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自1878年Kmbue首次提及酶这个名称,应用于食品中的研究就同时开始了。如今,在发达国家,酶技术已广泛应用于食品行业的各个领域,如制糖工业、酸造工业、发酵工业、培烤工业等。近年来,随着水果蔬菜汁饮料加工业的兴起,酶技术与水果蔬菜汁饮料加工业的结合日益紧密,人类已开发出应用于果菜汁饮料中的多种酶类,如果胶酶、果胶酯酶、纤维索酶、半乳甘嚣聚糖酶、鼠李糖甘酶、中性蛋白酶、液化前荒糖苷酵、阿拉伯聚糖酶、葡萄糖氧化酶等。在国外甚至出现了果菜汁饮料加工专用的复台酶。由于酶技术应用于果汁超滤工艺中,使超滤膜通透量提高,且清洗方便快捷,故超滤法生产透明果汁和浓缩果汁即将成为标准工艺。
在我国,酶制剂工业起步较晚,直至1965年我国第一家酶制剂专业工厂-无锡酶制剂厂成立,主要生产淀粉酶、蛋白酶等,用于酿造和发酵工业,近年来与美国台资开发生产了用于果菜汁饮料加工的果胶酶和纤维案酵。就目前情况看,我国酶制剂工业还较落后,生产厂家少,产量低,品种少。而近年来,果莱汁饮料以其丰富的营养和多变的水果风味在我国饮料工业中异军突起。以1993年为例、果菜汁饮料销售额高达440476.30万元,生产厂家多达630家,企业平均收入710.40万元。在经营效益最好的前10家饮料企业中排在第一第二位的是果菜汁饮料厂。然而,我国果菜汁饮料制造业中,仅有少数效益最好的大企业(大多为合资企业)在生产加工过程中应用了酶技术,且所用的酶制剂多是外国进口的复台酶制剂、而大多数中小型企业尚未使用酶技术.造成生产工艺落后、产量低、资源浪费等问题。为促进我国酶制剂工业的发展和果菜汁饮料加工业的发展,应推广酶技术在水果就菜汁饮料生产中的应用。
酶能提高果菜汁的出汁率
用于提高果菜汁出汁率的酶主要有果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶及蛋白酶。高等植物细胞壁和细胞膜由果胶物质、纤维素、蛋白质等物质构成.它们在通常情况下难以破碎,使细胞内液体难以释放,使果菜汁饮料加工中压榨难度大,出汁率低。加入果胶酶能催化果胶解聚,使大分子长锥的原果胶降解为低分子的果胶、低聚半乳糖醛設和半乳糖藍酸,底物粘度迅速下降,增加可溶性果胶的含量。纤维素酶和半纤维素酶能催化纤维素水解,使纤维素增溶和糖化,在果胶酶、纤维素酵、半纤维素酶和蛋白酶等的共同作用下,植物细胞壁降解,使细胞内的液体比较容易释放出来,增加果菜的出汁率。并使加工和压榨工艺变得非常容易。
酶在果菜汁澄清中的作用
果菜汁饮料分为澄消汁和浑浊计。未加酶处理生产的果菜汁是浑浊汁,要获得澄清汁必须加酶处理:这是因为果莱汁中含有大量的果胶物质,它们是半乳糖整敢的聚合物,呈胶体状态,保持果菜汁的浑浊性和稳定性。有些果菜汁浑独是由于果菜汁中含有极少量的不溶性淀粉、不溶性蛋白质和脂肪。因此用于果菜汁澄清的酶主要有果胶酶(聚半乳糖醛戰酶和果胶酯酶)、液化葡萄糖苷酶、蛋白酶等。为防止浓缩果汁形成阿拉伯树胶浑浊,在生产浓缩果汁时可以加入阿拉伯聚糖酶。例如在苹果深浊汁中,浑浊粒子是蛋白质和果胶复合物.
其中蛋白质占36%,在苹果汁(pH 3.5)中,粒子表面的果腔和其它多糖物质带负电荷,粒子内部的蛋白质带正电荷,这些可溶性果胶起者保护胶体的作用,使浑浊汁悬浊稳定。当加入内切一聚半乳糖醛酸酶和果胶酯酶混合制剂使果胶中30%的酯鍵和5%的糖苷键被水解时,带正电荷的蛋白质被暴露出来,它们与其它带负电荷的粒子相搐时形成不溶性的颗粒沉淀下来,经过过滤后可以得到澄清果汁。
苹果汁澄清的工艺一般为:将溶于水的酶制剂、明胶和硅藻土加入到浑浊汁中,在适当的温度和速度下搅粹,果汁中开始出现沉淀,果汁澄清后,过滤或离心即可得到澄清的果汁,实验证明:在苹果汁中添加0.07%的果胶酶制剂,在45℃下反应2h,过滤后可得到透光率达95%左右、吸光度为0.15的透明果计。
酶在果汁超滤工艺中的作用
超滤比传统的过滤速度快、效果好,但如果果胶的残留物和一些中性聚糖分解不彻底,则在超滤时极易堵塞超滤膜,使超滤速度下降,超滤膜难以清洗。将酶技木应用于超滤工艺中,使原来难以解决的问题变得非常容易。
酶制剂能提高超滤膜的通量率
用酶制剂清洗超滤膜片,能缩短清洗时间,增加膜片的使用寿命。用于超滤和清洗的酶有:鼠李糖苷酶、半乳聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、半乳甘露聚糟酶、淀粉酶、果胶酶等。国外的酶制剂公司甚至研制出了专门用于果汁超滤工艺的复合酶制剂,如Novo Nordisk公司研制的Novoform 58和Sovoform 43就是超滤专用酶。
结语
酶技术在果菜汁饮料中的应用远不止这些,将酶技术应用于柑橘类水果的去皮工艺比传统的苛性钠去皮得到的椭瓣更新鲜、组织结构更好,这种新技术在美国已有应用。控制过氧化物酶和多酚氧化酶的活力能使水果和蔬菜在加工前的储藏过程中保存得更完好、更新鲜,更有利于加工,随着酶技术本身的发展,酶技术在果菜汁饮料中的应用前景将更加光明。
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