果胶酶在果蔬澄清中的应用

果胶酶在果蔬澄清中的应用

果实酶是指能够分解果胶物质的各种酶的总称。是果汁生产中最重要的酶制剂之一,已被广泛应用于果汁的提取和澄清、改善果汁的通量以及植物组织的浸渍和提取。在果汁生产过程中,果胶酶可以快速彻底地脱除果胶,降低果汁黏度,利于果汁过滤,澄清滤液且澄清度稳定;减少化学澄清剂的用量,改善果汁质量;果胶酶利于压榨,可以有效地提高水果的出汁率,在沉降、过滤、离心分离过程中,改善果汁的过滤效率,利于沉淀分离,加速和增强果汁的澄清作用。经果胶酶处理的果汁稳定性好,可防止存放过程中产生浑浊。1凝聚、过滤果汁中有很多物质如纤维素、蛋白质、淀粉、果胶物质等影响澄清,且果胶物质是造成果汁混浊的主要因素。果胶大分子阻碍了固体粒子的沉降,有很高的黏度。水果经破碎后的果汁中含有果胶、纤维素等固形物,根据分子大小,果胶起到植物纤维的作用,它阻止甚至使液体流动停止,使固体粒子保持悬浮、汁液处于均匀的浑浊状态,既难沉淀,又不易滤清,影响果汁澄清。加果胶酶澄清处理后,黏度迅速下降,浑浊颗粒迅速凝聚,使果汁快速澄清、易于过滤。果胶酶能随机水解果胶酸和其他聚半乳糖醛酸分子内部的糖苷键,生成分子质量较小的寡聚半乳糖醛酸,使其黏度迅速下降,容易榨汁过滤,提高果浆出汁率,改善果汁澄清效果。果胶酶澄清的实质包括果胶的酶促水解和非酶的静电絮凝两部分;当果汁中的果胶在果胶酶作用下部分水解后,原来被包裹在内的部分带正电荷的蛋白质颗粒就暴露出来,与其它带负电荷的粒子相撞,从而导致絮凝的发生,絮凝物在沉降过程中,吸附、缠绕果汁中的其它悬浮粒子,通过离心、过滤可将其除去,从而达到澄清目的。在樱桃汁的加工过程中,添加果胶酶使果胶水解,从而使樱桃汁黏度降低,过滤阻力减小,过滤速度加快;同时,由于樱桃汁中的悬浮果粒失去高分子果胶的保护,很容易发生沉降而使上层汁液清亮,在以后的澄清过程中,明胶澄清剂的加入量便可大大减少,甚至免加澄清剂。果胶酶还可以用于苹果汁、甘蔗汁、蟠桃汁、桃杏李果汁等的澄清。添加果胶酶时,应使酶与果浆混合均匀,根据原料品种控制酶制剂的用量,并控制作用的温度和时间。若果胶酶与明胶结合使用,效果更佳。有时采用复合酶法澄清,如在澄清枣汁时,使用果胶酶和α-淀粉酶。水果本身在果实成熟过程中产生自己的果胶分解酶,在发酵过程中由酵母也能得到,但这些酶反应过程较为缓慢,不能完全达到生产者的预期目的,而人工合成酶则加强和完善了这一过程。2ph值的调整在苹果汁生产中,苹果要先经机械压榨,然后离心获得果汁,但果汁中仍然含有较多的不溶性果胶而呈浑浊状。直接将果胶酶加到苹果汁中,处理后经加热杀菌、灭酶、过滤得到澄清的果汁。具体做法是在浑浊果汁内加入果胶裂解酶并轻轻搅拌,在酶的作用下,不溶性果胶渐渐凝聚成絮状物析出,从而获得清澈的琥珀色苹果汁。有的苹果因果肉柔软难以压出果汁,但添加果胶裂解酶能大大促进果汁的提取。苹果汁的pH值一般为3.2~4.0,处在果胶酶的作用范围内或者稍低,处理时不用调节pH值。如果有些苹果汁pH值特别低,可以采用较高pH值的苹果汁与之混合,进行必要的调整。