本发明涉及食品领域，且特别涉及一种藕汁加工用复合酶及藕汁加工方法。
背景技术：
：莲藕在我国南方地区广为种植，尤以湖北为盛，是我国极为重要的一种水生蔬菜。莲藕营养丰富，主要含有淀粉、蛋白质、天门冬素、维生素C以及氧化酶等成分，是一种营养价值很高的低脂食品，且具有一定的保健功能。莲藕熟食能健脾和胃、益血补心，有消食、止渴、生津的功效；生食则可清热解烦、去火凉血，解渴止呕，如将鲜藕压榨取汁，其功效更甚。故此，藕汁饮料已经成为莲藕加工行业中的一种重要产品。传统的藕汁加工工艺为将藕洗净去皮后，破碎压榨取汁，然后再进行离心或过滤分离得到藕汁，再经调配、灭菌、灌装等步骤形成最终产品。采用此种工艺生产时，出汁率较低，渣滓很多，原料利用率不高。也有人对此工艺进行了简单改进，就是在破碎压榨后加入酶进行酶解，但大部分添加的都是单一的淀粉酶，酶解效果不佳。另外，由于莲藕中存在多酚氧化酶，在破碎磨浆过程中容易发生褐变，导致终产品色泽不佳，通常的做法是采用酸化处理，使得多酚氧化酶失活，进而抑制褐变的发生；更有不法商家采用亚硫酸盐来抑制褐变的发生，从而对消费者的身体健康造成危害。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种藕汁加工用复合酶，该复合酶所含的酶种类丰富，且各酶复合作用佳，一方面可避免莲藕发生褐变，无需添加柠檬酸、亚硫酸盐等化学护色剂；另一方面可大大增加藕汁中活性肽、低聚糖等有益成分的含量。本发明的另一目的在于提供一种藕汁加工方法，该加工方法简单，能较大限度减少营养物质的破坏，减少残渣量，提高藕汁可溶性固形物含量，并提高莲藕的利用率。本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本发明提出一种藕汁加工用复合酶，包括低温酶和非低温酶，低温酶包括重量比为5-10:2-4:1-5:5-10的酸性蛋白酶、低温纤维素酶、低温果胶酶和低温淀粉酶，非低温酶包括重量比为5-10:2-4:1-3的中温淀粉酶、耐热纤维素酶和耐热木聚糖酶。本发明还提出一种藕汁加工方法，包括以下步骤：将藕浸泡于含有上述低温酶的溶液中得浸泡混合物，然后将浸泡混合物打浆得浆液，用上述非低温酶酶解浆液得酶解液，过滤酶解液，收集滤液得藕汁。其中，溶液主要由重量比为0.01-0.05:100的低温酶和水混合而得。本发明较佳实施例提供的藕汁加工方法的有益效果是：通过将酸性蛋白酶、低温纤维素酶、低温果胶酶和低温淀粉酶共同作为低温酶用于藕汁的浸泡和打浆，改善了该两个步骤中莲藕成分的酶解效果，提高了莲藕各组成成分的溶出率，减少了残渣量，并提高了浆液中可溶性固形物含量，增加其口感。此外，通过蛋白酶、纤维素酶、果胶酶的复合降解作用，增加了浆液中活性肽等有益成分的含量。再者，酸性蛋白酶通过酶解作用破坏了莲藕中的多酚氧化酶，能较好地避免莲藕发生褐变现象，无需添加其它护色剂。将中温淀粉酶、耐热纤维素酶和耐热木聚糖酶作为非低温酶对上述浆液进行酶解，可进一步提高藕汁营养物质的溶出率，增加低聚糖等物质的含量。此外，通过将上述低温酶和非低温酶对藕汁进行分阶段酶解，降低了藕汁加工过程中加热酶解阶段的受热时间，从而较大限度减少了莲藕中营养物质的破坏。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本发明实施例的藕汁加工用复合酶及藕汁加工方法进行具体说明。本发明实施例提供的藕汁加工方法主要是通过使用藕汁加工用复合酶对莲藕进行多次酶解得到藕汁，该复合酶包括低温酶和非低温酶。加工时，先将莲藕浸泡于含有低温酶的溶液中，得到浸泡混合物。为了使低温酶能够充分发挥其酶解作用，本实施例中的溶液主要由重量比为0.01-0.05:100的低温酶和水混合而得。