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复合酶法澄清余甘子果汁的工艺条件优化



全 文 :刘盈盈,张玉武,贺红早,等. 复合酶法澄清余甘子果汁的工艺条件优化[J]. 江苏农业科学,2013,41(4) :254 - 256.
复合酶法澄清余甘子果汁的工艺条件优化
刘盈盈,张玉武,贺红早,张 高
(贵州省生物研究所,贵州贵阳 550009)
摘要:以果胶酶和纤维素酶组成的复合酶澄清余甘子果汁,通过测定余甘子果汁的褐变度和透光率,探讨酶的用
量、酶解温度和酶解时间对复合酶澄清余甘子果汁效果的影响,确定复合酶澄清余甘子果汁的最佳工艺条件。结果表
明:酶用量为 0. 01%,酶解温度为 55 ℃,酶解时间为 3 h。用优选方案所制备的余甘子果汁透光率为 94%,褐变度值
为 0. 444,澄清效果好。
关键词:余甘子果汁;复合酶;透光率;褐变度
中图分类号:TS201. 1 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2013)04 - 0254 - 02
收稿日期:2012 - 11 - 30
基金项目:贵州科学院青年基金(编号:黔科院 J合字 2011 - 14 号)。
作者简介:刘盈盈(1979—) ,女,山东潍坊人,硕士,助理研究员,主要
研究方向为生物技术。E - mail:lying_127@ 163. com。
通信作者:张 高,博士,副研究员,主要研究方向为生物技术。Tel:
(0851)4701029;E - mail:229312608@ qq. com。
余甘子(Phyllanthus emblica L.)是大戟科叶下珠属落叶
小乔木,为药食同源植物。余甘子起源于印度和缅甸,主要分
布于印度、中国、缅甸等地,以中国的产量最多[1]。余甘子中
含有丰富的超氧化物歧化酶(SOD)、多酚和维生素 C 等活性
物质,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗突变、抗高血、降血脂、降
血压、保肝等多种功效[2],是被联合国卫生组织指定为在全
世界推广种植的 3 种保健植物之一[3],现已被《中国药典》收
载[4]。余甘子加工成果汁系列产品是大众化推广的最好途
径,但在加工和贮存期间存在着易褐变、易沉淀等问题,严重
影响了余甘子果汁产品的品质。本研究以果胶酶和纤维素酶
组成的复合酶处理余甘子果汁,通过测定余甘子果汁的褐变
度和透光率,探讨酶的用量、酶解温度和酶解时间对复合酶澄
清余甘子果汁效果的影响,确定复合酶法制备余甘子果汁的
最佳工艺条件,开发出有效的余甘子果汁加工技术,以推进余
甘子果汁产业化发展。
1 材料与方法
1. 1 材料
供试材料余甘子购于贵州望谟;澄清汁加工过程中用到
的试剂均为食品级(外购) ;检测用试剂均为分析纯(外购)。
主要设备包括冷冻高速离心机、紫外可见分光光度计、电子天
平、恒温箱、数显立式压力蒸汽灭菌器、超纯水系统、榨汁机、
均质机、恒温水浴锅等。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 余甘子果汁制备 选择无霉变、无腐烂的新鲜果实,
用清水彻底清洗干净,去核,放入 1%氯化钠溶液中 50 ℃浸
泡 1 h,浸泡后用清水洗净,复合酶液化果肉,榨汁,粗滤,滤
液加复合酶进行酶解,酶解后加明胶澄清处理,离心,留上清。
1. 2. 2 褐变率测定 采用分光光度法,取波长 420 nm,在
1 cm 的比色皿中测样品的吸光度,即为样品的褐变度值。
1. 2. 3 透光率测定 采用分光光度法,取波长 660 nm,在
1 cm 的比色皿中测果汁的透光率,以蒸馏水为空白对照。
2 结果与分析
2. 1 复合酶用量对果汁澄清效果的影响
复合酶用量分别以 0、0. 005%、0. 01%、0. 02%、0. 03%
为变量,在 25 ℃下酶解余甘子果汁 4 h,用明胶澄清果汁,离
心,留上清。对果汁进行褐变率和透光率检测,考察不同复合
酶用量对余甘子果汁澄清效果的影响。复合酶用量对余甘子
果汁澄清效果的影响见图 1。酶浓度 0. 01%时果汁澄清效果
最好,此时透光率值为 92. 3%,随着酶浓度升高,其透光率呈
下降趋势。不同浓度复合酶澄清余甘子果汁后,其褐变度检
测结果见图 2,酶浓度 0. 01%时果汁褐变度最低,褐变度值为
0. 446。由图 1 和图 2 可知,当复合酶用量为 0. 01%时果汁澄
清度最好,褐变度最低。
—452— 江苏农业科学 2013 年第 41 卷第 4 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2013.04.016
2. 2 酶解温度对余甘子果汁澄清效果的影响
酶用量为 0. 01%、酶解时间为 4 h 时,酶解温度以 25、
35、45、55、65 ℃为变量,酶解余甘子果汁,然后用明胶澄清果
