CN110074361B - 一种通过低强超声波提高复合酶活力及制备高品质草莓果粉的方法 - Google Patents

一种通过低强超声波提高复合酶活力及制备高品质草莓果粉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通过低强超声波提高复合酶活力及制备高品质草莓果粉的方法，步骤为：用1％食盐水清洗过的草莓等外果，按公知打浆，立即用1mol/L的盐酸溶液调节pH＝3.5；于40℃孵育温度下，搅拌加入生物复合酶，同时进行低频超声处理15～25min；停止超声处理，继续酶解反应10～15min；按公知灭酶，再经过胶磨、均质，冻干或喷雾干燥制备得到草莓果粉。本发明的超声提高复合酶活力的方法，显著提高了酶解反应效率，制备出草莓果浆可溶性固形物含量高于10％，高品质草莓果粉中花色苷保留率提高35％～45％。

Description

一种通过低强超声波提高复合酶活力及制备高品质草莓果粉 的方法
技术领域
本发明涉及一种通过低强超声波提高复合酶活力及制备高品质草莓果粉的方法，属于果粉加工技术领域。
背景技术
草莓果肉细嫩，甜酸多汁，营养丰富。果肉中富含糖类、花色苷、有机酸、多种微量元素和维生素，具有良好的食用和药用价值。我国农业行业标准NY/T1789-2009《草莓等级规定》对草莓各等级的质量要求与规格、容许度进行了规范，通常称低于二等品质要求的草莓为等外果。草莓等外果主要包括畸形果、干尖果、僵死果和过熟果，占草莓总产量的15％～30％，是重要的加工和副产物利用来源。草莓等外果因外观不容易被消费者接受，而被用于草莓果粉、草莓酒、草莓汁、草莓脆片等草莓加工制品。
将草莓等外果加工成草莓粉，具有贮藏稳定性好、运输成本低、原料利用率高、营养与风味成分保留率高及消化吸收好等诸多优点，成为一种新趋势。现有果蔬制粉方法主要涉及湿法和干法两种，草莓属于热敏性浆果，不适宜干法。湿法工艺涉及草莓果浆的制备，由于草莓含有大量果胶质、粗纤维等成分，直接打浆后的组织颗粒较大，出汁率较低，且过于粘稠，通过酶制剂浸解和进一步液化，其出汁率和可溶性物质提取率将得到明显提高，刘兴艳等(响应面法优化草莓浆酶解工艺.食品科学，2012，33(16)：63-67)、余森艳等(复合酶法提取草莓汁的工艺优化.农产品加工·学刊：下，2013(7)：43-45)和王新惠等(酶法提高草莓出汁率的研究.食品研究与开发，2015，2015(20)：1-4)均采用单一酶或复合酶系酶解草莓果浆，以提高出汁率。中国专利(申请号：201410108290.1)公开了一种生物复合酶提高草莓出汁率的方法，在于，采用生物复合酶解出汁，即加入0.2％～1.2％果胶酶NCB-PE40、0.1％～0.4％纤维素酶AE80、0.04％～0.3％木聚糖酶NCB-X50以及0.2％～0.4％β-葡聚糖酶NCB-100，在酶解温度40～50℃、pH3.5～4.5、搅拌速度500～2000rpm条件下，酶解60～90min。该方法草莓出汁率高达91％～93％，比压榨法出汁率提高30％以上。由于难消化性的多糖降解，转变成可溶性的膳食纤维、单糖和寡糖等，还可以提高其生物利用率，使草莓的营养成分更多的被人体吸收利用。
