第八章酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 8.1 提取果蔬汁提取果蔬汁 8.2 酶在果蔬加工上的新用途酶在果蔬加工上的新用途 8.3 控制酶的基因表達進行果蔬保鮮控制酶的基因表達進行果蔬保鮮 n在果蔬類食品的生產(chǎn)過程中，為了提高產(chǎn)量和 產(chǎn)品質(zhì)量，常常使用各種酶。 n水果蔬菜加工用酶中最常用的有果膠酶、纖維 素酶、半纖維素酶、淀粉酶、阿拉伯糖酶等。 將酶制劑應(yīng)用于果蔬加工，主要有以下幾方面 的作用。 n果蔬本身所含有的果膠、纖維素、淀粉和蛋白 質(zhì)等是引起果蔬汁渾濁、褐變等不良因素的主 要原因，以傳統(tǒng)的壓榨和過濾等生產(chǎn)工藝難以 使果蔬汁達到較高品質(zhì)，并且營養(yǎng)成分大量損 失。而酶技術(shù)的應(yīng)用，不僅克服了傳統(tǒng)加工工 藝的

2、缺點，且大幅度增加了果蔬汁的品質(zhì)。在 提高果蔬出汁率方面應(yīng)用最廣泛的酶是果膠酶， 其次是纖維素酶。 n果膠酶：漿榨汁前添加一定量果膠酶可以有效 地分解果肉組織中的果膠物質(zhì)，使果汁粘度降 低，容易榨汁、過濾，從而提高出汁率。 n纖維素酶：可以使果蔬中大分子纖維素降解成 分子量較小的纖維二糖和葡萄糖分子，破壞植 物細胞壁，使細胞內(nèi)容物充分釋放，提高出汁 率，并提高可溶性固形物含量。 果汁膳食纖維 n目前已成功地利用纖維素酶將柑桔皮渣酶解制 取果肉飲料，其中粗纖維有50%轉(zhuǎn)化為可溶性 糖，另50%被水解為短鏈低聚糖，構(gòu)成含果肉 飲料的膳食纖維，具有一定的保健醫(yī)療價值。 在生產(chǎn)中，兩種酶適當(dāng)配比使用，

3、則更有效提 高產(chǎn)率。 提高過濾速度和果汁澄清度提高過濾速度和果汁澄清度 n果膠酶是水果加工中最重要的酶，應(yīng)用果膠酶 處理破碎果實，可加速果汁過濾，促進澄清等， 如將果膠酶應(yīng)用于蘋果酒生產(chǎn)中的榨汁工藝， 可提高出汁率20%，澄清度可達90%以上。 復(fù)合酶系的作用復(fù)合酶系的作用 n而且應(yīng)用復(fù)合酶系作用效果更加明顯，如采用 果膠酶和纖維素酶的復(fù)合酶系制取南瓜汁，可 以大大提高南瓜的出汁率和南瓜汁的穩(wěn)定性。 并通過掃描電子顯微鏡觀察南瓜果肉細胞的超 微結(jié)構(gòu)，顯示出單一果膠酶制劑或纖維素酶制 劑對南瓜果肉細胞壁的破壞作用遠不如復(fù)合酶 系。 n使用果膠水解酶來分裂細胞，分解果膠組織， 另外果膠水解酶還有使

4、水果組織變軟的作用， 此法處理可以大幅度地提高壓榨和過濾的效率， 既可以節(jié)約能源，又可以提高出汁率。 色澤和風(fēng)味的保護 n據(jù)報道，將熱燙的李子通過打漿機后直接壓榨， 果汁產(chǎn)量很低，但在49靜置6-12h后加入果膠 水解酶后，產(chǎn)汁率可達86%，同時由于酶處理 生產(chǎn)出的果汁受力和熱的作用小于未處理樣， 對色澤和風(fēng)味均有很好的保護作用。實踐證明， 果膠酶的利用可以大大提高檸檬、桔子、李子、 葡萄和草莓等果汁的產(chǎn)量，同時可提高產(chǎn)品的 貯藏穩(wěn)定性、色澤和風(fēng)味。 蔬菜汁加工中的應(yīng)用蔬菜汁加工中的應(yīng)用 n近年來，采用果膠酶和其他的酶（如纖維素酶 等）處理蔬菜，大大提高了蔬菜的出汁率，簡 化了工藝步驟，并且可

