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酶在果汁加工中的應用研究
來源: | 作者:lucy | 發布時間: 2017-07-06 | 3272 次瀏覽 | 分享到:

酶是由活細胞產生的大分子蛋白質物質,具有生物催化性,因其有專一性和高效性且反應溫和,所以在現代食品生產加工中的應用日趨廣泛。大多數水果味道鮮美,營養豐富,但因其貯存困難,許多水果的保鮮期都在24小時以內,所以將其加工成果汁產品可謂是一舉多得,不僅延長了保質期,改善了口感,還有利于人體對水果中營養物質的吸收。但是,水果中含有果膠、纖維素、蛋白質等成分,使得果汁加工中存在壓榨困難、出汁率低、混濁、褐變、產生苦味、穩定性差等問題。針對酶在果汁加工生產中提高果汁出汁率和澄清度、抑制果汁褐變、果汁脫苦幾方面綜述了酶在果汁加工中的應用研究。

1提高果汁出汁率,增加果汁產量

在果汁生產過程中,出汁率直接影響成本,故首先要做到的就是盡可能的提高出汁率。鮮榨果汁中的不溶微粒主要是由果膠物質組成。果膠酶是一種生物催化劑,具有分解果膠物質,降低果汁粘度,利于汁、渣分離,提高水果出汁率的性能。酶法液化技術就是利用果膠酶的這種特性,使水果蔬菜通過特殊的酶處理工藝,獲得較多的果汁液。據資料報道,酶法液化可使蘋果和梨的浸出率達到90%~95%。因此,通過果膠酶處理,有利于壓榨,在提高出汁率的同時還可澄清果汁。漿果類一般果膠較多,果實破碎后所得的果漿粘稠,自流汁少,榨汁困難。通過漿汁酶化法可獲得更多的透明度高、色澤鮮艷的果汁。試驗結果表明酶法處理后漿果出汁率高,出渣少,可提高果汁的可溶性固形物含量,且工藝設備簡單,制汁效果優于其它制汁方法。

西番蓮(Passionflower Fruit)是著名的熱帶果汁用水果。根據福建省藥物志記載,西番蓮果甘、酸、平,清肺潤燥,主治咳嗽、咽干、聲嘶、大便秘結。特別適宜加工成果汁、果露、果醬、果凍等風味獨特、營養豐富、滋補健身、有助消化的產品。由于西番蓮果汁中含膠體類物質較多,破碎的果漿出汁率低,且使果汁容易產生渾濁沉淀,嚴重影響其品質和穩定性,必須在加工過程中采取有效的方法將其去除。利用果膠酶酶法液化技術處理西番蓮果漿,有利于提高出汁率。其主要機理是果膠物質在果膠酶的作用下水解,使果肉組織分解,改善果漿的壓榨性能,降低了粘度,從而提高了出汁率。黃國清等選擇成熟后自然落果前后3d左右的紫果西番蓮果實進行果汁加工,可獲得營養成分含量高,西番蓮獨特果香味濃郁的果汁;通過添加0.05%α-淀粉酶,0.25%果膠酶,在45℃下酶解2.5h后離心過濾,可較好的提高西番蓮果汁出汁率。

沙棘,又稱醋柳、酸刺,是一種富含生物活性物質的天然植物。沙棘果中除含有蛋白質、脂肪、碳水化合物外,還有人體必需的多種維生素和無機鹽,其中維生素含量豐富,尤其實Vc含量,幾乎居一切果、蔬之冠。沙棘果含有脂肪約2%-3.5%,大部分由不飽和脂肪酸所組成,極易被人體吸收利用,并能降低血液中的膽固醇和甘油三酯,可有效的防治高血壓和冠心病。用常規的方法生產沙棘果汁,出汁率較低。李長春等對沙棘的研究表明當果膠酶量為300U/100g,pH4.4,溫度55℃時為最佳工藝參數,試驗出汁率為96%,提高了8%-16%。從實驗結果分析來看,影響沙棘汁出汁率的因素依次為溫度、纖維素酶量、值和果膠酶量。實驗證明在沙棘汁加工中,為提高出汁率,補充纖維素酶以協同、促進果膠酶作用,可以達到更好的效果。同時了解到,酶制劑在發揮作用時,已不單純的只是起到生物催化的作用,而且由于它的加入,會很大程度上同時作用于底物,從而改變其理化結構。隨著酶技術的發展與擴充,優化酶的作用機制,克服各種酶類在使用時的某些局限性,已成為現在酶類發展的趨勢。

