雷勇,劉艷懷,尹俊濤,代紹娟,袁瑩瑩
石河子開發(fā)區(qū)神內(nèi)食品有限公司(石河子 832000)
野生櫻桃李(Peunus cerasiferaEhrh)俗稱野酸梅,又名櫻李,薔薇科李屬[1],是世界上極為珍貴和罕見且瀕危滅的原始野生林果[2],在我國主要在新疆天山西脈海拔800~2 000 m強逆溫帶區(qū)域自然生長[3],全世界僅在新疆霍城縣大西溝區(qū)域發(fā)現(xiàn)成片生存,作為伊犁河谷第三紀(jì)孑遺物種,已被國家和新疆維吾爾自治區(qū)列為重點保護(hù)物種[4-6]。野生櫻桃李果肉柔軟多汁,果核硬,果皮紅色至紫黑色,屬小果類型[7]。研究發(fā)現(xiàn),果實營養(yǎng)成分種類齊全,含有氨基酸、果膠、纖維素、維生素C、維生素B1、維生素B2、淀粉、胡蘿卜素[8-9],以及較多的花青素類物質(zhì)[10],具有抗腫瘤[11-12]、抗炎[13-15]、調(diào)節(jié)免疫力[16-17]、解毒[18]等功效,當(dāng)?shù)啬撩駥⑵渥鳛閮?yōu)良的野生食品資源,經(jīng)常生食或加工成櫻桃李醬,被當(dāng)?shù)啬撩褡u為“雪域珍果”[19],具有天然的保健功能和開發(fā)前景[20]。
目前,大多數(shù)學(xué)者主要對野生櫻桃李中果膠、多糖、色素的提取,黃酮、多酚含量的測定,以及營養(yǎng)成分和功能性質(zhì)等方面進(jìn)行了深入研究和探索,把野生櫻桃李制作成果汁飲料的研究較少。傳統(tǒng)的野生櫻桃李果汁飲料加工方法是將鮮果直接壓榨,出汁率很低,這是因為其果肉中含有很高含量的果膠、纖維素、淀粉等,在加工過程中存在黏度高、出汁率低、
易混濁、特有香氣成分流失等問題,酶解處理可一定程度降解這些大分子物質(zhì),從而提高其出汁率[21-22]。目前,國內(nèi)關(guān)于野生櫻桃李加工過程中酶解工藝研究的文獻(xiàn)較少,其選用單一酶,出汁率低,根據(jù)野生櫻桃李細(xì)胞壁特性,研究選用果膠酶、α-淀粉酶、纖維素酶這3種酶復(fù)合酶解,可以提高酶的利用率和果肉的出汁率,降低生產(chǎn)成本,為野生櫻桃李產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展提供依據(jù),對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。
野生櫻桃李(新疆霍城縣種植地);果膠酶(3萬U/g)、α-淀粉酶(0.2萬 U/g)、纖維素酶(10萬 U/g):江西百盈生物技術(shù)有限公司,按GB 2760食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)要求。
ME 3002電子天平[梅特勒托利多(中國)有限公司];SP909S打漿機(浙江蘇泊爾股份有限公司);SYG型恒溫水浴鍋(天津市泰斯特儀器有限公司);H 1850高速離心機(南京徠克美醫(yī)療科技有限公司);752 G型紫外可見分光光度計(上海儀電股份有限公司)。
1.3.1 工藝流程
野生櫻桃李→揀選→清洗→預(yù)煮→去核打漿→酶解→過濾→滅酶→離心→調(diào)配→灌裝→殺菌→成品
1.3.2 操作要點
1) 原料揀選、清洗:挑選新鮮成熟度好、無病蟲害、霉?fàn)€的果實,去除果梗,用流動的自來水沖洗干凈。
2) 預(yù)煮、去核打漿:將野生櫻桃李放入容器中加水沒過果實,置于恒溫水浴鍋中85 ℃、保溫10~15 min,使野櫻桃李果皮破裂,出現(xiàn)核肉分離的現(xiàn)象即可[23],去核后將帶皮的果肉打漿,得野生櫻桃李果漿。
3) 酶解、過濾、滅酶:將稱量的果膠酶、α-淀粉酶、纖維素酶三種酶混合均勻,加入到野生櫻桃李果漿中進(jìn)行酶解。酶解完成后過濾,選擇0.075 0 mm篩網(wǎng),所得濾液在85 ℃條件下滅酶5 min。
4) 離心、調(diào)配、灌裝、殺菌:將濾液在8 000 r/min下離心10 min,即得澄清野生櫻桃李果汁,調(diào)配口感,加熱至95 ℃以上灌裝、密封,殺菌20 min,冷卻至室溫。
1.3.3 酶解單因素試驗設(shè)計
固定酶解溫度45 ℃、酶解pH 4.1,選擇果膠酶用量(0.02%,0.04%,0.06%,0.08%和0.10%)、α-淀粉酶用量(0.024%,0.030%,0.036%,0.042%和0.048%)、纖維素酶用量(0.015%,0.025%,0.035%,0.045%和0.055%)、酶解時間(50,75,100,125和150 min)4個因素為單因素,以野生櫻桃李果汁出汁率、透光率檢測值為考察指標(biāo)進(jìn)行單因素試驗。
1.3.4 酶解正交試驗設(shè)計
通過酶解單因素試驗的結(jié)果,選擇果膠酶用量、α-淀粉酶用量、纖維素酶用量、酶解時間為因素,設(shè)計L9(34)四因素三水平正交試驗,確定野生櫻桃李果汁澄清工藝中復(fù)合酶的最佳配比和酶解條件。正交試驗因素和水平見表1。
表1 L9(34)正交試驗因素和水平表
1.3.5 各指標(biāo)測定
出汁率按式(1)計算。
透光率(%)檢測:透光率可以反映飲料的澄清程度,透光率越高,說明飲料的澄清度越好,即所含果肉顆粒和雜質(zhì)更少,品質(zhì)更高[24]。采用紫外可見分光光度計,在波長610 nm,以蒸餾水作參照,測定離心后野生櫻桃李果汁透光率。
2.1.1 果膠酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響
