 Chaenomelescathayensis;Pectinase;Celulase;Juiceyield
基金项目　贵州省科技厅工业攻关项目(黔科合 GY[ 2009] 3052);贵州
大学引进人才科研项目(贵大人基合字(2008)017号)。
作者简介　吴国聊(1987-),女 ,浙江东阳人 ,硕士研究生 , 研究方向:
天然产物提取分离与开发利用。 ＊通讯作者 , E-mail:
wgqabc114@126.com。
收稿日期　 2009-07-06
　　野木瓜(Chaenomelescathayensis)属蔷薇科贴梗海棠灌木
丛植物 ,植物学上分类属于毛叶木瓜 [ Chaenomelescathayensis
(Hemsl.)Schneid.] ,是贵州省遵义正安县独有的天然特产
资源 [ 1] 。据文献记载 ,木瓜具有舒筋活络 、解渴生津 、平肝和
胃 、祛风除湿等功效 ,能治疗腰膝疼痛 、脚气水肿 、痢疾霍乱 、
心痛腹痛等疾病 ,还有镇咳 、清暑利尿 、解酒祛痰等作用 。现
代研究表明 ,野木瓜除含有丰富的有机酸 、果胶 、蛋白质 、多
种氨基酸 、多种维生素和多种矿物质外 ,还含有多糖 、皂苷 、
黄酮 、超氧化物歧化酶等活性成分 [ 2-3] 。野木瓜是理想的保
健食品原料 ,是延缓人体衰老的极好的自然物质 ,开发价值
极高 [ 4] 。
由于野木瓜鲜果硬且涩 ,提高野木瓜的出汁率以便提高
利用率是值得研究的问题。采用传统的压榨工艺很难将原
料的果胶 、纤维素 、淀粉等大分子物质形成的网络结构破坏 ,
从而影响出汁率。通过酶解处理可以在一定程度上提高果
蔬的出汁率 ,同时也可以最大限度地保留营养成分 [ 5] 。用于
提高果蔬出汁率的酶 ,主要有果胶酶 、纤维素酶 、糖化酶
等 [ 6-7] 。笔者采用复合酶解法处理野木瓜鲜果 ,提高了野木
瓜的出汁率 ,并以出汁率为考核指标研究了酶法提取野木瓜
汁的最佳工艺 。现将结果报告如下。
1　材料与方法
1.1　材料　野木瓜鲜果:贵州省遵义正安县天然资源野木
瓜 , 8 ～9月成熟采收。
果胶酶:酶活力 >20U/g,由上海蓝季科技发展有限公
司生产;纤维素酶:酶活力 >5 U/g,由山东枣庄杰诺生物酶
有限公司生产。
PHS-25B型数字酸度计 ,由上海卡普仪器有限公司生
产;101-1A恒温干燥箱 ,由沪南电炉烘箱厂生产;日本
SANYO打浆机 。
1.2　方法
1.2.1　酶法制备野木瓜汁加工工艺流程。野木瓜鲜果※选
果※清洗※去籽※切片※打浆※酶解※过滤※野木瓜汁※
杀菌※冷却 ,冷藏备用。
1.2.2　工艺要点说明 。
1.2.2.1　野木瓜浆的制备。挑选成熟的野木瓜 ,去皮 ,去
籽 ,去瓤 ,切成 3.0 cm×1.5 cm的长条。将切片后的原料进
行打浆 ,即得野木瓜浆。
1.2.2.2　过滤 [ 8] 。用 120目双层滤布手挤榨取果汁 ,以不
出汁为准。
1.2.3　野木瓜浆最佳酶解工艺条件的确定 。研究了果胶
酶 、纤维素酶混合作用对野木瓜出汁率的影响 。先确定复合
酶的最佳酶添加比例 ,再采用单因素试验选取正交试验范
围 ,最后采用正交试验确定野木瓜汁加工的最佳复合酶解工
艺条件 。
1.2.3.1　复合酶复配比例的确定。由于果胶酶与纤维素酶
酶活力存在差异 ,分别取果胶酶与纤维素酶比列 1∶1、1∶2、
1∶4、1∶6、1∶8进行试验 ,每组取样量为 30 g,加入 50%的水 ,
pH值控制为 3.5,酶解温度设定为 50 ℃,酶解时间为 1.0 h。
相同条件下测一组不加酶空白样的出汁率作为对照 ,空白样
出汁率为 13.7%。
1.2.3.2　单因素试验。影响野木瓜汁提取效果的因素有复
合酶添加量 、酶解温度 、体系 pH值和酶解时间。下面分别对
复合酶(果胶酶∶纤维素酶为 1∶6)4个因素进行单因素试验 ,
以出汁率为指标 ,确定各因素的影响程度及适用条件 ,单因素
试验设计方案见表 1。其中 ,取 5组样品 ,每组取样量为 30 g,