但要注意,在任何情况下都不宜采用加入碱液的方法进行pH值的调整,处理时的温度对果胶酶的反应速度有明显影响,适当提高温度,可使处理时间缩短。通常在30~40℃,处理时间为30~60min。此外,在加酶处理过程中,加入0.005%的明胶,可以显著缩短处理时间。3果胶酶制剂的使用果胶酶是应用于果蔬饮料生产中最主要的酶类,它能较大幅度地提高果蔬饮料的出汁率,改善其过滤速度和保证产品贮存稳定性等。果蔬的细胞壁中含有大量果胶质、纤维素、淀粉、蛋白质等物质,破碎后的果浆十分黏稠,压榨取汁非常困难且出汁率很低。果胶酶不但能催化果胶降解为半乳糖醛酸,破坏了果胶的黏着性及稳定悬浮微粒的特性,有效降低粘度、改善压榨性能,提高出汁率和可溶性固形物含量,而且能增加果汁中的芳香成分,减少果渣产生,同时有利于后续的澄清、过滤和浓缩工序。利用酶解技术可使不同果蔬的出汁率提高10%~35%,具体数值因不同果蔬中果胶含量和压榨方法的不同而不同。利用0.1%的果胶酶处理苹果果汁、果浆,可明显的提高出汁率、可溶性固形物含量和透光率,降低pH值和相对黏度,处理时间越长,效果越好。0.1%的果胶酶与0.1%的纤维素酶结合使用,效果更好。在果肉搅拌15~30min后,直接添加0.04%果胶酶,并于45℃下处理10min,即可多产果汁12%~24%。也可以与不溶性聚乙烯吡咯烷酮配合使用,酶处理温度可降低到40℃,可多产果汁12%~28%。还可以把纤维素酶与果胶酶结合使用,使果肉全部液化,用于生产苹果汁、胡萝卜汁和杏仁乳,产率高达85%,而且简化了生产工艺,节省了昂贵的果肉压榨设备,使生产效率大大提高。葡萄在破碎后具有很高的黏稠性,仅仅用压榨的方法很难提高果汁的提取率。若添加果胶酶制剂,则可降低葡萄汁液的黏稠度,提高出汁率,减轻强度,缩短加工时间,获得色泽清亮、汁液清澈的葡萄汁。在欧李果汁生产中,添加果胶酶后,果胶物质被大量分解,果胶含量从酶解前的7.64g/L降至1.78g/L,果汁黏度下降,果实出汁率由52%变成64%,提高了12个百分点。4果蔬汁饮料的成分利用果胶酶生产果蔬汁不仅提高了出汁率,而且保留了果蔬汁中的营养成分。首先果蔬汁的可溶性固形物含量明显提高,而这些可溶性固形物由可溶性蛋白质和多糖类物质等营养成分组成,果蔬汁中的胡萝卜素的保存率也明显提高。研究表明,酶处理后的果汁葡萄糖、山梨糖和果糖含量显著提高,蔗糖含量略有下降,总糖含量上升。由于果胶的脱酯化和半乳糖醛酸的大量生成,造成果汁的可滴定酸度上升,pH值下降。芳香物质含量也有明显提高,经果胶酶处理后的葡萄汁,各种酯类、萜类、醇类和挥发性酚类含量提高,葡萄汁的风味更佳。由于细胞壁的崩溃,类胡萝卜素、花色苷等大量色素溶出,大大提高了果蔬汁的外观品质。K、Na、Ca、Zn等矿物质元素含量也有较大提高。5超滤系统的清洗在葡萄酒生产中应用果胶酶,可以提高葡萄汁和葡萄酒的得率,增强葡萄酒的澄清效果,大大提高葡萄酒的过滤速度。果胶酶还可以提高超滤时的膜通量,还可用于超滤膜的清洗。利用果胶酶清洗超滤膜能100%地进行生物降解,