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中国精品科技期刊2020

响应面法优化酥李果汁的酶法提取工艺

李德燕 贺红早

李德燕,贺红早. 响应面法优化酥李果汁的酶法提取工艺[J]. 食品工业科技,2021,42(14):212−218. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2021010123
引用本文: 李德燕,贺红早. 响应面法优化酥李果汁的酶法提取工艺[J]. 食品工业科技,2021,42(14):212−218. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2021010123
LI Deyan, HE Hongzao. Optimization of Enzymatic Hydrolysis Conditions for the Production of Crisp Plum Juice by Response Surface Methodology[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(14): 212−218. (in Chinese with English abstract). doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2021010123
Citation: LI Deyan, HE Hongzao. Optimization of Enzymatic Hydrolysis Conditions for the Production of Crisp Plum Juice by Response Surface Methodology [J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(14): 212−218. (in Chinese with English abstract). doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2021010123

响应面法优化酥李果汁的酶法提取工艺

doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021010123
基金项目: 贵州省科技计划项目(黔科合平台人才[2017]5632)
详细信息
    作者简介:

    李德燕(1978−),女,博士,副教授,研究方向:果实贮藏与加工,E-mail:lideyan1234@163.com

    通讯作者:

    贺红早(1981−),男,博士,研究员,研究方向:植物营养与精品水果深加工,E-mail:195475891@qq.com

  • 中图分类号: TS201.3

Optimization of Enzymatic Hydrolysis Conditions for the Production of Crisp Plum Juice by Response Surface Methodology

  • 摘要: 目的:研究酶解提取酥李果汁的最佳工艺条件,为李深加工利用提供理论参考。方法:以酥李出汁率为指标,在单因素实验基础上采用响应面试验优化,对单一果胶酶、单一纤维素酶、复合酶(果胶酶和纤维素酶)提取酥李果汁的工艺条件分别进行优化。结果:不同加酶方式中对酥李出汁率的影响因素顺序均为酶解温度>加酶量>酶解pH>酶解时间;果胶酶酶解提取酥李果汁的最佳工艺条件为:加酶量0.45 g/L、酶解温度38 ℃、酶解pH3.8、酶解时间72 min,出汁率提高27.13%;维素酶酶解提取酥李果汁的最佳工艺条件为:加酶量0.55 g/L、酶解温度41 ℃、酶解pH4.2、酶解时间105 min,出汁率提高20.18%;复合酶酶解提取酥李果汁的最佳工艺条件为:果胶酶添加量0.45 g/L、纤维素酶添加量0.55 g/L、酶解温度41 ℃、酶解pH4.0、酶解时间87 min,出汁率提高31.79%。三种加酶方式中,回归模型均能较好地反应相应酶制备酥李果浆的出汁率,所得工艺合理可靠。结论:在酶法提取酥李果汁过程中,果胶酶和纤维素酶的不同添加方式均能有效提高酥李出汁率,其中采用复合酶提取酥李果汁效果最佳。本研究成果为贵州李产品开发提供了一定的技术参考。
  • 图  1  不同酶添加量对酥李出汁率的影响

    Figure  1.  Effects of different enzyme concentrations on juice yield of crisp plum

    注:不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05);图2~图4同。

    图  2  不同酶解温度对酥李出汁率的影响

    Figure  2.  Effects of different enzyme hydrolysis temperature on juice yield of crisp plum

    图  3  不同单酶酶解pH对酥李出汁率的影响

    Figure  3.  Effects of different enzyme hydrolysis pH on juice yield of crisp plum

    图  4  不同酶解时间对酥李出汁率的影响

    Figure  4.  Effect of different enzymolysistime on juice yield of crisp plum

    表  1  响应面分析法优化果胶酶、纤维素酶酶解工艺

    Table  1.   Optimization of pectinase and cellulose extraction by response surface methodolog

    酶种类水平因素
    A加酶量(g/L)B酶解温度(℃)C酶解pHD酶解时间(min)
    果胶酶−10.25323.660
    00.35353.975
    10.45384.290
    纤维素酶−10.35353.975
    00.45384.290
    10.55414.5105
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    表  2  响应面分析法优化复合酶酶解工艺

    Table  2.   Optimization of complex enzyme extraction by response surface methodology

    水平因素
    A果胶酶添加量(g/L)B纤维素酶添加量(g/L)C酶解温度(℃)D酶解pHE酶解时间(min)
    −10.250.35353.650
    00.350.45383.870
    10.450.55414.090
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    表  3  果胶酶制备酥李果汁工艺优化响应面试验结果

    Table  3.   Results of response surface method for pectinase extraction of crisp plum juice

    实验号ABCD出汁率(%)
    1−100−169.54
    2010170.73
    3001−173.54
    41−10069.81
    500−1−176.43
    60−11069.32
    701−1069.41
    800−1169.41
    9000068.49
    100−10177.32
    11011069.98
    12001169.98
    130−1−1068.15
    1410−1073.66
    15000070.62
    16110068.15
    17010−171.21
    18000071.21
    19−110078.72
    20000077.32
    21−1−10072.21
    22−10−1074.67
    230−10−172.36
    24100−167.34
    25−101068.99
    26000068.99
    27−100−173.65
    28010168.66
    29001−172.98
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    表  4  出汁率回归模型的方差分析

