专利名称：一种酶工程技术制备蓝莓混汁的方法
技术领域：
一种酶工程技术制备蓝莓混汁的方法，涉及酶工程技术在食品工业中的应用，尤其涉及酶法制备蓝莓混汁的方法。
背景技术：
果汁的制取方法有很多，有煮沸提取法、浸提法、压榨提取法和酶法提汁等。随着生物技术的不断发展，酶在果汁饮料工业中的应用越来越广泛。如添加果胶酶制剂或纤维素酶制剂等可以帮助澄清和过滤苹果汁、葡萄汁等，可以防止浓缩清汁中形成凝胶，控制果蔬汁的混浊程度等，它们能改善和提高果蔬汁品质和稳定性。在果蔬汁加工中，酶法提汁已经开始逐渐取代其它的提汁方法。酶的应用，不仅能增加果汁生产的经济效益即提高出汁率、降低能耗，而且越来越专一和有效，能增加果汁的色泽和风味，同时也更具灵活性。
蓝莓(blueberry)是杜鹃花科、越桔属植物(Vaccinium spp.)，主要分布在北半球(寒)温带地区。蓝莓主要有矮丛(V.angustifolium)、高丛(V.corymbosum)、兔眼(V.ashei)和半高丛(V.angustifolium×V.corymbosum)四大类型，经济寿命超过50年。目前，全世界蓝莓栽培面积已达8万多公顷，其中北美占90％左右，产量由1970年的4.54万吨左右增加到目前的13.5万吨以上。从二十世纪二十年代以来，许多国家相继开展了蓝莓的引种和人工栽培，我国于二十世纪八十年代末期由江苏省中科院植物研究所开始进行兔眼蓝莓(Rabbiteye Blueberries)和南方高丛蓝莓(Southern Highbush Blueberries)的引种研究。经过十多年的观测研究表明兔眼蓝莓对苏南丘陵酸性土壤的酸度和土壤水分的变化有较强的适应能力。目前，在江西、贵州、江苏三省份有较大规模的繁殖基地。此外，我国很多公司及研究单位都开始对蓝莓的种植和产品开发进行研究。
蓝莓是越桔属植物中营养成分最丰富的类型，其果实内天然色素的含量也最高，花色素苷、超氧化物岐化酶(SOD)的含量超过其他植物许多倍，蓝莓因此被联合国粮农组织(FAO)确定为人类五大健康食品之一。蓝莓果实中除了常规的糖、酸和Vc外，还富含Ve、Va、Vb、SOD、自由基，熊果甙、花青甙等其他果品中少有的营养成分以及丰富的钾、铁、锌、锰等微量元素和蛋白质、食用纤维和脂肪，营养价值远高于苹果、葡萄、桔子等水果，可鲜食，也可加工成果汁或果酒，是近几年世界上发展最迅速的第三代果树品种，风糜当今欧美。
蓝莓具有一定的生理功能和药用价值。美国农业部人类营养中心(HNRCA)的研究人员比较40余种水果研究发现，消除人体代谢副产物自由基的强抗氧化能力，蓝莓是最高的，也就是说蓝莓具有抗人体衰老的功效。蓝莓果实中特有的花色苷具有改善大脑记忆和智能，减少人体胆固醇积累，改善心血管机能，预防心脏病，防治尿道感染，增强胶原质，调节血糖，改善夜视和治疗腹泻等功效。
由此可见，蓝莓是一种营养丰富的新型浆果，它已经成为二十一世纪日本及欧美各国的热门研究农产品。在国际市场上，蓝莓鲜果、蓝莓果浆和蓝莓保健食品等商品是消费者喜爱的热门食品。在我国，蓝莓果汁的研究与生产还属于起步阶段，尚未见有商品上市。因此，开发高质量的蓝莓果汁饮料，不仅可以满足广大消费者对天然保健型果汁饮料的需求，而且还可以创造出极大的经济效益和社会效益。
就蓝莓混汁而言，传统的榨汁工艺中，打浆不能很好地破碎细胞，存在出汁率低、色泽差、混浊稳定性差、花色苷保留率低等一系列的问题。在有关文献报道中，常见酶被应用于苹果汁和其他澄清型果汁的生产中，但还未见被应用于蓝莓混汁生产中的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种酶工程技术制备蓝莓混汁的方法，应用果胶酶液化技术，使产品的出汁率高，保持较好的色泽稳定性和混浊稳定性。
