一種澄清型海棠果汁的生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種澄清型海棠果汁的生產方法，傳統榨汁工藝生產的海棠果汁出汁率低，性質極不穩定，容易引起果汁褐變、渾濁、沉淀，產品保質期短，儲存困難。為了提高海棠果的出汁率和提高海棠果汁的穩定性，本發明研究了淀粉酶、纖維素酶、果膠酶組合的三元復合酶按一定比例混合加入后對海棠果出汁率的影響。通過單因素試驗和正交試驗，研究了加酶量、酶解溫度和酶解時間對海棠果汁酶解的影響，最終確定最佳酶解工藝條件，即酶用量為0.03％，酶解溫度為45℃，酶解時間為120min，提取率達到了93％。本法的優點是：清汁產率較高，達到80％；清汁的透光率≥85％，清澈透明。
【專利說明】一種澄清型海棠果汁的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于一種使用淀粉酶、纖維素酶和果膠酶提高海棠果的出汁率，并使用膜過濾技術生產澄清型海棠果汁的方法。
【背景技術】
[0002]海棠原產我國，現主要分布在華北、東北南部、內蒙古及西北地區。海棠適應性強，喜光、抗旱，也能耐濕、耐堿，對土壤要求不嚴格。海棠果有生津止渴、健脾止瀉的功效。海棠果中含有大量的天然有機酸、維生素、黃酮、植物蛋白、β_胡蘿卜素等人體必需的營養物質。我國對海棠果的加工利用主要采用自然晾干、發酵等原始加工方法，在生產過程中受到大量微生物、塵埃等的污染，是產品的營養性降低，產品質量低下，因而影響產品在國內外市場的推廣，也影響農民收入和當地經濟效益的提高。近年來，我國逐漸加強了對海棠果的開發利用，海棠果汁是其中最常見的產品之一。但是，利用傳統的榨汁工藝生產的海棠果汁不僅出汁率低，而且性質極不穩定，容易引起果汁褐變、渾濁、沉淀，產品保質期短，儲存困難。采用生物工程酶技術、液體超微化技術及膜過濾等高新技術手段，是徹底解決這一難題的有效方法。
[0003]采用生物工程酶技術來生產澄清型海棠果汁還有其特殊性，海棠果的細胞壁和細胞膜由果膠、纖維素、淀粉和蛋白質等物質構成，其中淀粉含量隨果實成熟程度增長而增力口，使破碎后的果泥十分粘稠，壓榨取汁困難；特別當加工過程受熱后淀粉糊化使粘度大增，使后期工序中通過膜過濾技術生產澄清型海棠果汁變得更為困難。現有生產澄清型果汁中，生物工程酶技術常同時采用果膠酶與纖維素酶組成的二元混合酶。但是，海棠果中的淀粉、果膠物質與纖維素同存，在海棠果果汁加工中，實踐發現為提高出汁率與生產率，必須補充淀粉酶和纖維素酶以協同、促進果膠酶作用，即在使用生物工程酶技術來生產澄清型海棠果汁中，改用三元復合酶可達到好的效果。
[0004]總之，借助生物工程酶技術生產澄清型海棠果汁，若采用傳統的果膠酶-纖維素酶的二元混合酶技術則存在生產效率低、產品質量差等缺點，本發明“一種澄清型海棠果汁的生產方法”改用果膠酶-纖維素酶-淀粉酶的三元復合酶等技術能克服上述技術缺點。
【發明內容】
[0005]本發明解決上述技術問題采用技術方案要點是:在生產澄清型海棠果汁過程中，加入纖維素酶用來改變海棠果細胞壁的通透性，提高海棠果細胞內含物的提取率，可促進汁液的提取和澄清，提高海棠汁質量；加入淀粉酶可有效的分解海棠果果汁中的淀粉和聚糖，使之分解為小分子單糖；加入果膠酶能催化果膠解聚，用果膠酶處理的果漿可以有效降低粘度，改善壓榨性能，提高出汁率。
淀粉、聚糖與果膠同時存在于果實細胞內，纖維素酶改變果實細胞壁的通透性，使淀粉酶與果膠酶順利透過細胞壁；它倆由表及里、交互作用于果實細胞內的淀粉、聚糖與果膠，這才使出汁率得以提高、果汁粘度變稀，即三者存在協同效應。但是，淀粉酶、纖維素酶和果膠酶必須按特定比例混合加入，才能體現三種酶之間的協同效應，才能提高海棠果汁的出汁率和質量，三種酶之間的特定比例由實踐確定。