作为可选地，上述低温酶例如可包括重量比为5-10:2-4:1-5:5-10的酸性蛋白酶、低温纤维素酶、低温果胶酶和低温淀粉酶。在此配比下，可减少各低温酶的浪费，提高经济效益。其中，酸性蛋白酶是一种能在酸性环境下水解蛋白质的酶类，能够在弱酸条件下(pH为2.5-4.0)水解莲藕所含的蛋白质，并通过内切和外切作用将蛋白质水解为小肽和氨基酸，从而提高活性肽及氨基酸的含量。其作为一种低温酶，有效作用温度为15-50℃，且在15-20℃条件下具有较高活性。本实施例中将其作为低温酶的组成成分之一，可破坏莲藕中所含的多酚氧化酶，避免莲藕发生褐变，因此，无需在加工过程中额外添加化学护色剂，如柠檬酸、亚硫酸盐等。纤维素分子是由葡糖糖残基以β-1,4-糖苷键连接组成的不分支的直链葡聚糖，而纤维素酶能水解纤维素以获得葡萄糖。低温纤维素酶是从极端寒冷环境下的微生物分离获得的功能基因，经过优化后再进行克隆、重组、表达及纯化后而得。其在自然条件下，尤其是低温环境中具有较高酶活力及较高催化效率，最适温度为20-30℃。又因纤维素分子作为莲藕中广泛存在的骨架多糖，参与构成莲藕细胞壁，本实施例中将低温纤维素酶作为低温酶的组成成分之一，可在藕汁加工过程中大大缩短处理时间，节省加工费用。果胶主要是由D-半乳糖醛酸以α-1,4糖苷键连接形成的直链状聚合物，是植物体中一类复杂的胶体性多糖类，同时也是植物细胞壁的组成成分，填充在植物的细胞壁之间，具有使细胞粘合在一起的作用。本实施例中通过将低温果胶酶作为低温酶的组成成分之一，分解莲藕所含的果胶，使莲藕的各细胞分离，以便于后续加工操作。其次，低温果胶酶在低温条件下，尤其是常温条件(15-28℃)下，还可对莲藕的汁液起到一定的澄清作用。低温淀粉酶作为淀粉酶中的一种，其最适作用温度相对于嗜温淀粉酶要低20-30℃，为25-35℃，并且在0℃也具有一定的酶活。这种在低温下也表现出较强催化活性的现象与低温淀粉酶的强柔韧性有关。低温淀粉酶的这种强柔韧性结构可在较低的能耗下发挥催化作用，而较高的酶催化活性又弥补了低温时反应速率的降低。上述莲藕在含有低温酶的溶液中的浸泡时间例如可以为2-5h，以便使莲藕中的糖类、淀粉等物质得以初步酶解。因藕汁主要用于食用，故本实施例中在浸泡前，还可对待加工的莲藕进行预处理，如清洗和切块等操作。其中，清洗的目的主要是除去莲藕表面所附带的泥土和灰尘等杂质，保证莲藕干净卫生。切块的目的在于使莲藕加工方便，增大其与酶的接触面积，提高酶解效率。浸泡后，将浸泡混合物进行打浆处理，得到浆液。具体的，可将浸泡混合物投入打浆机中进行破碎打浆。因莲藕中含有大量在完整的细胞中作为呼吸传递物质的酚类物质，该酚类物质维持着莲藕细胞中酚-醌含量的动态平衡。一旦莲藕细胞破碎或受到破坏，外界氧即大量入侵细胞，造成醌的形成和其还原反应之间的不平衡，从而导致醌的不断积累，并进一步氧化聚合形成褐色色素，也即发生褐变，致使产品色泽不佳。通常抑制褐变的方法主要是从控制酶和氧两方面着手，例如钝化酶的活性、改变酶作用的条件、隔绝氧气或使用抑制剂等。为了避免在打浆过程中出现上述褐变现象，现有技术大多是在浸泡所用水中加入柠檬酸或亚硫酸盐等化学护色剂，但其成本较高，最适添加量难以确定。鉴于此，本实施例中优选在浸泡所用溶液中加入抗坏血酸。抗坏血酸作为酶抑制剂，无异味，并具有较高的营养价值，于浸泡过程中加入不仅可降低浸泡液的pH，还能起到一定的还原作用，将醌还原成酚以阻止醌的聚合，从而避免浆液褐变。为使加入的抗坏血酸能完全抑制褐变现象，本实施例中例如可按抗坏血酸与低温酶的重量比为1:1-5将其加入浸泡液中。承上所述，本实施例通过将酸性蛋白酶、低温纤维素酶、低温果胶酶和低温淀粉酶共同作为低温酶用于藕汁的浸泡和破碎，提高了该两个步骤的酶解效果，加强了破碎打浆过程中莲藕各组成成分的溶出率，减少了残渣量，并提高了浆液中可溶性固形物含量，增加其口感。