安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2009, 37(31):15421-15423 责任编辑　姜丽　责任校对　卢瑶
加水量均为 50%, pH值控制为 3.5,酶解温度均为 50 ℃,酶解
时间均为 1.0 h进行试验 ,研究不同复合酶添加量对野木瓜出
汁率的影响。取 5组样品 ,每组取样量为 30 g,加水量均为
50%,复合酶添加量为 1.0%, pH值控制为 3.5,酶解时间均为
1.0 h进行试验 ,研究不同酶解温度对野木瓜出汁率的影响。
取 5组样品 ,每组取样量为 30g,加水量均为 50%,复合酶添加
量为 1.0%,酶解温度为 50℃,酶解时间均为 1.0 h进行试验 ,
研究不同 pH值对野木瓜出汁率的影响。取 5组样品 ,每组取
样量为 30 g,加水量均为 50%,复合酶添加量为 1.0%,酶解温
度为 50 ℃, pH值控制为 3.5进行试验 ,研究不同酶解时间对
野木瓜出汁率的影响。
表 1　复合酶提取野木瓜汁的单因素试验
Table1　Thesinglefactorexperimentofextractingjuicefrom C.
cathayensiswithcompoundenzyme
组数Groupnumber
复合酶添加量∥%Additionofcompoundenzyme
酶解温度∥℃Enzymolysistemperature
pH值pHvalue
酶解时间∥hEnzymolysistime
1 0.3 40 3.0 0.5
2 0.6 45 3.5 1.0
3 0.9 50 4.0 1.5
4 1.2 55 4.5 2.0
5 1.5 60 5.0 2.5
1.2.3.3　正交试验。在复合酶(果胶酶∶纤维素酶 =1∶6)加
水量为 50%时 ,选用 L9 (34)正交表 ,以出汁率为指标 ,选择
复合酶添加量 、酶解温度 、pH值 、酶解时间 4个因素进行正
交试验。正交试验因素与水平设计见表 2。
表 2　正交试验因素与水平设计
Table2　Resultsandanalysisoftheorthogonaltest
水平Level
复合酶添加量(A)∥%Additionamountofcompoundenzyme
酶解温度(B)∥℃Enzymolysistemperature
pH值(C)pHvalue
酶解时间(D)∥hEnzymolysistime
1 0.8 45 3.5 1.5
2 1.0 50 4.0 2.0
3 1.2 55 4.5 2.5
1.2.4　测定方法及出汁率计算 [ 9-10] 。用 PHS-25B型数字酸
度计测定 pH值。在野木瓜经处理后的果浆中 ,分别加入各
种单一酶和复合酶 ,在一定条件下进行酶解处理后取汁 ,出
汁率计算公式如下:
　　出汁率(%)=[(总汁液重 -加水重)/原料重 ] ×100
2　结果与分析
2.1　复合酶复配比例的确定　从图 1可以看出 ,复合酶不
同添加比例对野木瓜出汁率的影响比较明显 ,果胶酶与纤维
素酶比例为 1∶6时的出汁率最高达 56.3%。故确定果胶酶
与纤维素酶的比例为 1∶6进行试验 。
2.2　单因素试验结果
2.2.1　复合酶添加量对野木瓜出汁率的影响。从图 2可以看
出 ,复合酶添加量对酶解速度有很大的影响。当复合酶添加量
大于 0.6%时 ,出汁率都大于 50%,效果较好 ,但继续增大复合
酶添加量 ,出汁率趋于稳定。因此 ,为了节约酶用量进而节约
成本 ,选择复合酶添加量在 0.6% ～1.2%进行正交试验。
注:1,比例为 1∶1;2,比例为 1∶2;3,比例为 1∶4;4,比例为 1∶6;5,比
例为 1∶8。
Note:1, Ratioof1∶1;2, Ratioof1∶2;3, Ratioof1∶4;4, Ratioof1:6;
5, Ratioof1∶8.
