CN103710327B - 用于橄榄精深加工的复合酶制剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于食品加工技术领域，提供了一种用于橄榄精深加工的复合酶制剂及其制备方法和应用。该复合酶制剂可包括下述按重量份计的组分混合而成:15~25份淀粉、15~20份果胶酶、10~15份复合纤维素酶、5~8份角质酶、3~6份pH缓冲剂。本发明利用复合生物酶制剂通过控制酶解技术与机械搅打相结合，可以在更短的时间内使橄榄鲜果获得彻底的脱皮。本发明复合酶制剂通过混合方法制得。本发明方法成本低，脱皮效果好，效率高，操作方法简单，产品无酶味，口感好。

Description

用于橄榄精深加工的复合酶制剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种用于农副产品精深加工、更具体地是橄榄脱皮的复合酶制剂制剂及其制备方法和应用。

背景技术

橄榄（Canarium album L.）是福建的传统特色水果，也是为我国珍贵的“药食两用”资源。橄榄外果皮为排列整齐的表皮细胞层，外覆盖透明光滑的角质，表皮细胞外壁厚（是由薄壁细胞经过细胞壁的栓化与角质化增厚而来）。橄榄加工过程中通常要脱除其外表皮层，以利于后续加工。

传统的橄榄脱皮方法，一般采用人工法、机械法和热碱去皮法。热碱去皮分为淋碱去皮和碱液浸泡去皮法。现在工业化生产主要采用机械法和淋碱去皮法。但由于机械搅打的不规则形与苛性钠的强烈腐蚀和降解作用，对果皮及果肉组织有破坏作用，往往造成橄榄果肉表面粗糙，凹凸不平，果肉组织解体，去皮过多，消耗大，明显降低原材料的利用率和成品率，影响产品产量。如果处理不当，还会引起果肉变色，影响产品质量。同时，机械法操作时间长、效率低，苛性钠的腐蚀性也会伤及手工操作者。此外，废水中的残碱以及重金属残留等严重污染环境。

CN200710070764.8公开了一种超声波辅助酶解脱除橘瓣囊衣的方法，其特征是将橘瓣置于超声波容器中，往容器中加入酶液，酶液中含有果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、戊聚糖酶等中的一种或者几种，酶液pH值采用所选酶制剂的最适pH值，酶液温度采用酶制剂的最适温度，酶液和橘瓣的质量比为1.2～2.0:1。然而，在该方法中，酶液中不含角质酶，酶液渗透性差，并且没有考虑到含多种酶的酶液的总体稳定性。此外，橘瓣囊衣与橄榄的脆硬外皮具有较大的结构、组成和性质差异，该酶液不能够应用于橄榄的脱皮。

CN201110297629. 3公开了一种果实角质层的分离方法，该方法采用含有纤维素酶和果胶酶二者的复合酶解液对果皮进行双步酶解分离出角质层，然后再加入酸性试剂处理角质层，使角质层表面粘附的表皮细胞脱落下来，从而使角质层分离得更彻底和完全，具体步骤包括取果皮、酶解分离角质层、清洗角质层、保存角质层。该方法要解决的技术问题是获得完整的角质层以用于研究需要，而非脱皮获得全果，并且明确限定了加工的对象为番茄、苹果、梨、葡萄、李子、芒果中的任一种。此外，该专利文献中的复合酶解液中不含角质酶，需要使用酸性试剂来处理角质层。在该专利文献中也未考虑到含多种酶的酶液的总体稳定性。

CN201210028168.4公开了一种固体低温前处理复合制剂，其包含碱性果胶酶10～70％，角质酶0～50％，木聚糖酶0～30％，纤维素酶0～30％，双氧水活化剂20～40％，磷酸盐60～80％，所述双氧水活化剂的组分为30～70％双氧水酰类活化剂和30～70％双氧水腈类活化剂，其要解决的技术问题是克服目前织物染整中精练酶存在的问题，以有效去除棉纤维中的棉蜡与棉籽壳。该专利文献属于织物染整技术领域，与食品加工领域有非常大的差异，此外复合制剂中含有食品加工领域中所不允许的双氧水酰类活化剂和双氧水腈类活化剂，因此本领域技术人员没有动机将该复合制剂用于橄榄的脱皮。