5、制得透明澄清的蔬菜汁， 再經(jīng)過種種調(diào)配就可以制成品種繁多的飲料食 品，如胡蘿卜汁，南瓜汁，番茄汁，洋蔥汁飲 料等。經(jīng)酶處理的果汁比較穩(wěn)定，可防止混濁。 n果膠酶已廣泛用于蘋果汁、葡萄汁、柑橘汁等的生 產(chǎn)。 n用于果汁處理的果膠酶一般均是混合果膠酶，其中 含有果膠酯酶、內(nèi)切聚半乳糖醛酸酶、外切聚半乳 糖醛酸酶、內(nèi)切聚半乳糖醛酸裂解酶、外切聚半乳 糖醛酸裂解酶、內(nèi)切聚甲基半乳糖醛酸裂解酶、外 切聚甲基半乳糖醛酸裂解酶。 n在應(yīng)用果膠酶處理蘋果汁時，要特別注意pH值、溫 度、作用時間、酶量等對果汁澄清速度的影響。 n果汁生產(chǎn)中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)是澄清，一般加工 工藝生產(chǎn)的原果汁是混濁的，影響產(chǎn)品感觀，

6、制約著其利用。而造成果汁的混濁主要原因是 其中的果膠成份，果膠由于自身的理化特性， 對懸浮物形成穩(wěn)定的膠體保護體系，一般的過 濾和分離很難達到理想的效果，利用果膠水解 酶就可以很容易地破壞這一體系，果膠酶與果 膠作用生成低甲氧基果膠，然后用Ca2+沉淀過 濾后就可以得到澄清的果汁。 n研究表明，用果膠酯酶和聚半乳糖醛酸酶處理 蘋果汁有很好的效果，但大部分商品酶對檸檬 汁、酸橙汁等pH值低的果汁的澄清作用不理想， 原因主要是過低的pH值抑制了酶的活性，研究 發(fā)現(xiàn)利用酶作用的產(chǎn)物即聚半乳糖醛酸可以起 到澄清作用。 固定化多酶系統(tǒng)（果膠酶、淀粉酶） n現(xiàn)在的研究趨向是使用固定化的多果膠酶系統(tǒng) 講行果

7、汁澄清，這些酶中包括降低果汁粘度、 降解果實組織的酶，甚至包括除去果汁中淀粉 的淀粉酶系統(tǒng)，因為一般果汁中都含有一些淀 粉，這些淀粉的存在會引起貯藏過程中果汁的 混濁，必須除去。 n果汁經(jīng)濃縮成為高濃度果汁后，在高濃度的糖 存在的條件下，可以凝結(jié)形成果凍。但糖含量 太多不僅影響風(fēng)味，而且不符合當(dāng)今人們對健 康食品的要求。若要生產(chǎn)低糖果凍，必須采用 酶法處理技術(shù)。用純化的果膠酯酶處理果汁， 使果膠的甲基化程度降低。 n在果蔬制品的脫色方面也用到酶制劑處理。許 多水果和蔬菜，如葡萄、桃、草莓、芹菜等都 含有花青素?；ㄇ嗨厥且活愃苄灾参锷?。 其顏色隨pH值的不同而改變，在光照和稍高的 溫度下，很

8、快變?yōu)楹稚?，與金屬離子反應(yīng)則呈 灰紫色。因此，含花青素的果蔬制品，如葡萄 汁、草莓醬、桃子罐頭、芹菜汁等，必須用花 青素酶處理，使花青素水解成為無色的葡萄糖 和配基，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。 9.2.4 去除酚類化物去除酚類化物 9.2.5 提取蔬菜汁提取蔬菜汁 n果蔬汁在加工過程中，鮮味物質(zhì)損失，但風(fēng)味前 體物質(zhì)仍然存在。研究表明，單萜類化合物是嗅 覺最為敏感的芳香物質(zhì)。果蔬中大多數(shù)單萜物質(zhì) 均與吡喃、呋喃糖以鍵合態(tài)形式存在，并且在果 蔬成熟后仍有大量這種鍵合態(tài)的萜類未被水解。 通過添加-葡萄糖苷酶可釋放果蔬汁中的萜烯醇， 增加香氣。有實驗證明，-L-呋喃阿拉伯糖苷酶 可釋放水果中的沉香醇和香葉醇，