本发明的技术方案本发明所制备的蓝莓混汁是由蓝莓浆制备的可溶性固形物含量和色素溶出率均较高的、保持适宜粘度和果胶含量以及维持较好混浊稳定性的蓝莓汁。
1.制备工艺流程为以冷冻蓝莓为原料，经过4℃解冻、蒸汽热烫、冷却打浆得蓝莓浆，然后进行酶解反应、灭酶、冷却榨汁、离心得蓝莓汁，再经过均质、脱气、灌装、杀菌和冷却得蓝莓混汁成品；所述酶解反应是应用果胶酶液化技术和酶解终点控制技术进行酶解反应，在蓝莓浆中添加果胶酶，酶添加量为蓝莓浆质量的0.020‰-0.050‰，酶解温度45-52℃，酶解反应时间60-100分钟；酶解终点控制采用控制蓝莓酶解汁的粘度1.70-2.00mPa·s，浊度250-350NTU。
2.分析方法2.1蛋白质微量凯氏定氮法。
2.2总糖苯酚-硫酸比色法。
2.3粗纤维酸性洗涤法。
2.4果胶间-羟基联苯比色法。
2.5可溶性固形物含量(SS)折光法，用WZS-1型阿贝折光仪测定。
2.6浊度用STZ-A24型浊度仪测定。
2.7出汁率酶解后榨汁所得果汁的净重与投入浆料的重量百分比。
2.8花色苷的测定-pH示差法称取适量的样品，加入1％HCl-甲醇提取液(料液比1∶10)，在35℃水浴搅拌1小时，3000rpm离心15分钟，收集上清液，将滤渣重复提取3次。收集上清液，真空浓缩(40℃)除去甲醇，用1％HCl-H2O定容。取两个10mL容量瓶各加入1mL色素提取液，分别用pH1.0缓冲液
和pH4.5缓冲液[1N NaAc∶1N HCl∶H2O＝100∶60∶90(V/V)]定容，冰箱中放置2小时，分别在510nm和700nm下测吸光值。花色苷含量Total anthocyanins content(TAcy)按下式计算(结果以矢车菊色素-3-葡萄糖苷计)TAcy(mg/100g)=A×449.2×10×100×V26900×100×m×100]]>A＝(O.D.510nm-O.D.700nm)pH1.0-(O.D.510nm-O.D.700nm)pH4.5V——提取液的总体积，mLm——取样量，g26900——矢车菊色素-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数449.2——矢车菊色素-3-葡萄糖苷的摩尔分子质量2.9总酚的测定-Folin-Ciocalteu法(以没食子酸计)用一系列浓度的没食子酸溶液绘制标准曲线。取适量样品，加入1％HCl-甲醇提取液(料液比1∶10)，在35℃水浴搅拌1小时，3000rpm离心15分钟，收集上清液，渣重复提取3次。收集上清液，真空浓缩(40℃)除去甲醇，用1％HCl-H2O定容。将提取液稀释至适当浓度，取1mL于100mL棕色容量瓶中，加入60mL去离子水和5mL Folin-Ciocalteu试剂，摇匀，在0.5～8分钟中内加入20％Na2CO3溶液，摇匀，用去离子水定容至100mL，20～30℃暗处放置2小时，在765nm处测吸光值。
2.10褐变指数在离心管中加入5mL蓝莓混汁和5mL95％乙醇，充分震荡，在2000rpm下离心20分钟，将上层清液用滤纸过滤，在420nm处测定吸光值。
2.11悬浮稳定性将果汁充分摇匀后在4200×g下离心15分钟，取上清液在660nm处测吸光值。
2.12色泽指标用TC-PIIG型全自动测色色差计测定。其中L*值表示亮度，L*值越大亮度越大；a*值表示有色物质的红绿偏向，正值越大偏向红色的程度越大，负值越大偏向绿色的程度越大；b*值表示有色物质的黄蓝偏向，正值越大偏向黄色的程度越大，负值越大偏向蓝色的程度越大。
2.13相对粘度采用奥氏粘度计测定。
2.14果胶酶活力采用分光光度计法。绘制半乳糖醛酸标准曲线。用pH4.2缓冲液制备酶液，取适量的酶液在40℃反应30分钟，用3，5二硝基水杨酸(DNS)显色，在520nm处测O.D值。一个酶活力单位为每分钟生成1ug半乳糖醛酸所需的酶量(ug/min)。
