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果胶酶在果蔬饮料中的应用

摘要:果胶酶普遍存在于细菌、真菌和植物中,是分解果胶类物质的多种酶的总称,在

果蔬加工、饲料、纺织和造纸工业中应用非常广泛。果胶酶在果蔬饮料中的应用非常广泛,

本文介绍了果胶的组成和结构,论述了果胶酶的分类、作用机制及酶活测定方法,讨论了果

胶酶在果蔬汁的出汁率、澄清、超滤等方面的应用，并对果胶酶在果蔬饮料加工中的应用等

方面进行综述。

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,果品成了人类健康不可缺少的营养物质。

我国有着丰富的果品资源,然而因果品本身营养丰富,含水量高,很容易受微生物侵染和腐蚀,

保存期较短。为了充分利用资源优势,提高我国农产品在国际市场上的竞争能力,必须大力发

展果品加工业【1】。但是目前果品加工中存在着不少难题,例如果汁和果酒的澄清,果实的

脱皮、加工过程中香气成分和营养物质的损耗等。解决这些难题仅仅靠改进加工工艺或增加

设备投资是很难实现的。而目前有许多难题已经通过酶工程的应用得到了很好的解决。酶工

程就是为了使酶催化各种物质转化的能力实现可控制操作,把游离的酶固定化,或者把经过

培养发酵所得到的目的酶活力高峰时的整个微生物细胞进行固定化,再应用于生产实践中的

过程【2】。近年来,酶工程在果品加工中的应用非常广泛,所用的酶种类越来越多,数量也越

来越大,人类已开发出应用于果蔬汁中的多种酶类,如果胶酶、果胶酯酶、纤维素酶、鼠李糖

苷酶、中性蛋白酶、半乳甘露聚糖酶、液化葡萄糖苷酶等,其中使用最多的是果胶酶。

1果胶酶

国外对果胶酶的研究始于20世纪30年代至50年代已工业化生产。而国内的研究则始

于1967年,80年代末才开始工业化生产。随着我国水果种植和水果加工业的发展,对果胶酶

的开发和应用也迅速发展。在果汁生产过程中,果胶酶可以快速彻底地脱除果胶,降低果汁黏

度,利于果汁过滤,澄清滤液且澄清度稳定;减少化学澄清剂的用量,改善果汁质量;果胶酶利

于压榨,可以有效地提高水果的出汁率,在沉降、过滤、离心分离过程中,改善果汁的过滤效

率,利于沉淀分离,加速和增强果汁的澄清作用。经果胶酶处理的果汁稳定性好,可防止存放

过程中产生浑浊。

1.1果胶酶的定义

果胶酶(pectolyticenzymeorpectinase)是指能够分解果胶物质的多种酶的总称【1】。

是果汁生产中最重要的酶制剂之一,已被广泛应用于果汁的提取和澄清、改善果汁的通量以

及植物组织的浸渍和提取。

1.2果胶酶的分类及作用机制

果胶酶可以分为3类:原果胶酶、解聚酶和果胶酯酶(PE)。各种酶作用方式如图1所示。

原果胶酶将不溶性的原果胶水解为水溶性果胶,根据其作用方式不同又可分为外切酶和内切

酶。一般用苯酚-硫酸法测定溶液中由原果胶释放出果胶物质的量来确定原果胶酶的活力。

聚半乳糖醛酸酶(PG)分为外切酶和内切酶。PG内切酶广泛存在于真菌、细菌和很多酵母中,

高等植物中也发现有内切酶的存在。内切酶作用于聚半乳糖醛酸时,随机水解其中的半乳糖

醛酸单位,可使其溶液的粘度下降,但还原力增加不大。聚半乳糖醛酸酶的活力可以通过测定

反应中还原能力的增加或者底物溶液粘度的降低来确定。聚半乳糖醛酸裂解酶(PGL)和聚甲

基半乳糖醛酸裂解酶(PMGL)分别通过反式消去作用切断果胶酸分子和果胶分子的α-1,4糖

苷键,生成β-4,5不饱和半乳糖醛酸。这两种裂解酶都分为外切酶和内切酶两种一些植物软

腐病菌、食品腐败菌以及霉菌均能产生外切聚半乳糖醛酸酶。裂解酶的活力可以通过测定其

释放的不饱和糖醛酸数量来计算。

2果胶酶在果蔬饮料生产中的应用

果胶酶作为果蔬汁生产中最重要的酶制剂之一,已被广泛应用于果蔬汁的提取和澄清、

改善果蔬汁的可过滤性以及植物组织的浸渍和提取。目前,大部分原果汁、浓缩果汁的生产

过程中,都在使用果胶酶,但由于各种水果中果胶含量差别较大,而且果胶质的成分也有差