柚苷酶对玫瑰香橙果汁中柚皮苷酶解效果的影响

付 勋,谭鹏昊,聂青玉,张 艳(重庆三峡职业学院,重庆万州 404155)

Liquor-Making Science and Technology - - MARKET TRENDS -

摘要: 以玫瑰香橙为原料,采用柚皮苷对果汁进行处理,研究不同酶添加量、处理时间、酶解温度、果汁pH值对果汁中柚皮苷去除效果的影响,通过响应面分析对工艺优化;研究表明,最佳工艺条件为,酶添加量0.06 %,酶解温度40 ℃, pH值为4.0,在此条件下酶解120 min,柚皮苷去除率可达68.8 %。关键词: 果酒; 柚苷酶; 玫瑰香橙; 柚皮苷1001- 09-0048-中图分类号: TS262.7;TS261.4 文献标识码: A 文章编号: 9286(2017) 04

Removal of Naringin from Tarocco Orange Juice by Naringinase

FU Xun, TAN Penghao, NIE Qingyu and ZHANG Yan (Chongqing Three Georges Vocational College, Chongqing 404155, China)

Abstract: In this study, naringinase was used to remove naringin from Tarocco orange juice. The best adding amount of naringinase, treatment time, enzymolysis temperature, and juice pH value were summed up through response surface method as follows: the adding amount of naringinase was 0.06 %, enzymolysis temperature was at 40 ℃, juice pH value was 4.0, and treatment time was 120 min. Under the above conditions, the removal rate of naringin reached up to 68.8 %. Key words: fruit wine; naringinase; Tarocco orange; naringin

柑橘类水果含有以柚皮苷等为主的苦味物质,对深加工如开发新型果酒、果醋等存在较大影响,柑橘

[类水果脱苦问题研究已成为当前该领域的热点1-8],其中酶法脱苦采用柚苷酶水解柚皮苷,是一重要方法,相关研究表明,采用柚苷酶酶解不同品种柑橘水果中柚皮苷过程中,酶解工艺及柚皮苷去除效果差异

[ 6]较大 4- 。采用柚苷酶去除玫瑰香橙中柚皮苷尚未见相关报道,本研究先采用单因素试验,分别研究酶用量、酶解时间、酶解温度、酶解pH值及对柚皮苷去除效果的影响,在此基础上,以柚皮苷去除率为响应值,确定柚皮苷去除最佳工艺参数。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器材料:玫瑰香橙,购于重庆市万州区龙宝林发超市。HPLC≥试剂:柚皮苷( 98 %,上海如吉生物科 技有限公司),柚皮苷酶(食品级,上海康达食品工程有限公司),乙腈色谱纯等均为国产色谱纯。仪器设备: Algilent 1260LC高效液相色谱仪(配二极管阵列检测器),色谱柱 C1(4.6 mm×l50 mm, 8 μm 5 粒度),安捷伦科技有限公司;榨汁机,九阳股份有限公司;电子天平(奥豪斯CP214),奥豪斯仪PUS-器(上海)有限公司; pH计(雷磁 3C),上海仪电科学仪器股份有限公司。1.2 试验方法1.2.1 玫瑰香橙汁的前处理新鲜玫瑰香橙去皮榨汁后进行过滤处理,橙汁以3000 r/min离心20 min,取上清液12.50 mL,置于25.00 mL容量瓶中定容,再超声处理10 min,滤膜μm) ( 0.45 过滤后备用 。[9] 1.2.2 果汁中柚皮苷的测定果汁中柚皮苷含量的检测条件为[ 10]:流动相为

乙腈和水( v/v,25∶75),检测波长287 nm,流速为

μL 1.0 mL/min,分离柱子温40 ℃,进样量20.00 。1.2.3 单因素试验设计

(1)柚苷酶用量单因素试验。在橙汁中分别添加0.02 %、0.04 %、0.05 %、0.06 %、0.08 %、0.10 %的柚皮苷酶(酶解温度40 ℃、果汁pH值不调节、酶解时间120 min),测定酶解前后果汁中柚皮苷的含量。

(2)酶处理时间单因素试验。在橙汁添加0.06 %柚皮苷酶,果汁pH值不调节,温度40 ℃,酶解时间分别为60 min、80 min、100 min、120 min、150 min、180 min、200 min(酶解结束后在95 ℃水浴锅中保温10 min灭酶),测定酶解前后果汁中柚皮苷的含量。

(3)酶解温度单因素试验。在橙汁中添加0.06 %柚苷酶,果汁pH值不调节,分别置于30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃恒温条件下酶解,酶解时间 120 min,酶解结束后在95 ℃水浴锅中保温10 min灭酶,测定酶解前后果汁中柚皮苷的含量。