2.15纤维素酶活力采用分光光度计法。绘制葡萄糖标准曲线。用pH4.8磷酸盐缓冲液制备酶液，取适量酶液在40℃反应20分钟，用3，5二硝基水杨酸(DNS)显色，在520nm处测O.D值。一个酶活力单位为每分钟催化底物生成1u mol葡萄糖所需的酶量(u mol/min)。
3.工艺条件3.1解冻条件冻结的蓝莓在4℃的冷藏库中解冻。因为蓝莓在冷冻过程中部分果皮被冰渣刺破，若在室温解冻，容易造成色素降解流失，4℃解冻可以使蓝莓保持较好的色泽。
3.2热烫工艺解冻的蓝莓要进行蒸汽热烫，这是为了达到以下目的钝化蓝莓果实中的内源性多酚氧化酶，减少加工过程中的色素氧化降解；促进蓝莓果皮及组织中的色素溶出，提高果汁中色素含量；软化蓝莓组织，便于后续加工，提高出汁率；杀死蓝莓表面的微生物，减少加工过程中的微生物污染。蓝莓含有大量的花色苷，热烫条件要适度，才能达到以上目的。较优的热烫条件为蒸汽中热烫2-4分钟，使蓝莓果实中心温度达到80℃以上。
3.3果胶酶液化技术在果蔬汁加工中，一般采用果胶酶和纤维素酶的复合酶系液化技术来提高出汁率，但不同种类的酶对果蔬汁品质影响不同。蓝莓果浆中加入纤维素酶，虽然能略微提高出汁率，但对果汁混浊稳定性影响较大，会使混汁浊度下降，混浊稳定性降低。蓝莓中果胶含量较高，为了提高出汁率和可溶性固形物含量，一般采用果胶酶液化果实中的可溶性果胶，从而使果汁保持一定的粘度，但是必须避免果胶的过度降解，否则会导致果汁粘度过低，影响混浊果汁的混浊稳定性。因此，必须筛选合适的酶种，选择合适的酶量，优化酶解反应工艺，在提高出汁率的同时，保持蓝莓混汁的色泽稳定性和混浊稳定性。
1)不同果胶酶对蓝莓混汁品质的影响现在市场上提供的处理果浆用的果胶酶大部分是由果胶酶和纤维素酶组成的复合酶，其品种和用量对蓝莓混汁的品质影响是较大的，可供果胶酶配方选择。
2)酶用量对蓝莓混汁品质的影响一般果胶酶是一种复合酶，具有果胶酶活力和纤维素酶活力，因此，果胶酶的添加量应该适宜。
3)酶解反应温度对蓝莓混汁品质的影响选择果胶酶活性较为稳定的35-55℃温度范围内进行酶解反应实验，结果表明，采用45-52℃进行酶解反应，所得的蓝莓混汁品质较好。
4)酶解反应时间对蓝莓混汁品质的影响酶解反应时间60-100分钟较为合适。
3.4酶解终点控制技术蓝莓混汁中大分子果胶含量越高，产品的混浊稳定性越好。因此，大分子果胶的存在不仅可以起到稳定蓝莓混汁的作用，还可以赋予蓝莓混汁丰富的营养价值，提高蓝莓混汁的其他特性如浊度等。
要保持蓝莓混汁的可溶性固形物含量，不絮凝，混浊稳定性好，其实质就是要控制蓝莓混汁中果胶的相对分子质量分布，保持大分子果胶百分含量在较高的水平上，为此必须控制酶解终点。但是，在工业生产中，只能通过控制蓝莓酶解汁的粘度和浊度来间接控制果胶相对分子质量分布，以此来有效控制酶解终点，控制蓝莓酶解汁的粘度为1.70-2.00mPa·s，浊度为250-350NTU。
蓝莓混汁的品质与所用酶的品种，酶用量，酶解反应时间和温度都有密切的关系，因此，应该在本发明所述的范围内进行综合控制。
3.5灭酶在80-90℃加热搅拌5分钟。
3.6杀菌工艺灌装好的蓝莓混汁在沸水浴中加热10分钟，杀菌后的蓝莓混汁可以在6个月甚至更长的时间内保持较好的色泽稳定性和混浊稳定性。
本发明的有益效果果胶酶液化技术是通过生物酶的作用，分解蓝莓中的果胶，降低汁液的粘度，改善蓝莓浆的压榨性能，提高出汁率、可溶性固形物含量和色素溶出率。控制酶解技术是通过酶解终点的控制，避免酶的过度作用，以保持蓝莓混汁适宜的粘度和浊度，维持较好的混浊稳定性。采用这两种技术，破碎蓝莓组织细胞，控制蓝莓中果胶的降解，将蓝莓的有效成分转移到果汁中以保持果汁的色、香、味及营养价值。深色浆果类水果大多含有花色苷、维生素、水溶性矿物质和纤维素等营养成分，具有很好的机体平衡作用，尤其是混浊型果汁作为一种酸性果汁，对维持人体酸碱平衡有重要作用，具有其他食品不可替代的生理功能。此外，浆果类水果尤其是蓝莓还含有某些特殊的营养元素如锦葵色素、矢车菊色素等对一些疾病具有一定的预防和辅助治疗作用，如蓝莓可以预防近视、缓解视力疲劳，改善泌尿系统功能，防治尿道感染等。