9、使果汁增香。 O O H H H OH OH HOH H CH2OH R O OH H H H OH OH HOH H CH2OH + OH2 + ROH 脫脫 苦苦 n酶制劑在柑桔果汁中可除去由柚皮苷柚皮苷和檸檬苦素檸檬苦素 類似物類似物而引起的苦味。如添加柚皮苷酶可使柚皮 苷水解成野黑櫻素和鼠李糖，加入檸檬苷素脫氫 酶可把檸檬苦素氧化成檸檬苦素環(huán)內(nèi)酯，從而達 到脫苦降苦的目的。 n果實中的果膠在未成熟前是以不溶性的原果膠 形式存在的，在水果成熟過程中逐漸轉(zhuǎn)變成可 溶性果膠。原果膠也可在酸、熱作用下轉(zhuǎn)變?yōu)?可溶性。由枯草桿菌、黑曲霉、酵母、擔(dān)子菌 所生產(chǎn)的原果膠酶已被開發(fā)用于桔皮、蘋果、 葡

10、萄皮、胡蘿卜中果膠的提取。用酶法提取果 膠與酸熱法相比工藝簡單，無污染，成本低， 產(chǎn)品質(zhì)量除含糖量稍高外，無甚區(qū)別。 n（1）軟化桔子，剝除桔皮 n利用加壓或真空浸漬果蔬，使果膠酶滲入細 胞間隙或細胞壁中而起作用。此法已用于完 整桔子的軟化，桔皮容易剝除。 n（2）桃肉的硬化處理： n將果膠甲基酯酶與Ca2+滲入桃肉，可使罐頭 糖水桃子硬度提高4倍（因脫甲酯之果膠可 同Ca2+結(jié)合而增強硬度）。腌制蔬菜用此法 處理可防止軟化而保持脆性。 n（3）脫苦處理 n此法也用于桔皮之柚苷酶脫苦處理，脫苦率 達81%。 8.2.4 去除酚類化物去除酚類化物 澄清果汁經(jīng)超濾過濾，濃縮后仍發(fā)生白 色混濁，其原

11、因就在于果汁中含有酚類化合 物，可在過濾前用漆酶處理，使之氧化聚合 成不溶性高分子而過濾去除。 8.2.5 提取蔬菜汁提取蔬菜汁 n近年來果蔬加工業(yè)發(fā)展迅速，采用纖維素酶等 酶制劑開發(fā)出各種蔬菜制品，如蔬菜汁、千燥 蔬菜粉末、速溶食品等。由于各種蔬菜原汁是 直接從新鮮蔬菜提取的，含有豐富的天然營養(yǎng) 物質(zhì)，特別適合于嬰幼兒和病人食用，也適合 于食品的加工，如以蔬菜汁制造的蔬萊餅干， 以其獨特的口味和豐富的營養(yǎng)而風(fēng)靡國際市場。 此外，以蔬菜汁為主要原料，經(jīng)適當(dāng)加工即可 制成具有特殊功能的保健食品和飲料，有些蔬 菜汁還可用于藥品和化妝品的制造。 8.3 控制酶的基因表達進行果 蔬保鮮 控制果實成熟的

12、酶 n促進果實和器官衰老是乙烯最主要的生理功能。 在果實中乙烯生物合成的關(guān)鍵酶主要是乙烯在 直接前體1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸合成酶(ACC 合成酶合成酶)和ACC氧化酶氧化酶。在果實成熟中這兩種 酶的活力明顯增加，導(dǎo)致乙烯產(chǎn)生急劇上升， 促進果實成熟。 基因技術(shù)控制酶的表達 n在對這兩種酶基因克隆成功的基礎(chǔ)上，可以利 用反義基因技術(shù)抑制這兩種基因的表達，從而 達到延緩果實成熟，延長保質(zhì)期的目的。利用 反義RNA技術(shù)抑制酶活力已有許多成功的例子， 其中最成為成功的就是延緩成熟和軟化延緩成熟和軟化的反義 RNA轉(zhuǎn)基因番茄。 基因槍原理 超音速微型液體基因槍 SJ-500手提式基因槍 GJ-1000高壓氣體基因槍 基因槍原理 導(dǎo)入ACC合成酶反義基因的番茄 nHamilton等于1990年首次構(gòu)建了ACC氧化酶反 義RNA轉(zhuǎn)基因番茄，在純合轉(zhuǎn)基因番茄果實中， 乙烯的合成被抑制了97%，從而使果實的成熟 延遲，貯藏期延長。導(dǎo)入ACC合成酶反義基因 的番茄也得到了類似的結(jié)果。轉(zhuǎn)基因番茄的乙 烯合成也被抑制了99.5%，果實中不出現(xiàn)呼吸 躍變，葉綠素降解和番茄紅素合成也都被抑制。 果實不能自然成熟，不變紅，不變軟，只