(4)酶解pH值单因素试验。橙汁pH值分别调整为3.0、3.5、4.0、4.5、5.0,酶添加量0.06 %、酶解温度40 ℃,酶解时间120 min,酶解结束后在95 ℃水浴锅中保温10 min灭酶,测定酶解前后果汁中柚皮苷的含量。1.2.4 响应面试验设计

以柚苷酶用量、酶解温度及果汁pH值(单因素试验中对柚皮苷脱除率影响较大的3个因素)作为

Box-响应值,以 Behnken design[ 11- 进行3因素3水

14]平的二次多项回归分析,各因素水平编码设计见表。1

2 结果与分析

2.1 柚皮苷酶添加量对酶解效果的影响(图1)由图1可知,柚苷酶添加量小于 0.06 %时,柚

图1 酶添加量与柚皮苷去除率的关系

皮苷去除率随酶用量的增加而增高;柚苷酶用量高于 0.06 %以后,柚皮苷去除率维持在61 %左右,酶添加量继续增大,柚皮苷去除率增加不明显。且酶用量过大,酶蛋白会引起果汁浑浊、产生沉淀等现象[ 15],同时考虑到实际生产中成本问题,酶添加量取低值较好。2.2 酶解时间对酶解效果的影响(图2)

图2 酶解时间与柚皮苷去除率的关系

由图2看出,随着时间的延长,柚皮苷去除率不断增加,酶解时间达到120 min以后,去除率变化较平稳,考虑实际生产中生产周期因素,酶解时间确定在120 min为宜。2.3 酶解温度对酶解效果的影响(图3)

由图3可知,酶解温度在38~42 ℃时,柚皮苷的去除率均在62 %以上,当温度低于35 ℃或高于50 ℃时,柚皮苷去除率快速下降,在此温度范围内,柚皮苷对玫瑰香橙果汁脱苦效果较适宜。2.4 酶解pH值对酶解效果的影响(图4)

由图4可知,果汁pH值在 3.8~4.2范围时,柚皮苷去除率较高,当 pH 值为 4.0时去除率达到65 %,pH值低于3.5或高于4.5时,柚皮苷去除率随pH值变化下降较快。2.5 响应面试验结果分析

Box-参照 Benhnken设计方案进行响应面试验,结果见表2。2.5.1 模型的回归拟合分析

进行多元回归分析,得二次多项回归方程为: Y=- 21.50AB

1845.45+ 5115.00A+ 29.36B+ 567.31C+ 337.50AC- 0.85BC- - - 35250.00A2 0.33B2 63.75C(Y、

2 ABC、、 分别对应柚皮苷去除率、柚苷酶用量、酶解温度及果汁pH值)。由方程可知,酶用量及酶解时果汁pH值对柚皮苷去除率影响最大,酶解温度对柚皮苷去除率影响最小。2.5.2 模型有效性检验(表3)

由表3可知:方差的模型显著性 P<0.001,则模型有意义; R2Adj=0.946,模型能解释94.6 %响应 值变化, R2=0.9764,拟合度较好,则模型能解释各因素对柚皮苷去除率的影响。对回归模型中系数显著性分析,酶用量及酶解温度的影响极显著( P< 0.001)。2.5.3 响应面分析

柚苷酶添加量、酶解温度及pH值对柚皮苷去除率的响应面分析,见图5。

由图5a可看出, pH值为0水平时,柚皮苷去除率随温度上升而增高,40 ℃时最高,然后逐渐下降;而酶用量为 0.06 %时柚皮苷去除率达到最高,之后变化不明显。

由图5b可看出,酶解温度在0水平时, pH值在3.8~4.2 范围,柚皮苷去除率变化较平稳,其中pH4.0时,柚皮苷去除率最佳;而柚皮苷去除率随酶用量增加而增高,酶用量为0.06 %达到最大值。

由图5c可看出,柚苷酶用量在0水平时,柚皮苷去除率随酶解温度增加而增高,40 ℃时达到最大值,之后逐渐降低。2.5.4 工艺验证试验

进行回归模型分析,得最佳工艺参数:酶用量、酶解温度、pH值分别为0.06 %、40 ℃、4.0,柚皮苷去除率为69.3 %,按此工艺处理后测定果汁透光率为68.8 %,误差为0.73 %,说明模型最优参数可行,

有一定指导作用。

3 结论

以万州玫瑰香橙为原料,研究柚皮苷酶去除果汁中柚皮苷过程中,酶解时间、酶用量、酶解温度、果汁pH值对柚皮苷去除率的影响,再进一步通过响应面分析优化。

研究得到柚皮苷去除率最佳工艺参数:柚苷酶用量 0.06 %,酶解温度 40 ℃,果汁pH值 4.0,在此条件下酶解120 min,效果最佳,柚皮苷去除率达68.8 %。该工艺简单,操作方便,生产周期短,对解决柑橘类果酒中脱苦等问题具有一定指导作用。

参考文献:

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