CN 200710034429.2公开了一种利用微生物降解柑橘囊衣的方法，其包括以下步骤：a.选育同时符合以下条件的单一真菌菌种或菌种组合：菌株生长速度快且能产生大量无性孢子或有性孢子；所分泌的胞外果胶降解酶、纤维素酶和半纤维素酶的活性高；对柑橘罐头没有质量安全危害的真菌菌种；b.通过发酵方式使得步骤a所挑选出的菌种产生孢子或菌丝体；c.将步骤b中所获得的孢子或菌丝体制备成微生物降解剂；d.将清洗干净的柑橘剥皮、分瓣并清除橘瓣上的脉络，在适宜的条件下加入到微生物降解剂溶液中，适当的搅拌脱除囊衣，得脱囊衣橘瓣。在该方法中，选育过程中所分泌的酶是胞外果胶降解酶（包含果胶水解酶、果胶裂解酶、果胶酯酶 和原果胶酶）、纤维素酶和半纤维素酶。然而，在该方法中，所述微生物降解剂是由孢子或菌丝体制备成，并且微生物降解剂中也不含角质酶，渗透性差，同时也没有考虑到含多种酶的微生物降解剂在脱皮过程中的总体稳定性。此外，橘瓣囊衣与橄榄的脆硬外皮具有较大的结构、组成和性质差异，该微生物降解剂不能够应用于橄榄的脱皮。

CN201110366449.6公开了一种全果去皮脱囊衣方法生产柑橘汁胞的技术，主要包括以下步骤：磨果或划皮；热烫或复合酶处理；全果去皮脱囊衣；全果分散去杂；调配混合；灭菌灭酶；无菌灌装，所述复合酶由果胶酶2份+纤维素酶1份组成。该方法用于橙、柑、柚的脱囊衣处理以获得柑橘汁胞。然而，在该方法中，复合酶中也不含角质酶，渗透性差，没有考虑到含多种酶的微生物降解剂在脱皮过程中的总体稳定性。此外，橙、柑、柚的囊衣与橄榄的脆硬外皮具有较大的结构、组成和性质差异，该微生物降解剂不能够应用于橄榄的脱皮。

美国专利US5,120,552A号公开了一种改善农产品外观和储存寿命的方法，其包括将经切削或剥皮的农产品的具有细胞壁碎片的内表面与酶溶液接触，所述酶溶液包含果胶酶或纤维素酶。在该专利文献中，要解决的技术问题是将经切削或剥皮的农产品表面上细胞壁碎片去除，而非脱皮处理。

日本专利JPS51110056A号公开了将水果或蔬菜浸泡在酶溶液中，其中使用的酶溶液由果胶酶、半纤维素酶或纤维素酶、非离子表面活性剂和水组成，使处理后的水果或蔬菜易于去皮，该方法可用于例如西红柿、桃子和葡萄的脱皮处理。在该专利文献中，酶溶液主要用于脱皮的辅助处理，其中不含角质酶。

在“大叶藤黄叶片角质层的酶分离技术”，王博轶等，生态学杂志，2004，23(3):141-143中，公开了以生长在西双版纳热带雨林中的大叶藤黄为材料，探讨了角质层的酶分离技术，其中使用的酶溶液由果胶酶与纤维素酶组成。然而，由于叶片与果实表皮在结构、化学组成上存在很大差异，对叶片的分离技术并不适合于果实角质层的分离。

在上述文献和其它现有技术中，均未将酶法应用于橄榄的脱皮。此外，在现有技术的酶法处理，均未考虑到复合酶制剂在果实脱皮处理过程中的稳定性，从而导致总体酶效力偏低。因此需要一种能够有效将橄榄进行脱皮的复合酶制剂和脱皮方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明人经过深入研究，充分结合橄榄果皮的结构组成，提供了可有效用于橄榄脱皮的一种新的复合酶制剂，此外通过对复合酶制剂的组成进行调节，使制得的复合酶制剂在橄榄脱皮中具有很高的稳定性。另外，通过将所述复合酶制剂与轻度破坏橄榄角质层和表皮层的机械处理方法相结合，达到非常好的脱皮效果。

橄榄属于橄榄科，橄榄属，与柑橘、苹果、西红柿等水果相比具有其自身诸多特点。橄榄果肉由外果皮和中果皮组成，果肉中含有大量果胶。而果胶是一种较复杂的多糖，以原果胶、果胶、果胶酸3种形态存在于果实组织中。橄榄果肉中原果胶多存于细胞壁间的中胶层中，不溶于水，有粘性，多与纤维素结合，故橄榄的果实脆硬。果胶是果实细胞壁中胶层的主要组成成分，对细胞间的黏连起着重要作用，果胶的降解会造成细胞黏度下降。植物细胞壁的主要成分是纤维素，通过纤维素酶处理，可使细胞壁发生不同程度的改变，如软化、膨胀和崩溃等，从而可改变细胞壁的通透性，提高果胶酶的酶解效率。