汁,离心,留上清。对果汁进行褐变度和透光率检测,考察不
同酶解温度对余甘子果汁澄清效果的影响。酶解温度对余甘
子果汁澄清度的影响见图 3。在一定温度范围内随着温度的
升高,余甘子果汁透光率升高,澄清度增加,酶解温度为 55 ℃
时澄清度最好,透光率值为 94%,随着酶解温度的继续升高,
透光率值下降。酶解温度对余甘子果汁褐变度的影响见图
4。随着酶解温度的升高,褐变度值增加,酶解温度升高到
65 ℃ 时褐变度发生明显变化。综合考虑酶解温度对澄清度
和褐变度的影响,选择酶解温度 55 ℃。
2. 3 酶解时间对余甘子果汁澄清效果的影响
酶用量为 0. 01%、酶解温度为 55 ℃时,酶解时间分别以
1、2、3、4、5、6 h为变量,酶解余甘子果汁,然后用明胶澄清果
汁,离心,灭菌。对果汁进行褐变度和透光率检测,考察不同
酶解温度对余甘子果汁澄清效果的影响。酶解时间对余甘子
果汁澄清度的影响见图 5。酶解时间越长余甘子果汁透光率
越高,澄清度增加。酶解时间对余甘子果汁褐变度的影响见
图 6。随着酶解时间的延长,褐变度值增加,酶解时间延长到
5 h时褐变度发生明显变化。随着酶解时间的延长,余甘子
果汁的澄清度越好,但褐变度增加,酶解时间为 4 h 时,透光
率为 93. 8%,褐变度没有明显增加,褐变度值为 0. 452,澄清
效果好。
2. 4 复合酶法澄清余甘子果汁的正交试验结果
根据单因素试验结果,采用 L9(3
4)正交试验,进行复合
酶澄清余甘子果汁工艺条件优化,确定酶用量、酶解温度、酶
解时间 3 个工艺条件。因素水平见表 1,试验结果见表 2。
表 1 酶解工艺因素水平
水平
A:复合酶用量
(%)
B:酶解温度
(℃)
C:酶解时间
(h)
1 0. 005 50 3
2 0. 01 55 4
3 0. 015 60 5
表 2 复合酶澄清余甘子果汁的正交试验结果
试验号
A:复合酶
用量(%)
B:酶解温
度(℃)
C:酶解时
间(h)
透光率
(%) 褐变度值
1 1(0. 005) 1(50) 1(3) 89. 8 0. 452
2 1 2(55) 2(4) 90. 4 0. 453
3 1 3(60) 3(5) 88. 3 0. 482
4 2(0. 01) 2 3 93. 8 0. 446
5 2 3 1 91. 5 0. 480
6 2 1 2 93. 1 0. 443
7 3(0. 015) 3 2 91. 3 0. 489
8 3 1 3 93. 0 0. 456
9 3 2 1 93. 2 0. 450
k1 89. 50 91. 97 91. 50
k2 92. 80 92. 47 91. 60
k3 92. 50 90. 37 91. 70
k1 0. 462 0. 450 0. 461
k2 0. 456 0. 450 0. 462
k3 0. 465 0. 484 0. 461
R 3. 30 2. 10 0. 20
R 0. 009 0. 034 0. 001
Q A2 B2 C3
Q A2 B2 C1
注:ki:每一个因素第 i个水平下透光率值之和,其中 i = 1、2、3;
R:极差;Q:每一个因素的最优水平。ki :每一个因素第 i个水平下透
光率值之和,其中 i = 1、2、3;R:极差;Q:每一个因素的最优水平。
由表 2 分析可知,影响余甘子果汁透光率的主次因素顺
序为 A > B > C,透光率值越高越好,最优水平为 A2B2C3;影响
余甘子果汁褐变值的主次因素顺序为B > A > C,褐变度值越
—552—刘盈盈等:复合酶法澄清余甘子果汁的工艺条件优化
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
低越好,最优水平为 A2B2C1。考虑到酶解时间对透光率的影
响最小,从降低消耗、提高效率的目的来考虑,优选方案为
A2B2C1,即酶用量为 0. 01%,酶解温度为 55 ℃,酶解时间为
3 h。
用正交试验优选的方案进行验证试验,所制备的余甘子
果汁透光率为 94. 0%,褐变度值为 0. 444。
3 结论和讨论
透光率和褐变度值是衡量果汁澄清效果的 2项重要指标,
透光率值越高,褐变度值越低,越有利于减缓果汁在存储过程
中品质的变化。本试验用复合酶澄清余甘子果汁的最佳工艺
条件为:酶用量为 0. 01%,酶解温度为 55 ℃,酶解时间为 3 h。
用优选的试验方案所制备的余甘子果汁透光率为 94%,与黄
春秋等报道的透光率达 80%相比有明显的提高,效果理想,可
为余甘子果清汁饮料等开发提供有价值的数据参考。
参考文献:
[1]Perianayagam J B,Sharma S K,Joseph A,et al. Evaluation of anti -
pyretic and analgesic activity of Emblica offieinalis[J]. Journal of
Ethnopharmacology,2004,95(1) :83 - 85.