此外，通过蛋白酶、纤维素酶、果胶酶的复合降解作用，增加了浆液中活性肽等有益成分的含量。再者，蛋白酶通过酶解作用破坏了多酚氧化酶，加之在破碎过程中又加入抗坏血酸，在其共同作用下，能较好地避免莲藕发生褐变现象，并无需添加其它护色剂。打浆后，用非低温酶酶解浆液得到酶解液。为提高浆液的酶解效果，本实施例中例如可将上述浆液投入至不锈钢反应釜中，并在温度为60-75℃的条件下进行酶解。在此温度范围内，可加快酶解速率，提高酶解效果。较佳地，酶解反应时间可控制在20-40min，避免酶解时间过短造成酶解不充分，酶解时间过长浪费加工资源的情况。值得说明的是，根据具体酶解情况，上述酶解温度和酶解时间可以进行适当调整。此外，上述非低温酶可按浆液重量的0.01-0.05％进行投料，此投料量能使浆液得以充分酶解。作为可选地，非低温酶例如可以包括重量比为5-10:2-4:1-3的中温淀粉酶、耐热纤维素酶和耐热木聚糖酶。其中，中温淀粉酶为α-淀粉酶中的一种，由淀粉液化杆菌或枯草芽孢杆菌经深层发酵制成，又称1,4-α-D型葡萄糖水解酶，最适温度为70-80℃。其可以水解直链淀粉和支链淀粉中的1,4-α-糖苷键，使其水解成长短不一的糊精及少量的低分子糖类、葡萄糖和麦芽糖，降低淀粉的粘度。将其作为非低温酶的组成成分之一，可进一步酶解莲藕在低温条件下未降解的淀粉，提高酶解液中葡萄糖含量。因低温酶中的纤维素酶在60-75℃的条件下酶活较低，酶解效果较差，故在非低温酶中采用最适温度为65-80℃的耐热纤维素酶对低温条件下未降解的纤维素进行二次降解，使莲藕细胞中的纤维素充分溶解于酶解液中。木聚糖是植物半纤维素的主要组成成分，多为异聚多糖，结构变化范围大，例如可从β-1,4-糖苷键相连的多聚木糖线性分子到高度分支的异质多糖。由于木聚糖结构的复杂性，其所需的木聚糖酶需要耐一定的高温。而耐热木聚糖酶在高温条件下，如60-75℃不失活，且酶活还较强。将其作为非低温酶的组成成分之一，不仅可以进一步酶解莲藕在低温条件下未降解的半纤维素，另外，其酶解反应较温和，可以有效避免加工过程中莲藕营养成分的损失。因此，将中温淀粉酶、耐热纤维素酶和耐热木聚糖酶作为非低温酶对浆液进行酶解，可进一步提高藕汁营养物质的溶出率，增加低聚糖等物质的含量。此外，本实施例通过用低温酶和非低温酶对藕汁进行分阶段酶解，降低了藕汁加工过程中加热酶解阶段的受热时间，从而较大限度减少了莲藕中营养物质的破坏。为使浆液均一，避免固体颗粒积聚，本实施例还可对酶解前的浆液进行均质处理。较佳地，可将浆液于高剪切均质机中进行均质剪切，均质机的输出转速例如可以为3000-5000rpm，均质时间例如可以为15-30min。然后，将酶解液进行过滤，收集滤液得到藕汁。具体的，可对酶解液进行第一次过滤，例如将酶解液进行离心，收集离心后的第一上清液。由于经离心后的第一上清液依然存在部分不溶性颗粒，为提高藕汁的口感，减少藕汁中不溶性固形物含量，还可对第一上清液进行第二次过滤。例如将第一上清液进行膜过滤，并收集第二上清液，即得澄清的藕汁。为使上述藕汁更加贴近消费者的喜好，本实施例中还可将过滤所得的藕汁进行调香、调味等操作，然后灭菌，以达到食品卫生要求。值得说明的是，本发明实施例中复合酶所含物质并不仅限于上述所提到的物质，生产者还可根据藕汁加工中的具体情况加入其它酶类，且各物质的添加量以及加工过程所涉及到的工艺条件也可作适当调整。以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1将清洗后的新鲜莲藕进行切块，然后将其浸泡于含有重量比为0.01:0.01:100的低温酶、抗坏血酸和水的溶液中。且低温酶含有重量比为5:2:1:5的酸性蛋白酶、低温纤维素酶、低温果胶酶和低温淀粉酶。浸泡2h后得到浸泡混合物。然后将浸泡混合物投入打浆机中进行打浆处理，得到浆液。