图 1　复合酶不同添加比例对野木瓜出汁率的影响
Fig.1　Effectsofdifferentratioofcompoundenzymeonthe
juiceyieldofChaenomelescathayensis
图 2　复合酶添加量对野木瓜出汁率的影响
Fig.2　Effectsoftheadditionamountofcompoundenzymeon
thejuiceyieldofC.cathayensis
2.2.2　酶解温度对野木瓜出汁率的影响 。从图 3可以看
出 ,当酶解温度为 40 ～ 45 ℃时 ,酶的作用效果随温度的升高
而增大 ,当酶解温度为 45 ～ 55 ℃时 ,野木瓜出汁率较高 ,温
度再升高 ,反而抑制酶的作用 ,出汁率降低并小于 50%。因
此 ,选择酶解温度在 45 ～55℃进行正交试验。
图 3　酶解温度对野木瓜出汁率的影响
Fig.3　Effectsofenzymolysistemperatureonthejuiceyieldof
C.cathayensis
2.2.3　pH值对野木瓜出汁率的影响 。从图 4可以看出 ,复
合酶处理野木瓜浆的最适 pH值范围为 3.0 ～4.5。当 pH值
大于 4.5时 ,随果胶酶的活性的降低 ,酶解速度明显下降 ,果
浆的出汁率也迅速下降。故选择 pH值的范围为 3.0 ～ 4.5
进行正交试验。
2.2.4　酶解时间对野木瓜出汁率的影响 。从图 5可以看
出 ,随着酶处理时间的延长 ,出汁率呈增加趋势 ,处理 2.5 h
15422 　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2009年
图 4　pH值对野木瓜出汁率的影响
Fig.4　EffectsofpHvalueonthejuiceyieldofC.cathayensis
图 5　酶解时间对野木瓜出汁率的影响
Fig.5　EfectsofenzymolysistimeonthejuiceyieldofC.
cathayensis
表 3　正交试验结果与分析
Table3　Theresultsandanalysisoftheorthogonaltest
试验号TestNo. A B C D 出汁率∥%Juiceyield
1 1 1 1 1 35.8
2 1 2 2 2 40.0
3 1 3 3 3 56.2
4 2 1 2 3 56.7
5 2 2 3 1 46.6
6 2 3 1 2 41.7
7 3 1 3 2 50.0
8 3 2 1 3 48.5
9 3 3 2 1 38.3
R 4.333 2.467 8.933 13.567
后 ,出汁率较大为 54.9%,考虑到果汁加工时不易过长且出
汁率尽量最大。因此 ,选择酶处理时间为 1.0 ～ 2.5 h进行正
交试验 。
2.3　正交试验结果　从表 3可以看出 ,各因素对复合酶提
取野木瓜汁的影响次序为:酶解时间 >pH值 >复合酶添加
量 >酶解温度 ,酶法提取野木瓜汁的最佳工艺组合为
A2 B1C2 D3 ,即复合酶添加量为 1.0%,酶解温度为 45 ℃, pH
值控制为 4.0,酶解时间为 2.5h,在此最佳提取条件下 ,野木
瓜的出汁率可达 56.7%。
3　结论与讨论
该研究结果表明 ,果胶酶与纤维素酶的比例为 1∶6时野
木瓜的出汁率较好。复合酶(果胶酶与纤维素酶 1∶6)最佳酶
解工艺参数为:复合酶添加量 1.0%,酶解温度 45 ℃, pH值
4.0,酶解时间 2.5 h。在此最佳条件下 ,野木瓜出汁率为
56.7%,比空白样的 13.7%多出了 43.0个百分点 ,极大地提
高了野木瓜的出汁率 ,说明酶法辅助提取野木瓜汁是切实可
行的。
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(上接第 15418页)
分破坏以纤维素为主的细胞壁结构 ,使提取传质阻力减小 ,
使内容物总黄酮易于溶出 。
表 3　酶法与有机溶剂法提取总黄酮得率比较
Table3　Theyieldcomparisonoftotalflavoneextractedbyenzyme
methodandorganicsolventmethod %
提取次数
Extractiontimes
酶法
Enzymemethod
有机溶剂法
Organicsolventmethod
1 4.72 2.53
2 4.54 2.46
3 4.68 2.37
平均值 Mean 4.65 2.46
3　结论
通过正交试验和方差分析确定了玉米胚中总黄酮的提
取参数为:媒介介质中纤维素酶的浓度为 0.5 mg/ml,在 pH
值为 4.5, 50 ℃下酶解 3 h,然后升温至 80 ℃浸提 120 min。
对比酶法与常规溶剂法得出结论:酶法完全可以取代常规方
法 ,同时提取条件温和 ,工业生产易于实现 。
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15423　37卷 31期　　　　　　　　　　　　　　　　　　吴国卿等　复合酶法提取野木瓜汁的工艺研究