第九章 酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、第九章 酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用第9章 酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用（3學時）主要內(nèi)容：9.1 提取果蔬汁9.2 酶在果蔬加工上的新用途9.3 控制酶的基因表達進行果蔬保鮮9.1 提取果蔬汁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

2、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，兩種酶適當配比使用，則更有效提高產(chǎn)率。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。復合酶系的作用n 而且

3、應(yīng)用復合酶系作用效果更加明顯，如采用果膠酶和纖維素酶的復合酶系制取南瓜汁，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

4、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、色澤和風味。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 1第九章 酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用酸酶、外切聚半乳糖醛酸酶、內(nèi)切

5、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。 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。 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，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。 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

6、是混濁的，影響產(chǎn)品感觀，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。固定化多酶系統(tǒng)（果膠酶、淀粉酶） 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。 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，

7、如葡萄、桃、草莓、芹菜等都含有花青素。花青素是一類水溶性植物色素。其顏色隨pH值的不同而改變，在光照和稍高的溫度下，很快變?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 酶在果蔬加工上的新用途 果蔬汁在加工過程中，鮮味物質(zhì)損失，但風味前體物質(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，

8、-L-呋喃阿拉伯糖苷酶可釋放水果中的沉香醇和香葉醇，使果汁增香。脫 苦 酶制劑在柑桔果汁中可除去由柚皮苷和檸檬苦素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。 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)榭扇苄浴Ｓ煽莶輻U菌、黑曲霉、酵母、擔子菌所生產(chǎn)的原果膠酶已被開發(fā)用于桔皮、蘋果、葡萄皮、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 2第九章 酶在果蔬類食品生產(chǎn)中的應(yīng)用除含糖量稍高外

9、，無甚區(qū)別。 （1）軟化桔子，剝除桔皮 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。 （2）桃肉的硬化處理： 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。 （3）脫苦處理 此法也用于桔皮之柚苷酶脫苦處理，脫苦率達81%。澄清果汁經(jīng)超濾過濾，濃縮后仍發(fā)生白色混濁，其原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。 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

10、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)而風靡國際市場。此外，以蔬菜汁為主要原料，經(jīng)適當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。9.3 控制酶的基因表達進行果蔬保鮮控制果實成熟的酶 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)和ACC氧化酶。在果實成熟中這兩種酶的活力明顯增加，導致乙烯產(chǎn)生急劇上升，促進果實成熟。 基因技術(shù)控制酶的表達 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

11、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的反義RNA轉(zhuǎn)基因番茄?；驑屧?超音速微型液體基因槍 基因槍原理導入ACC合成酶反義基因的番茄 Hamilton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，只有用外源乙烯處理6天后