超声波技术已经应用于草莓花色苷(响应面法优化草莓中花青素提取工艺参数[J].食品工业科技，2013，34(10)：243-246；超声波辅助提取草莓花色苷的研究.农业科学与技术：英文版，2014，15(8)：1403-1406)、多酚(超声波辅助提取草莓多酚的工艺优化.山西农业大学学报：自然科学版，2017，37(3)：207-213)等活性物质的提取，主要基于超声波空化和机械效应，提高活性成分溶出率，李超等(超声波协同果胶酶提高草莓出汁率的研究.食品工业，2016(8)：45-48)开展了协同果胶酶提高草莓出汁率的研究，主要从影响原料利用率和产品品质角度，以提高出汁率是草莓饮料加工过程核心目标。以草莓为原料，获得超声波协同果胶酶提高草莓出汁率的最佳工艺参数为：超声功率200W、超声时间21.3min、果胶酶用量0.06％、酶解温度50.4℃和酶解时间1.83h，使出汁率最大达88.07％。上述技术对单一活性成分的利用或单纯提高出汁率有一定作用，但由于超声促溶与降解行为、和对生物酶活力的正负向影响同时并存，难以最大限度的保障草莓浆液和加工终产品的综合品质。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种通过低强超声波提高复合酶活力及制备高品质草莓果粉的方法。
技术方案
(1)挑选畸形、干尖、僵死和过熟的草莓等外果，去蒂，用1％食盐水冲洗后，在清水中漂洗干净，沥干水分；
(2)将(1)所得到的草莓果按公知打浆，立即用1mol/L的盐酸溶液调节pH＝3.5；
(3)将(2)所得到的草莓果浆，于40℃孵育温度下，加入质量百分比为0.05％～0.08％的生物复合酶，搅拌均匀，在超声频率20KHz、超声功率150～210W条件下超声处理15～25min；
(4)停止超声处理，对(3)所得到的草莓果酶解液，继续在相同酶解条件下反应10～15min；
(5)将(4)所得到的草莓果酶解液按公知进行灭酶处理，再经过胶磨、均质，冻干或喷雾干燥制备得到高品质草莓果粉。
步骤(3)所述生物复合酶为果胶酶和纤维素酶，质量配比为1∶5。
所述草莓果浆中加入生物复合酶处理的同时进行搅拌。
步骤(5)所述草莓果浆酶解液可溶性固形物含量高于10％，所述草莓果粉中花色苷保留率提高35％～45％。
技术效果
生物酶水解能力与酶活性与酶吸附于底物的浓度、以及草莓浆液中游离酶浓度直接有关。我们的相关试验证实，较低强度超声产生的空化泡可使附近的酶分子受到微流产生的切力作用，可能会对疏通酶内外扩散的传质通道有利，且短期内酶分子的空间结构未受到明显影响，这使得生物酶水解能力显著增强；后期停止超声波辐射，有效遏止了超声波的化学效应对酶等生物分子及草莓果浆中花色苷等生理活性成分的影响。因此，本发明应用超声波强化生物酶活力的方法，协同增强生物酶水解草莓果浆，提高可溶性固形物含量的同时，充分保留花青素等生理活性成分，制备草莓果浆酶解液可溶性固形物含量高于10％，高品质草莓果粉中的花色苷保留率提高35％～45％，克服了传统超声辅助酶解过程中生物酶解能力减弱、产品综合品质低等缺点，且以草莓等外果为原料，充分利用了草莓副产物资源。
附图说明
图1酶种类对草莓果浆花色苷与可溶性固形物含量的影响
图2超声功率对草莓果浆花色苷与可溶性固形物含量的影响
图3超声时间对草莓果浆花色苷与可溶性固形物含量的影响
图4酶添加量对草莓果浆花色苷与可溶性固形物含量的影响
图5超声温度对草莓果浆花色苷与可溶性固形物含量的影响
具体实施方式
以下结合说明书对发明进行进一步说明，但本发明所要求的保护范围并不局限于实施例描述的范围。
实施例1
挑选畸形、干尖、僵死和过熟的“红颜”草莓等外果，去蒂、整理、用1％食盐水冲洗后，在清水中漂洗干净，沥干水分；用打浆机打浆，立即用1mol/L的盐酸溶液调节pH＝3.5；于40℃孵育温度下，加入0.08％的生物复合酶，酶活力为60000U/g的果胶酶和酶活力为40000U/g的纤维素酶质量配比为1∶5，搅拌均匀，在超声频率20KHz、超声功率200W条件下超声辅助酶解处理15min；后期停止超声处理，对所得到的草莓果酶解液，于40℃孵育温度下继续酶解处理10min；按公知进行灭酶处理，再经过胶磨、均质，冻干、粉碎制备得到草莓果粉。经测定，草莓果浆酶解液可溶性固形物实际含量10.7％，草莓果粉中花色苷实际含量为12.8mg/100g。