接着，用与浆液重量比为0.01:100的非低温酶于60℃的条件下酶解浆液40min，得到酶解液。其中，非低温酶含有重量比为5:2:1的中温淀粉酶、耐热纤维素酶和耐热木聚糖酶。将所得酶解液进行离心，收集离心后的第一上清液，得到滤液，也即藕汁。实施例2将清洗后的新鲜莲藕进行切块，然后将其浸泡于含有重量比为0.05:0.01:100的低温酶、抗坏血酸和水的溶液中。且低温酶含有重量比为10:4:5:10的酸性蛋白酶、低温纤维素酶、低温果胶酶和低温淀粉酶。浸泡5h后得到浸泡混合物。然后将浸泡混合物投入打浆机中进行打浆处理，得到浆液。将浆液于输出转速为3000rpm的高剪切均质机中剪切30min。接着，用与浆液重量比为0.05:100的非低温酶于75℃的条件下酶解均质后的浆液20min，得到酶解液。其中，非低温酶含有重量比为10:4:3的中温淀粉酶、耐热纤维素酶和耐热木聚糖酶。将所得酶解液进行离心，收集离心后的第一上清液。再将第一上清液进行膜过滤，收集膜过滤后的第二上清液，得到澄清藕汁。实施例3将清洗后的新鲜莲藕进行切块，然后将其浸泡于含有重量比为0.03:0.01:100的低温酶、抗坏血酸和水的溶液中。且低温酶含有重量比为7.5:3:3:7.5的酸性蛋白酶、低温纤维素酶、低温果胶酶和低温淀粉酶。浸泡3.5h后得到浸泡混合物。然后将浸泡混合物投入打浆机中进行打浆处理，得到浆液。将浆液于输出转速为5000rpm的高剪切均质机中剪切15min。接着，用与浆液重量比为0.03:100的非低温酶于62.5℃的条件下酶解均质后的浆液30min，得到酶解液。其中，非低温酶含有重量比为7.5:3:2的中温淀粉酶、耐热纤维素酶和耐热木聚糖酶。将所得酶解液进行离心，收集离心后的第一上清液。再将第一上清液进行膜过滤，收集膜过滤后的第二上清液，得到澄清藕汁。然后在对澄清藕汁进行调香和调味后进行灭菌处理。实施例4将清洗后的新鲜莲藕进行切块，然后将其浸泡于含有重量比为0.03:0.01:100的低温酶、抗坏血酸和水的溶液中。且低温酶含有重量比为7.5:3:3:7.5的酸性蛋白酶、低温纤维素酶、低温果胶酶和低温淀粉酶。浸泡3.5h后得到浸泡混合物。然后将浸泡混合物投入打浆机中进行打浆处理，得到浆液。将浆液于输出转速为4000rpm的高剪切均质机中剪切22.5min。接着，用与浆液重量比为0.03:100的非低温酶于62.5℃的条件下酶解均质后的浆液30min，得到酶解液。其中，非低温酶含有重量比为7.5:3:2的中温淀粉酶、耐热纤维素酶和耐热木聚糖酶。将所得酶解液进行离心，收集离心后的第一上清液。再将第一上清液进行膜过滤，收集膜过滤后的第二上清液，得到澄清藕汁。然后在对澄清藕汁进行调香和调味后进行灭菌处理。实施例5将清洗后的新鲜莲藕进行切块，然后将其浸泡于含有重量比为0.01:0.002:100的低温酶、抗坏血酸和水的溶液中。且低温酶含有重量比为5:2:4:5的酸性蛋白酶、低温纤维素酶、低温果胶酶和低温淀粉酶。浸泡4h后得到浸泡混合物。然后将浸泡混合物投入打浆机中进行打浆处理，得到浆液。将浆液于输出转速为3000rpm的高剪切均质机中剪切15min。接着，用与浆液重量比为0.01:100的非低温酶于60℃的条件下酶解均质后的浆液20min，得到酶解液。其中，非低温酶含有重量比为5:2:1的中温淀粉酶、耐热纤维素酶和耐热木聚糖酶。将所得酶解液进行离心，收集离心后的第一上清液。再将第一上清液进行膜过滤，收集膜过滤后的第二上清液，得到澄清藕汁。然后在对澄清藕汁进行调香和调味后进行灭菌处理。实施例6将清洗后的新鲜莲藕进行切块，然后将其浸泡于含有重量比为0.01:0.01:100的低温酶、抗坏血酸和水的溶液中。且低温酶含有重量比为5:2:1:5的酸性蛋白酶、低温纤维素酶、低温果胶酶和低温淀粉酶。浸泡4h后得到浸泡混合物。