野生櫻桃李果肉中富含果膠,果膠酶分解果汁中的果膠后,帶正電的極性氨基酸鏈游離與帶負(fù)電荷的物質(zhì)相結(jié)合,所產(chǎn)生的物質(zhì)被果膠酶吸附沉淀,再通過離心除去[25],起到增加出汁率和澄清度的作用。果膠酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響如圖1所示。
圖1 果膠酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響
圖1顯示,隨著果膠酶用量逐漸增加,野生櫻桃李果汁出汁率和透光率均呈上升趨勢。當(dāng)果膠酶用量為0.06%時,果汁出汁率和透光率達(dá)到峰值,果膠酶用量繼續(xù)增加,果汁出汁率平穩(wěn),而透光率下降,因此結(jié)合出汁率、透光率以及生產(chǎn)成本,選擇適中合理的果膠酶用量0.04%,0.06%和0.08%為正交試驗三水平。
2.1.2α-淀粉酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響
由于制汁用的水果一般在未成熟時采收,果漿含有大量的淀粉,在加工過程中易引起渾濁,α-淀粉酶能不規(guī)則地水解淀粉等生成可溶性的糊精、葡萄糖和麥芽糖,使膠狀的黏度下降[21]。α-淀粉酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響如圖2所示。
圖2 α-淀粉酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響
由圖2可知,α-淀粉酶用量在0.024%~0.036%時,野生櫻桃李果汁出汁率和透光率逐漸增加,α-淀粉酶用量為0.036%時,果汁出汁率和透光率達(dá)到最大值,此后隨著α-淀粉酶用量增加,果汁出汁率和透光率逐漸降低。因此選擇α-淀粉酶用量0.030%,0.036%和0.042%為正交試驗三水平。
2.1.3 纖維素酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響
野生櫻桃李細(xì)胞壁中的纖維素使用纖維素酶降解,可提高果汁飲料口感以及果肉出汁率。纖維素酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響見圖3。
圖3 纖維素酶用量對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響
由圖3可得,隨著纖維素酶用量逐漸增加,果汁出汁率和透光率均升高,在纖維素酶用量0.045%時,果汁出汁率和透光率達(dá)到峰值,纖維素酶用量繼續(xù)增加,曲線較平穩(wěn),因此纖維素酶用量選擇0.025%,0.035%和0.045%為正交試驗三水平。
2.1.4 酶解條件中時間對野生櫻桃李果汁出汁率和透光率的影響
酶解條件中時間對野生櫻桃李果汁出汁率和透光率的影響見圖4。
圖4 酶解時間對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響
圖4顯示,隨著酶解時間逐漸增加,果汁出汁率和透光率處于上升趨勢,酶解時間超過125 min時,曲線平穩(wěn)變化不明顯,結(jié)合時間成本考慮,選擇酶解時間100,125和150 min為正交試驗三水平。
酶解條件正交試驗結(jié)果見表2,酶解條件極差分析見表3。
表2 酶解條件正交試驗結(jié)果
表3 酶解條件正交試驗極差分析
由正交試驗結(jié)果與極差分析可得,各因素對野生櫻桃李出汁率和透光率的影響程度由大到小依次為A>D>C>B,即果膠酶用量>酶解時間>纖維素酶用量>α-淀粉酶用量。以出汁率為考察對象時,酶解條件的最佳組合為A2B2C3D3,即果膠酶用量0.06%,α-淀粉酶用量0.036%,纖維素酶用量0.045%,酶解時間150 min。以透光率為考察對象時,酶解最佳工藝參數(shù)組合為A2B1C3D2,即果膠酶用量0.06%,α-淀粉酶用量0.03%,纖維素酶用量0.045%,酶解時間125 min。
為了保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,選擇正交試驗結(jié)果得出的最優(yōu)組合條件與正交試驗中最高出汁率和透光率組合進(jìn)行驗證試驗,結(jié)果見表4。
表4 試驗結(jié)果驗證 單位:%
由表4驗證試驗結(jié)果可知,在A2B1C3D2組合條件下,野生櫻桃李果汁出汁率和透光率最高,分別為90.1%和70.2%,該值高于試驗中所有檢測值。因此復(fù)合酶解澄清野櫻桃李果汁最優(yōu)工藝為果膠酶用量0.06%,α-淀粉酶用量0.030%,纖維素酶用量0.045%,酶解時間125 min。
采用單因素試驗及正交試驗優(yōu)化了野生櫻桃李果汁澄清條件,結(jié)果表明,最優(yōu)工藝為果膠酶用量0.06%、α-淀粉酶用量0.030%、纖維素酶用量0.045%、酶解時間125 min,在該條件下野生櫻桃李果汁出汁率為90.1%,透光率為70.2%。產(chǎn)品色澤呈現(xiàn)紫紅色,澄清透明,具有野生櫻桃李獨特的果香,口感柔和。此試驗研究了復(fù)合酶在野生櫻桃李果汁澄清加工中的應(yīng)用,為野生櫻桃李產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了一定的理論依據(jù)。