櫻桃,屬多年生落葉灌木櫻桃的成熟果實自古以來就受到世人的青睞。櫻桃是色、香、味、形俱佳的鮮果。櫻桃雖然個頭小肉少,但果肉柔軟多汁,味道酸甜可口,除鮮食外,還可以加工制成蜜餞、果脯、果醬、果汁、飲料、糖水罐頭和果酒等。櫻桃的營養成分非常豐富,具有很高的食用價值。櫻桃汁液中幾乎包含櫻桃的所有營養成分,且較易提取,但提取櫻桃汁時,由于櫻桃的組織中含有大量的果膠物質,直接榨汁率較低,采用浸泡、打漿法難以徹底分離出果汁,而且所得櫻桃汁的黏度大,穩定性差,在生產加工過程中,營養成分和香味物質都有一定的損失。劉興艷等采用酶解法提取櫻桃汁,研究果膠酶不同濃度對櫻桃出汁率的影響,并通過對汁液的澄清度、可溶性固形物含量和透光率的測定分析,確定提汁的最佳果膠酶濃度。實驗結果表明,果膠酶對櫻桃出汁率的影響較顯著。室溫下添加不同的果膠酶量0,0.02%,0.04%,0.06%,0.08%,0.10%,0.12%,酶解8h后,測得酶質量分數為0.10%時的出汁率最高,達到59.7%,比對照組提高了14%,并且極大地降低了果汁的黏度,使果汁澄清度加大,可溶性固形物含量明顯提高。實驗結果還表明,澄清櫻桃汁的最大透光率波長為620nm,當果膠酶質量分數達到0.10%時,汁液的透光率達到92%,可溶性固形物含量為13.8%,櫻桃汁的品質比對照組都有較大的提高。

2果汁澄清,提高品質

果汁中含有大量的果膠、纖維素、淀粉等大分子以及單寧、蛋白質的絡合物等,這些物質在汁液中進行緩慢的物理變化和化學反應,導致果汁在加工和貯藏、銷售期間變色、變渾。因此,果汁澄清的效果直接影響到制品的透光率、粘度和沉淀等主要理化指標。澄清技術是果汁生產中的一項關鍵技術,對于保證果汁穩定性、抑制褐變、延長貯藏期、提高果汁感官品質等具有重要作用。果膠酶處理澄清

果汁,是利用果膠酶水解果汁中能夠引起混濁的果膠物質,使得果汁變得清澈透亮,具有快速、簡便、效果好等特點,在生產中有重要的應用價值。澄清效果取決于果汁的種類、酶制劑的種類、反應溫度和反應時間。酶制劑一般為果膠酶制劑,它是分解果膠多種酶的總稱,主要有果膠酯酶(PE)、聚半乳糖醛酸酶(PG)等。

草莓,是一種多年生草本植物,我國及世界許多國家均廣為栽培,資源十分豐富。其果實為漿果,汁液豐富,甜酸適口,色澤鮮艷,營養豐富,風味宜人,是水果中的佳品。對草莓汁的提取、清汁飲料、濃縮汁飲料、果肉飲料及混合飲料的加工工藝都有相關研究,其關鍵技術是澄清工藝,若澄清不完全,產品就會出現混濁、沉淀等現象。王鴻飛等利用果膠酶對草莓果汁進行了澄清處理,最佳工藝參數為果膠酶的用量為0.035-0.075mL/kg、溫度為35-45℃、pH3.0-4.0,果膠酶對草莓果汁澄清處理的效果較好,草莓清果汁的透光率可達97%以上,且清汁中可溶性固形物含量基本變化不大。在此基礎上,采用正交試驗,得出果膠酶對草莓果汁澄清處理的最適工藝條件為:果膠酶的用量為0.035mL/kg、溫度35℃、pH3.5。在實際應用時,由于草莓果汁的pH值為3.65,在用果膠酶澄清草莓果汁時,可以不用調節草莓果汁的pH值,也會達到較為理想的草莓果汁澄清效果。