本发明人经过深入研究发现，橄榄的角质层是由可溶性的脂肪酸、烷烃、脂肪醇、酮类、酯类与不可溶性多聚酯组成。通过在复合酶制剂中加入角质酶，并结合纤维素酶和果胶酶处理，使其三者发挥协同作用，克服了现有技术中所通常认为的角质酶本身难以使橄榄角质层软化溶解的问题，通过所述协同作用，可以使可溶性酯、不溶性甘油三酯和各种聚酯水解，使角质层软化溶解，从而加速果胶酶与纤维素酶的渗透酶解作用，提脱皮效果与效率。

此外，通过在复合酶制剂中加入一定比例的淀粉，可极大地提高复合酶制剂在橄榄脱皮处理过程中的稳定性。

本发明人还发现，通过适度机械搅打预处理，在对果肉组织几乎没有破坏作用的同时，使得角质酶与果胶酶、纤维素酶结合发挥作用，既达到良好的脱皮效果，又极大地提高了脱皮时间，而且操作简便易行，对设备要求不高，并且成本低，脱皮效率高、效果好，产品几乎没有酶味，口感好。

在本发明的一方面，提高了一种复合酶制剂，其特征在于包括3种或更多种生物酶。

优选地，所述复合酶制剂可包括下述组分或者由下述组分组成: 15~25份淀粉、15~20份果胶酶、10~15份复合纤维素酶、5~8份角质酶、3~6份pH缓冲剂。

所述pH缓冲剂为复合盐，所述复合盐由磷酸氢二钠和柠檬酸组成，优选地，所述复合盐中磷酸氢二钠：柠檬酸的质量比可以为1:3~3:1。

所述复合纤维素酶可包括纤维素酶和半纤维素酶，优选地，所述复合纤维素酶中纤维素酶:半纤维素酶的质量比可以为2:5~5:2。

所述淀粉可包括玉米淀粉或薯类淀粉，优选玉米淀粉。来自天然植物的原淀粉一般粒径在1-35μm，例如玉米淀粉、小麦淀粉和木薯淀粉，仅有少数种类的原淀粉粒径可达到100μm，本发明人发现，当淀粉的颗粒直径为40-90μm时，可获得最高的复合酶制剂稳定性，其原因可能是淀粉颗粒的大小直接影响到淀粉的糊性质、流变性质等。另外，淀粉中直链淀粉和支链淀粉的比例为2:1~10:1，优选为5:1，较高的直链淀粉比例可以使复合酶制剂的稳定性更高。

通过在复合酶制剂中引入淀粉，制得的复合酶制剂与该复合酶制剂中的任意单一酶相比具有更大的稳定性。

本发明还提供了复合酶制剂的制备方法，其包括按质量配比将各组分混合而成。在混合过程中，各种酶的引入优选与淀粉的引入以交替方式进行，即在每次仅引入一种酶，然后进行淀粉的引入并充分混合，再引入另一种酶，从而防止各种酶的聚集，提高复合酶制剂中酶的分散性，从而提高其稳定性，例如可有效提高该复合酶制剂的贮存稳定性。

本发明进一步提供了所述复合酶制剂在橄榄脱皮中的应用。

复合酶制剂在橄榄脱皮中的应用方法可包括以下步骤：

（1）在容器中将橄榄鲜果进行机械搅打，使得通过该机械搅打及其滚揉作用轻度破坏橄榄角质层和表皮层，为加快后续复合酶制剂液的渗透分解作用做准备；

（2）将一定量的温水注入所述容器中，降低搅打速度，投入复合酶制剂，继续慢速搅拌酶解一定时间，直至酶解完成；

（3）将容器中的酶解液排放干净，再提高搅打速度，对容器中的酶解鲜果继续进行机械搅打一定时间，然后将橄榄排出，水洗，即可得到脱皮极佳的脱皮橄榄。

优选地，复合酶制剂在橄榄脱皮中的应用方法可包括以下步骤：

（1）开启步进电机，往橄榄搅打机的盛料槽中加入橄榄鲜果，同时开启驱动电机的快速档，对盛料缸中的橄榄鲜果进行机械搅打2~3分钟，以通过机械搅打及其滚揉作用轻度破坏橄榄角质层和表皮层，为加快后续复合酶制剂液的渗透分解作用做准备；

（2）当恒温注水槽水温达到设定值后，开启水泵，向盛料缸中加入温水，将驱动电机调至慢速档，慢速搅拌橄榄的同时往复合酶投料口中投入复合酶制剂，继续慢速搅拌酶解10~15分钟；