[0006]本發明的技術方案是先將成熟的海棠果經:選果水洗、打漿、酶解、板框機壓濾機過濾、微孔濾膜過濾，即可得到基本澄清的海棠果汁(其具體生產過程參見“實施例一”的相關文字)。經此工藝生產的海棠果汁出汁率可達到93%，與未加淀粉酶、纖維素酶與果膠酶處理的生產方法72%比較提高了 21%;板框壓濾機過濾后的基本澄清果汁再通過膜過濾技術祛除果汁中大顆粒不溶物、多酚類物質、果膠等引起褐變、渾濁和沉淀的物質，膜面流速、過濾壓差和過濾溫度分別為2.5m/s、0.15MPa和45°C，最終生產出合格的澄清型海棠果汁，清汁的透光率> 85%，清澈透明。
[0007]為了提高海棠果的出汁率，本發明研究淀粉酶、纖維素酶和果膠酶按特定比例混合加入后對海棠果出汁率的影響，利用單因素試驗和正交試驗，研究加酶量、酶解溫度和酶解時間對海棠果汁酶解的影響，最終確定最佳酶解工藝參數-工藝條件。
[0008]本發明的酶解工藝參數為:淀粉酶:纖維素酶:果膠酶的質量比例為1:1:4或 1: 1:3 或 1: 1:2 或 1:1:1 或 1:2:1 或 1:3:1 或 1:4: 1，最佳酶比例為1:1: 3。酶用量的質量百分率為0.01%-0.08%，最佳質量百分率為0.03%。酶解溫度為25°C _65°C，最佳酶解溫度為45°C。酶解時間為30min_150min，最佳酶解時間為120min。具體實測數據參見后附“附錄”。
[0009]至此，本發明“一種澄清型海棠果汁的生產方法”的要點是:成熟的海棠果果實經過選果水洗、打漿、酶解、板框壓濾機過濾、微孔濾膜過濾，可得到澄清型海棠果汁；其中酶解工藝參數中的生物酶的種類是由淀粉酶、纖維素酶、果膠酶三種酶組合的三元復合酶，三者之間的質量比例是淀粉酶:纖維素酶:果膠酶=1:1:4或1:1:3或1:1:2或1:1:1或1:2:1或1:3:1或1:4: 1，最佳酶比例為1:1: 3;酶解工藝參數中酶用量的質量百分率為0.01% -0.08%，最佳質量百分率為0.03% ;酶解工藝參數中的酶解溫度為25V _65°C，最佳酶解溫度為45°C ;酶解工藝參數中的酶解時間為30min-150min,最佳酶解時間為120min。
[0010]本發明優點:
1、本發明先通過單因素試驗確定每個因素的最佳工藝條件，再通過正交試驗對生產工藝進行優化，確定產品的最佳生產工藝條件。
2、方法簡單、可行，操作容易，設備投資較低；使用普通的設備就可實現生產。
3、海棠清汁得率較高，生產成本低，三元復合酶價格低廉易得。
4、海棠清汁品質優、穩定、易儲存，廣泛用于飲料、食品和發酵領域。
【具體實施方式】
[0011]實施例一.通過使用淀粉酶、纖維素酶和果膠酶提高海棠果的出汁率的生產工藝為:淀粉酶:纖維素酶:果膠酶的質量比例為1:1: 3;酶的總用量的質量百分比例為0.05%;酶解溫度為35°C ;酶解時間為120min。按以下生產步驟進行生產:
1、選果與水洗:挑選完全成熟、果實豐滿的優質海棠果用流動水清洗，將海棠果上附著的泥土、微生物和殘留的農藥洗凈； 2、打漿:將清洗好的海棠果切成小塊用搗碎機搗碎，混合均勻；
3、酶解:在搗碎的海棠果漿中按比例計量加入纖維素酶、果膠酶和淀粉酶，維持設定的酶解條件(酶解溫度為35°C、酶解時間為120min)進行酶解；
4、板框壓濾機過濾:酶解后的果汁通過板框壓濾機進行過濾，濾除掉果渣；
5、微孔濾膜過濾:板框過濾后的果汁再通過微孔濾膜過濾，微孔濾膜可以過濾
0.1-1Oum的固體顆粒，生產出澄清透明的海棠果汁。
(附:下述各實施例的相似“步驟”，為節省篇幅不再重復；即其他各例僅列出配方)
[0012]實施例二.通過使用淀粉酶、纖維素酶和果膠酶提高海棠果的出汁率的生產工藝為:淀粉酶:纖維素酶:果膠酶質量比例為1:1:3 ;酶用量的質量百分比例0.05% ;酶解溫度為45°C ；酶解時間為90min。按上述生產步驟進行生產。
[0013]實施例三.通過使用淀粉酶、纖維素酶和果膠酶提高海棠果的出汁率的生產工藝為:淀粉酶纖維素酶:果膠酶質量比例為1:1: 3 ;酶用量的質量百分比例0.05%;酶解溫度為55°C;酶解時間為60min。按上述生產步驟進行生產。