添加果胶酶进行酶解后，蓝莓混汁出汁率和可溶性固形物含量提高，但过度酶解会导致大分子果胶过度水解，产生果胶酸，果汁中大分子果胶含量减少，果汁粘度和浊度下降，不利于果汁内其他大分子物质如蛋白质和纤维素及部分细胞碎片的悬浮稳定。因此，应该对酶反应终点进行控制。
因此，采用果胶酶液化技术和酶反应终点控制技术，开发具有良好的色泽混浊稳定性的蓝莓混汁具有很大的经济和社会价值。
具体实施例方式
实施例1按说明书上述工艺路线制备蓝莓混汁，酶解反应工艺反应温度52℃，自然pH下，所用果胶酶为果胶酶RAPIDASE C80 MAX，用量为蓝莓质量的0.050‰，酶反应时间60分钟，其出汁率为80.0％，可溶性固形物含量为10.20°Brix，粘度1.80mPa·s，浊度320NTU。该条件下酶解得到的果汁色泽稳定性和混汁稳定性均较好。果胶酶RAPIDASE C80 MAX由DSM公司提供。
实施例2操作同实施例1，酶解反应工艺反应温度48℃，自然pH下，所用果胶酶为果胶酶RAPIDASE C80 MAX，用量为蓝莓质量的0.041‰，酶反应时间100分钟，其出汁率为81.7％，可溶性固形物含量为10.10°Brix，粘度1.76mPa·s，浊度255NTU。该条件下酶解得到的果汁色泽稳定性和混浊稳定性皆较好。果胶酶RAPIDASE C80 MAX由DSM公司提供。
实施例3操作同实施例1，酶解反应工艺反应温度45℃，自然pH下，所用果胶酶为果胶酶RAPIDASE PRESS，用量为蓝莓质量的0.022‰，酶反应时间80分钟，其出汁率为80.5％，可溶性固形物含量为10.40°Brix，粘度1.92mPa·s，浊度325NTU。该条件下酶解得到的果汁色泽稳定性和混浊稳定性皆较好。果胶酶RAPIDASE PRESS由DSM公司提供。
权利要求
1.一种酶工程技术制备蓝莓混汁的方法，其特征是以冷冻蓝莓为原料，经过4℃解冻、蒸汽热烫、冷却打浆得蓝莓浆，然后进行酶解反应、灭酶、冷却榨汁、离心得蓝莓汁，再经过均质、脱气、灌装、杀菌和冷却得蓝莓混汁成品；所述酶解反应是应用果胶酶液化技术和酶解终点控制技术进行酶解反应，在蓝莓浆中添加果胶酶，酶添加量为蓝莓浆质量的0.020‰-0.050‰，酶解温度45-52℃，酶解反应时间60-100分钟；酶解终点控制采用控制蓝莓酶解汁的粘度1.70-2.00mPa·s，浊度250-350NTU。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述蓝莓的热烫工艺，在蒸汽中热烫2-4分钟，使蓝莓中心温度达到80℃以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述蓝莓混汁的杀菌工艺，灌装好的蓝莓混汁在沸水浴中加热10分钟。
全文摘要
一种酶工程技术制备蓝莓混汁的方法，涉及酶工程技术在食品工业中的应用。本发明应用果胶酶液化技术与酶解终点控制技术来制备蓝莓混汁，果胶酶液化技术是在蓝莓果浆中添加果胶酶进行酶解反应；酶解终点控制技术是控制蓝莓酶解汁的粘度和浊度。本发明的优点是工艺科学、合理，操作简便，使蓝莓的出汁率高、品质优良，保持良好的色泽稳定性和混浊稳定性。
文档编号A23L2/70GK1792275SQ20051013498
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者许时婴, 王璋, 王银娟, 袁博, 杨瑞金 申请人:江南大学