（3）开启盛料缸出水管，使盛料缸中的酶解液排放干净，将驱动电机调至快速档位，对盛料缸中的酶解鲜果继续进行机械搅打3~5分钟，之后打开盛料缸排料口，将橄榄排出，装入盛料筐中，经水洗后即可得到脱皮极佳的脱皮橄榄。

复合酶制剂的用量可以为橄榄鲜果重量的0.01~0.07wt%，优选为0.05wt%。复合酶制剂与温水的体积比例能为20 ~200mL : 20~200L。水槽水温的设定值能为30~90℃，优选为45℃。

本发明方法成本低，脱皮效率高、效果好，加工方法简单，并且制得的产品几乎没有酶味，口感好。

具体实施方案

下面结合以下实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

开启步进电机，往橄榄搅打机的盛料槽中加入100kg的橄榄鲜果，同时开启驱动电机（快速档），对盛料缸中的橄榄鲜果进行机械搅打2分钟，以通过机械搅打滚揉轻度破坏橄榄角质层和表皮层，为加快后续复合酶制剂液的渗透分解作用做准备；

当恒温注水槽水温达到设定值45℃后，开启水泵，往盛料缸中加入120L的温水，将驱动电机调至慢速档，慢速搅拌橄榄的同时往复合酶投料口中投入复合酶制剂100mL，继续慢速搅拌酶解15分钟，所述复合酶制剂由20份淀粉、15份果胶酶、12份复合纤维素酶、6份角质酶和3份pH缓冲剂组成（重量份），pH缓冲剂由磷酸氢二钠和柠檬酸以3:1的质量比组成，复合纤维素酶由纤维素酶和半纤维素酶以5:2的质量比为组成，淀粉为玉米淀粉，淀粉的平均颗粒直径为70μm，淀粉中直链淀粉和支链淀粉的比例为3:1；

开启盛料缸出水管，使盛料缸中的酶解液排放干净，将驱动电机调至快速档位，对盛料缸中的酶解鲜果继续进行机械搅打5分钟，之后打开盛料缸排料口，将橄榄排出，装入盛料筐中，经水洗后即可得到脱皮极佳的脱皮橄榄，通过目视进行检查，脱皮彻底，果肉几乎没有损伤，没有酶味，口感好。

实施例2

开启步进电机，往橄榄搅打机的盛料槽中加入100kg的橄榄鲜果，同时开启驱动电机（快速档），对盛料缸中的橄榄鲜果进行机械搅打2分钟，以通过机械搅打滚揉轻度破坏橄榄角质层和表皮层，为加快后续复合酶制剂液的渗透分解作用做准备；

当恒温注水槽水温达到设定值45℃后，开启水泵，往盛料缸中加入120L的温水，将驱动电机调至慢速档，慢速搅拌橄榄的同时往复合酶投料口中投入复合酶制剂100mL，继续慢速搅拌酶解15分钟，所述复合酶制剂由15份淀粉、20份果胶酶、10份复合纤维素酶、5份角质酶和6份pH缓冲剂组成（重量份），pH缓冲剂由磷酸氢二钠和柠檬酸以1:3的质量比组成，复合纤维素酶由纤维素酶和半纤维素酶以2:5的质量比组成，淀粉为玉米淀粉，淀粉的平均颗粒直径为90μm，淀粉中直链淀粉和支链淀粉的比例为5:1；

开启盛料缸出水管，使盛料缸中的酶解液排放干净，将驱动电机调至快速档位，对盛料缸中的酶解鲜果继续进行机械搅打5分钟，之后打开盛料缸排料口，将橄榄排出，装入盛料筐中，经水洗后即可得到脱皮极佳的脱皮橄榄，通过目视进行检查，脱皮彻底，果肉几乎没有损伤。脱皮橄榄没有酶味，口感好。

实施例3

重复实施例1的操作，不同之处在于实施例1中所用的复合酶制剂中不含角质酶。结果发现，橄榄脱皮严重不彻底，有大量角质层和表皮层残存。酶味明显，口感不好。检测和分析表明，是由于角质层的软化溶解程度不够，部分角质层粘连在果肉上，大量酶残留在角质层中所致。

实施例4

重复实施例1的操作，不同之处在于实施例2中所用的复合酶制剂中不含淀粉。结果发现，橄榄脱皮不彻底，有一定量的角质层和表皮层残存。通过采用DNS法监测酶解液中的酶活性发现，实施例2中酶活性的降低速度明显高于实施例1。