[0014]實施例四.通過使用淀粉酶、纖維素酶和果膠酶提高海棠果的出汁率的生產工藝為:纖維素酶:果膠酶質量比例為1:1: 3 ;酶用量的質量百分比例0.04%;酶解溫度為35°C;酶解時間為90min。按上述生產步驟進行生產。
[0015]實施例五.通過使用淀粉酶、纖維素酶和果膠酶提高海棠果的出汁率的生產工藝為:淀粉酶:纖維素酶:果膠酶質量比例為1:1:3 ;酶用量的質量百分比例0.04% ;酶解溫度為45°C ；酶解時間為60min。按上述生產步驟進行生產。
[0016]實施例六.通過使用淀粉酶、纖維素酶和果膠酶提高海棠果的出汁率的生產工藝為:淀粉酶:纖維素酶:果膠酶比例為1:1: 3 ;酶用量的質量百分比例0.04%;酶解溫度為55°C;酶解時間為120min。按上述生產步驟進行生產。
[0017]附錄
1、酶比例對海棠果汁提取率的影響
在酶解溫度45°C，酶用量0.03%,自然pH值，時間60min的條件下，分別選取酶比例(淀粉酶:纖維素酶:果膠酶)I: I: 4 ；1: I: 3 ；1: I: 2 ；1: I: I ；1: 2: I ；
I: 3: I ；1: 4: 1，進行單因素試驗，最佳酶比例為1:1: 3(淀粉酶:纖維素酶:果膠酶)。
2、酶用量對海棠果汁提取率的影響
在酶比例為1:1: 3，酶解溫度45°C，自然pH值，時間60min的條件下，選取酶用量分別為 0,0.01%,0.02%,0.03%,0.04%,0.05%,0.06%,0.07%,0.08%，進行單因素試
驗，當酶用量為0.03%時，海棠果汁提取率可達93%以上，其后隨著酶用量的增大，海棠果汁的提取率沒有太大的變化，結合生產成本分析，最佳酶用量為0.03%。
3、酶解溫度對海棠果汁提取率的影響在酶用量0.03%，酶比例I: I: 3，時間60min，自然pH值條件下，選擇25°C，35°C，45°C，55°C，65°C進行單因素試驗，果汁提取率隨著溫度的上升先增大后減小，在45°C時海棠果汁提取率最大。
4、酶解時間對海棠果汁提取率的影響
在酶解溫度45°C，酶用量0.03%，酶比例1:1: 3，自然pH值條件下，分別選取30，60，90，120，150min為酶解時間做單因素試驗，隨著酶解時間的延長，海棠果汁提取率逐漸增大，在150min時達到最大。但考慮到酶解時間太長會導致果汁褐變,所以選120min為海棠果汁最佳酶解時間。
5、正交試驗
為使試驗結果更加準確，根據單因素試驗結果，以酶用量、酶解溫度和酶解時間3因素進行L9(34)正交試驗，正交試驗因素與水平見表1，正交試驗結果見表2。
表I正交試驗因素與水平
【權利要求】
1.一種澄清型海棠果汁的生產方法，其特征在于，成熟的海棠果果實經過選果水洗、打漿、酶解、板框壓濾機過濾、微孔濾膜過濾，可得到澄清型海棠果汁；其中酶解工藝參數中的生物酶的種類是由淀粉酶、纖維素酶、果膠酶三種酶組合的三元復合酶，三者之間的質量比例是淀粉酶:纖維素酶:果膠酶=1:1:4或1:1:3或1:1:2或1:1:1或1:2:1或1:3:1或1:4: 1，最佳比例為1:1: 3 ;酶解工藝參數中酶用量的質量百分率為0.01% -0.08%，最佳質量百分率為0.03% ;酶解工藝參數中的酶解溫度為250C _65°C，最佳酶解溫度為45°C ;酶解工藝參數中的酶解時間為30min_150min，最佳酶解時間為120min。
【文檔編號】A23L2/02GK103431494SQ201310229247
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年6月7日 優先權日:2013年6月7日
【發明者】邢國良, 王捷, 王尚義, 姚玉軍, 張久紅, 馬素清 申請人:內蒙古宇航人高技術產業有限責任公司