然后将浸泡混合物投入打浆机中进行打浆处理，得到浆液。将浆液于输出转速为4000rpm的高剪切均质机中剪切20min。接着，用与浆液重量比为0.05:100的非低温酶于70℃的条件下酶解均质后的浆液40min，得到酶解液。其中，非低温酶含有重量比为10:4:3的中温淀粉酶、耐热纤维素酶和耐热木聚糖酶。将所得酶解液进行离心，收集离心后的第一上清液。再将第一上清液进行膜过滤，收集膜过滤后的第二上清液，得到澄清藕汁。然后在对澄清藕汁进行调香和调味后进行灭菌处理。试验例1重复实施上述实施例1-6，得到足够多的藕汁。分别以实施例1-6加工而得的藕汁作为试验组1-6，以通过加入化学护色剂加工而得的藕汁作为对照组1，以不添加任何护色剂或本实施例中的复合酶加工而得的藕汁作为空白对照组2。在其余加工工艺条件均相同的情况下，对比各组别中藕汁是否发生褐变、藕汁中可溶性固形物含量以及加工后的残渣率。其结果如表1所示。表1藕汁褐变现象、可溶性固形物含量及残渣量对照表褐变现象可溶性固形物含量(％)残渣率(％)试验组1无6.1％5.6％试验组2无6.6％5.1％试验组3无6.5％4.8％试验组4无6.9％4.7％试验组5无7.2％4.8％试验组6无7.8％4.2％对照组1无4.8％9.6％空白对照组2有3.5％10.3％由表1可以看出，试验组1-6和对照组1的藕汁均较空白对照组2的藕汁无褐变现象产生，其原因在于，试验组1-6中藕汁的加工过程中加入了本发明实施例中的藕汁加工用复合酶及抗坏血酸，其中复合酶中酸性蛋白酶的酶解作用破坏了莲藕中的多酚氧化酶，而抗坏血酸具有一定的还原作用，可将醌还原成酚以阻止醌的聚合，在上述两种物质的共同作用下，充分避免了藕汁褐变现象发生。而对照组1中藕汁的加工过程中加入了化学护色剂，同样具有防止褐变现象发生的作用。此外，试验组1-6的藕汁中可溶性固形物含量均较对照组1和空白对照组2的藕汁中可溶性固形物含量更高，且残渣率较对照组1和空白对照组2的更低。其原因在于试验组1-6的藕汁在加工过程中通过加入包括低温酶和非低温酶的藕汁加工用复合酶，在不同温度条件下分阶段对莲藕进行酶解，且复合酶所含酶的种类丰富，除淀粉酶，还包括了纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶等多种酶，使莲藕中的糖类、纤维素等经专一性酶的作用分别溶于酶解液中，从而提高了莲藕所含物质的酶解效果，并提高了藕汁中可溶性固形物含量，减少了残渣量。对比实施例1-6可看出，实施例2-6较实施例1所得的藕汁中可溶性固形物含量更高且残渣率更低，其原因在于实施例2-6的藕汁加工过程中对酶解前的浆液进行了均质处理，使浆液均匀分散，有利于后续的酶解反应，从而降低了残渣率。而实施例2-6中，实施例6所得的藕汁中可溶性固形物含量最高且残渣率最低，其原因在于该实施例中各低温酶和非低温酶的配比最适，藕汁加工过程所涉及的各加工参数也为最佳。综上所述，本发明实施例的复合酶通过将酸性蛋白酶、低温纤维素酶、低温果胶酶和低温淀粉酶共同作为低温酶，将中温淀粉酶、耐热纤维素酶和耐热木聚糖酶共同作为非低温酶，丰富了复合酶中酶的种类。通过低温酶和非低温酶在不同温度条件下对莲藕进行分阶段酶解，较大限度减少了营养物质的破坏，大大提高了莲藕的利用率，减少了残渣量。通过对酶解前的浆液进行均质处理，使浆液更加均匀，避免了颗粒物质的聚集，使浆液酶解充分。对酶解液进行两次过滤，降低了藕汁成品中不溶性颗粒或固形物的含量，改善了藕汁口感。因此，本发明实施例藕汁的加工方法简单、经济效益好。以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。当前第1页1 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