实施例5

重复实施例1的操作，不同之处在于实施例3中所用的复合酶制剂中淀粉的平均颗粒直径为10μm。结果发现，基本实现橄榄完全脱皮，可满足要求，但是与实施例1相比，仍有很有少许角质层和表皮层残存。

实施例6

重复实施例1的操作，不同之处在于实施例4中不进行橄榄鲜果的机械搅打预处理，直接在盛料缸以慢速档方式进行橄榄的酶解脱皮处理。结果发现，橄榄脱皮不彻底，有一定量的角质层和表皮层残存。

进一步实验发现，在该实施例中通过将酶解时间从15分钟延长至30分钟，脱皮效果得到明显改善，这表明在不进行橄榄鲜果的机械搅打预处理的情况下，酶的渗透作用受到阻碍，从而抑制其酶解作用的发挥，也证明了酶活性得到延长。

由上述实施例明显可知，通过在酶复合制剂中加入角质酶，可充分发挥其与果胶酶或复合纤维素酶的协同作用；此外，在复合酶抑制剂中加入淀粉可以显著提高酶复合制剂的稳定性。另外，淀粉的颗粒直径可对复合酶制剂的稳定性存在一定影响。上述实施例的对比结果还显示，机械搅打预处理可明显提高脱皮效率。

本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，且可以包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这种其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元素，或者如果这种其它实例包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这种其它实例意图处于权利要求书的范围之内。在不会造成不一致的程度下，通过参考将本文中参考的所有引用之处并入本文中。

Claims (8)

1.一种用于橄榄精深加工的复合酶制剂，其特征在于：其组成按重量份计为，15~25份淀粉、15~20份果胶酶、10~15份复合纤维素酶、5~8份角质酶和3~6份pH缓冲剂；

所述的复合纤维素酶由纤维素酶和半纤维素酶组成，纤维素酶、半纤维素酶的质量比为2:5~5:2。

2.根据权利要求1所述的用于橄榄精深加工的复合酶制剂，其特征在于，所述pH缓冲剂由磷酸氢二钠和柠檬酸组成，其中磷酸氢二钠、柠檬酸的质量比为1:3~3:1。

3.根据权利要求1所述的用于橄榄精深加工的复合酶制剂，其特征在于：所述淀粉为玉米淀粉或薯类淀粉。

4.根据权利要求3所述的用于橄榄精深加工的复合酶制剂，其特征在于：所述淀粉中直链淀粉和支链淀粉的比例为2:1~10:1。

5.一种制备如权利要求1所述的用于橄榄精深加工的复合酶制剂的方法，其特征在于：将各组分按质量配比混合而成。

6.如权利要求5所述的制备方法制得的用于橄榄精深加工的复合酶制剂的应用，其特征在于：用于橄榄脱皮。

7.根据权利要求6所述的用于橄榄精深加工的复合酶制剂的应用，其特征在于：所述的应用包括以下步骤：

（1）在容器中将橄榄鲜果进行机械搅打，通过机械搅打及其滚揉作用轻度破坏橄榄角质层和表皮层，为加快后续复合酶制剂液的渗透分解作用做准备；

（2）将温水注入容器中，降低搅打速度，投入复合酶制剂，继续慢速搅拌酶解，直至酶解完成；

（3）将容器中的酶解液排放干净，再提高搅打速度，对容器中的酶解鲜果继续进行机械搅打，然后将橄榄排出，水洗，即可得到脱皮极佳的脱皮橄榄。

8.根据权利要求7所述的用于橄榄精深加工的复合酶制剂的应用，其特征在于：所述的应用包括以下步骤：

（1）开启步进电机，往橄榄搅打机的盛料缸中加入橄榄鲜果，同时开启驱动电机的快速档，对盛料缸中的橄榄鲜果进行机械搅打2~3分钟，以通过机械搅打及其滚揉作用轻度破坏橄榄角质层和表皮层，为加快后续复合酶制剂液的渗透分解作用做准备；

（2）当恒温注水槽水温达到设定值后，开启水泵，向盛料缸中加入温水，将驱动电机调至慢速档，慢速搅拌橄榄的同时往复合酶投料口中投入复合酶制剂，继续慢速搅拌酶解10~15分钟；

（3）开启盛料缸出水管，使盛料缸中的酶解液排放干净，将驱动电机调至快速档位，对盛料缸中的酶解鲜果继续进行机械搅打3~5分钟，之后打开盛料缸排料口，将橄榄排出，装入盛料筐中，经水洗后即可得到脱皮极佳的脱皮橄榄。