獼猴桃原產我國,是著名的高Vc含量的水果,含有多種對人體有益的營養成分,其果大、味甜、多汁,鮮果氣味芳香,酸甜可口,但獼猴桃果汁在破碎后果漿粘度過高、產品不易澄清、果汁的穩定性不好、Vc損失大。李斌等研究了果膠酶澄清獼猴桃汁的最佳工藝參數為酶HC加量40mg/L,pH3-4,溫度40-50℃,處理150min,用此處理工藝所得獼猴桃汁的Vc損失較小,透光率較高,果膠基本分解完全。在果漿榨汁中,也只需采用相同的用量就能使果汁的粘度下降71%,出汁率提高10%以上,而營養物質基本無損耗。

紅棗營養豐富,味美可口,且具有一定的食療和保健功能。由于紅棗果肉中存在大量果膠類物質,不能直接壓榨提汁,傳統棗汁生產多采用水浸打漿法。在加工中存在許多缺點,加工過程中營養和香味物質易損失和變化,浸提率低,浸提時間長。席美麗,等采用酶解提汁的方法,研究了果膠酶作用最佳環境,從而得出紅棗提汁的優化工藝條件。結果表明,提取溫度50℃,提取時間6h,加酶量為紅棗重的0.2%-0.25%,加水量為紅棗重的3倍時提取效率最高,紅棗內容物質呈酸性并具有良好的緩沖作用,故對紅棗提汁沒有明顯影響,在生產中可以使用中性水。pH值對提取量沒有明顯影響。

3 抑制果汁加工貯存中的非酶褐變

非酶褐變是果汁在加工和貯存過程中常發生的化學反應,非酶褐變使果汁在儲存一定時期后便會產生果漿及果粒的絮狀沉淀,造成產品的色澤變灰變暗,并在褐變反應過程中常常產生帶有熒光的中間體,導致產品質量不均一,并對原汁色澤感觀造成一定的影響,甚至使成品報廢損失。馬清河等證明葡萄糖氧化酶可有效防止果汁氧化及抑制果汁褐變,對延長產品的保質期和保持果汁風味具有明顯效果。同時葡萄糖氧化酶與增效劑聯合使用,抗氧化和抑制褐變效果更好。葡萄糖氧化酶價格適宜,添加量少,而且,抗氧化能力與抑制褐變效果能力是其它物質不可比擬的,不改變原來果汁加工的生產工藝,不需增加任何設備,適用方便,適合大生產使用。

4 酶法脫苦

開展柑橘加工技術的研究是十分必要的,尤其是柑橘果汁的脫苦技術。柑橘類果實的營養價值很高,以其為原料的柑橘汁中含有豐富的礦物質和維生素,特別是鉀和類胡蘿卜素、維生素C,它們在預防某些疾病、維持心肌功能以及降低血壓等方面有重要的作用,柑橘汁已經成為世界上最受歡迎的果汁。據調查,我國生產的柑橘汁一般有較明顯的苦味,這在一定程度上影響了柑橘汁的品質。

柚苷酶應用于柑桔類果汁的脫苦已有許多報道,國外已有商品酶出售,國內還沒有商品酶。汪釗等用黑曲霉變異株ZG86固體發酵所產柚苷酶對桔子汁脫苦,脫除率達90%以上,苦味基本消失。勵建榮等[18]利用黑曲霉HZG27所產柚苷酶在40℃,pH4.0的條件下對柑桔汁進行脫苦,其柚皮苷含量下降達71%以上,苦味基本消失;在pH4.0下,按果汁的0.04%-0.06%添加柚苷酶,于40℃下酶解1-1.5h,可清除成品桔酒的苦味,從而改善桔酒的風味。何晉浙等[19]。在柑桔果醋加工中,利用柚苷酶進行脫苦試驗,溫度25-28℃,酸度0.5-0.8g/100mL,柚苷酶加量15U/mL,柚苷酶有較佳的活性。

         總結

隨著人們對果汁質量的不斷提高,科學技術人員也應該隨消費者需求尋求更好的果汁生產工藝。酶法改善果汁品質已經得到了越來越多的認可和應用,基于現有的技術手段上,積極尋找更優秀的酶種,更科學的加工手段,得到更好品質的果汁,是當前果汁生產行業面臨的更重要任務

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