实施例2
挑选畸形、干尖、僵死和过熟的“红颜”草莓等外果，去蒂、整理、用1％食盐水冲洗后，在清水中漂洗干净，沥干水分；用打浆机打浆，立即用1mol/L的盐酸溶液调节pH＝3.5；于40℃孵育温度下，加入0.05％的生物复合酶，酶活力为60000U/g的果胶酶和酶活力为40000U/g的纤维素酶质量配比为1.2∶5，搅拌均匀，在超声频率20KHz、超声功率150W条件下超声辅助酶解处理20min；后期停止超声处理，对所得到的草莓果酶解液，于40℃孵育温度下继续酶解处理15min；按公知进行灭酶处理，再经过胶磨、均质，冻干、粉碎制备得到草莓果粉。经测定，草莓果浆酶解液可溶性固形物实际含量11.2％，草莓果粉中花色苷实际含量为13.5mg/100g。
实施例3
挑选畸形、干尖、僵死和过熟的“凤凰”草莓等外果，去蒂、整理、用1％食盐水冲洗后，在清水中漂洗干净，沥干水分；用打浆机打浆，立即用1mol/L的盐酸溶液调节pH＝3.5；于40℃孵育温度下，加入0.07％的生物复合酶，酶活力为60000U/g的果胶酶和酶活力为40000U/g的纤维素酶质量配比为1∶5，搅拌均匀，在超声频率20KHz、超声功率200W条件下超声辅助酶解处理20min；后期停止超声处理，对所得到的草莓果酶解液，于40℃孵育温度下继续酶解处理10min；按公知进行灭酶处理，再经过胶磨、均质，冻干、粉碎制备得到草莓果粉。经测定，草莓果浆酶解液可溶性固形物实际含量10.9％，草莓果粉中花色苷实际含量为15.6mg/100g。
实施例4
挑选畸形、干尖、僵死和过熟的“凤凰”草莓等外果，去蒂、整理、用1％食盐水冲洗后，在清水中漂洗干净，沥干水分；用打浆机打浆，立即用1mol/L的盐酸溶液调节pH＝3.5；于40℃孵育温度下，加入0.08％的生物复合酶，酶活力为60000U/g的果胶酶和酶活力为40000U/g的纤维素酶质量配比为1.5∶5，搅拌均匀，在超声频率20KHz、超声功率180W条件下超声辅助酶解处理25min；后期停止超声处理，对所得到的草莓果酶解液，于40℃孵育温度下继续酶解处理15min；按公知进行灭酶处理，再经过胶磨、均质，冻干、粉碎制备得到草莓果粉。经测定，草莓果浆酶解液可溶性固形物实际含量10.2％，草莓果粉中花色苷实际含量为12.9mg/100g。

Claims (1)

1.一种通过低强超声波提高草莓果粉中花色苷保留率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)挑选畸形、干尖、僵死和过熟的草莓等外果，去蒂，用1％食盐水冲洗后，在清水中漂洗干净，沥干水分；
(2)将(1)所得到的草莓果按公知打浆，立即用1mol/L的盐酸溶液调节pH＝3.5；
(3)将(2)所得到的草莓果浆，于40℃孵育温度下，加入质量百分比为0.05％～0.08％的生物复合酶，搅拌均匀，在超声频率20KHz、超声功率180～210W条件下超声处理20～25min，生物复合酶由质量配比为1∶5的果胶酶和纤维素酶组成；
(4)停止超声处理，对(3)所得到的草莓果浆酶解液，继续在相同酶解条件下反应10～15min；
(5)将(4)所得到的草莓果浆酶解液按公知进行灭酶处理，再经过胶磨、均质，冻干或喷雾干燥制备得到草莓果粉；
所述草莓果浆酶解液可溶性固形物含量高于10％，草莓果粉中花色苷保留率提高35％～45％。
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