[2]Jeena K J,Kuttan R. Hepatoprotective activity of Emblica offieinalis and
Chyavanaprash[J]. J Ethnopharmacol,2000,72(1 /2):135 -140.
[3]吴雪辉,谢治芳,黄永芳. 余甘果的化学成分和保健功能作用
[J]. 中国野生植物资源,2003,22(6) :69 - 71.
[4]中华人民共和国卫生部药典委员会. 中华人民共和国药典:一部
[M]. 北京:化学工业出版社,2005:124.
张 忠. 碳酸钠与魔芋精粉添加量对苦荞麦挂面品质的影响[J]. 江苏农业科学,2013,41(4) :256 - 258.
碳酸钠与魔芋精粉添加量对苦荞麦挂面品质的影响
张 忠
(西昌学院,四川西昌 615013)
摘要:按苦荞麦心粉 65%、面粉 30%、谷朊粉 3. 5%、食盐 1. 5%的比例,添加碳酸钠和魔芋精粉,通过均匀试验探
讨制作高含量苦荞麦挂面的配方。结果表明,添加碳酸钠和魔芋精粉可以降低苦荞麦挂面的熟断条率和烹饪损失率,
延长烹调时间;碳酸钠和魔芋精粉添加量分别不小于苦荞麦心粉、面粉、谷朊粉、食盐总质量的 0. 25%和 0. 5%,才能
保证苦荞麦挂面的质量。
关键词:碳酸钠;魔芋精粉;苦荞麦;挂面
中图分类号:TS235. 1 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2013)04 - 0256 - 03
收稿日期:2012 - 08 - 25
基金项目:四川省教育厅自然科学研究项目(编号:07ZA104) ;四川
省富民强县项目(编号:10SF003)。
作者简介:张 忠(1968—) ,男,四川西昌人,副教授,研究方向为农
产品加工与贮藏。E - mail:gc6890n@ 163. com。
苦荞麦(Fagopyrum tataricu)属蓼科双子叶植物。苦荞麦
及其制品具有降血糖、降血脂、增强人体免疫的作用,对糖尿
病、高血压、高血脂、冠心病、中风等病都有辅助治疗作
用[1 - 3],这一结果已被世界卫生组织(WHO)所确认。而挂面
是一种深受广大消费者欢迎的食品,也是已经成功实现了工
业化生产的传统主食。制作苦荞麦挂面可以把苦荞麦的营养
保健特点和挂面的方便性有机结合起来,满足消费者对绿色
健康食品的需求。但苦荞麦面和面后黏弹性、延伸性极小,这
主要是因为苦荞麦面的蛋白质是盐溶性球蛋白、谷蛋白和水
溶性蛋白,这些蛋白吸水后不形成面筋,使和好的面的延伸性
和弹性极小,不易压延成型[4]。魔芋精粉的主要成分是魔芋
葡甘聚糖,具有独特而优良的凝胶性能,在碱性条件下可以形
成热不可逆稳定凝胶[5]。在苦荞麦挂面加工中同时加入魔
芋精粉和碳酸钠,可形成热稳定凝胶,起到类似面筋的作用,
降低烹调过程中的熟断条率和烹调损失率,同时增加苦荞麦
挂面弹性[6]。本试验在苦荞麦粉含量近 65%的比例下,研究
了碳酸钠与魔芋精粉添加量对苦荞麦挂面品质的影响,为高
含量苦荞麦挂面的制作提供参考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
苦荞麦全心粉(水分含量 13. 5%,四川省西昌市航飞苦
荞麦科技发展有限公司生产) ;面粉(水分含量 13. 5%、面筋
质含量 31%,山东华粮面粉厂生产) ;谷朊粉(水分含量
10. 0%、蛋白质 77%,河南华信粉业有限公司) ;魔芋精粉(自
制,符合 GB /T 18104—2000《魔芋精粉》标准) ;无水碳酸钠
(成都化学试剂厂) ;食盐(四川盐业公司生产)。
1. 2 仪器与设备
挂面机(MT -50 型,杭州萧山商业机械有限公司) ,实验
室专用微波炉(MJL07 - 3 型,南京杰全微波设备有限公司) ,
强力高速搅拌机(B20 型,广州番禺力丰食品机械厂) ,电热
鼓风干燥箱(DGF - 4A型,天津市泰斯特仪器有限公司)。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 工艺流程 采用以下工艺流程加工苦荞麦挂面[7]:
苦荞粉 谷朊粉 +面粉 +食盐 +碳酸钠
↓ ↓
魔芋精粉→溶胀→和面→预糊化→二次和面→熟化→复合压
延→切条→吊挂晾干→检验→成品
—652— 江苏农业科学 2013 年第 41 卷第 4 期