    Table  4.   Variance analysis of multiple regression model of juice yield

    方差来源平方和自由度均方差FP显著性
    模型253.841418.1319.42<0.0001**
    A27.76127.7629.73<0.0001**
    B188.731188.73202.14<0.0001**
    C1.0711.071.140.3029
    D4.800E-00314.800E-0035.141E-0030.9439
    AB0.9810.981.050.3229
    AC5.625E-00315.625E-0036.025E-0030.9392
    AD6.400E-00316.400E-0036.855E-0030.9352
    BC4.0014.004.280.0574
    BD6.250E-00416.250E-0046.694E-0040.9797*
    CD0.1310.130.140.7113
    A20.4410.440.480.5019
    B210.73110.7311.490.0044**
    C214.16114.1615.170.0016**
    D20.2610.260.280.6059
    残差13.07140.93
    失拟项7.55100.760.550.7999
    纯误差5.5241.38
    总和266.9228
    R20.9510
    R2Adj0.9021
    注:“*”表示对结果影响显著(P<0.05),“**”表示对结果影响极显著(P<0.01);表6表8同。
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    表  5  纤维素酶制备酥李果汁工艺优化响应面试验结果

    Table  5.   Results of response surface method for cellulose extraction of crisp plum juice

    实验号ABCD出汁率(%)
    1−100165.32
    2−100−165.59
    3−110070.45
    4−1−10065.42
    5−10−1067.77
    6−101064.44
    7010173.21
    8001−165.1
    900−1−167.19
    100−11064.27
    1101−1073.1
    1200−1165.76
    13000065.76
    140−10164.93
    15011069.44
    16001166.4
    170−1−1065.15
    18000066.99
    19010−173.1
    20000067.99
    21000068.14
    220−10−166.77
    23000068.76
    24101066.51
    25100169.32
    261−10066.19
    2710−1066.99
    28110074.5
    29100−169.43
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    表  6  出汁率回归模型的方差分析

    Table  6.   Variance analysis of multiple regression model of juice yield

    方差来源平方和自由度均方差FP显著性
    模型212.811415.2015.88<0.0001**
    A16.22116.2216.950.0010**
    B140.561140.56146.88<0.0001**
    C8.0018.008.360.0118*
    D0.4210.420.440.5193
    AB2.6912.692.810.1158
    AC2.0312.032.120.1673
    AD6.400E-00316.400E-0036.688E-0030.9360
    BC1.9311.932.020.1772
    BD0.9510.950.990.3358
    CD1.8611.861.950.1847
    A29.041E-00319.041E-0039.447E-0030.9239
    B220.73120.7321.660.0004**
    C210.36110.3610.820.0054**
    D21.197E-00311.197E-0031.251E-0030.9723
    残差13.40140.96
    失拟项7.88100.790.570.7850
    纯误差5.5241.38
    总和226.2128
    R20.9408
    R2Adj0.8815
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    表  7  复合酶制备酥李果汁工艺优化响应面试验结果

    Table  7.   Results of response surface method for complex enzyme extraction of crisp plum juice

    实验号ABCDE出汁率(%)
    1001−1076.49
    2000−1−168.8
    3000−1168.98
    40−110072.65
    5−1000168.31
    60000068.98
    700−10165.92
    80110077.71
    91−100067.65
    100011076.42
    11−1001067.75
    120000069.4
    131010076.31
    140100171.43
    15−1100071.42
    16−1−100067.18
    17−1010074.2
    1800−1−1066.76
    190010−175.09
    200−100−167.18
    211000170.98
    221100072.53
    2310−10066.43
    240000069.72
    250100−172.44
    261000−171.35
    270001−170.2
    28−1000−168.39
    290101075.09
    30100−1070.13
    310−100167.31
    320−10−1067.75
    33010−1073.66
    341001071.97
    3500−11067.09
    360010176.31
    370−1−10065.11
    3801−10066.76
    39−10−10065.92
    400−101067.58
    4100−10−166.26
    420000069.98
    430000069.98
    44−100−1068.5
    450001171.31
    460000070.75
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    表  8  出汁率回归模型的方差分析

    Table  8.   Variance analysis of multiple regression model of juice yield

    方差来源平方和自由度均方差FP显著性
    模型485.832024.2933.04<0.0001**
    A15.37115.3720.900.0001**
    B93.27193.27126.87<0.0001**
    C350.911350.91477.34<0.0001**
    D2.5112.513.420.0764
    E0.04410.0440.0600.8085
    AB0.1010.100.140.7121
    AC0.6410.640.870.3597
    AD1.6811.682.280.1435
    AE0.02110.0210.0290.8671
    BC2.9112.913.950.0578
    BD0.6410.640.870.3597
    BE0.3210.320.440.5123
    CD0.04010.0400.0540.8175
    CE0.6110.610.830.3717
    DE0.2210.220.290.5924
    A20.5910.590.800.3789
    B20.1010.100.140.7100
    C210.70110.7014.560.0008**
    D22.4412.443.310.0807
    E20.2110.210.290.5941
    残差18.38250.74
    失拟项16.57200.832.290.1818
    纯误差1.8150.36
    总和504.2145
    R20.9635
    R2Adj0.9344
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  • [1] 罗福贤. 黔南山区李种质资源果实形态分类及开发利用[J]. 贵州农业科学,1996,24(3):39−42.
    [2] 王莹, 向准, 贺红早, 等. 贵州酥李果酒的酿造方法研究[J]. 酿酒科技,2014(9):75−76, 80.
    [3] 李德燕, 贺红早. 不同澄清剂对酥李果酒澄清效果的影响[J]. 食品研究与开发,2020,41(15):62−67. doi:  10.12161/j.issn.1005-6521.2020.15.012
    [4] Sharma H P, Patel H, Sugandha. Enzymatic added extraction and clarification of fruit juices-a review[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition,2017,57(6):1215−1227. doi:  10.1080/10408398.2014.977434
    [5] Ribeiro D S, Henrique S M B, OliveiraLS, et al. Enzymes in juice processing: A review[J]. International Journal of Food Science and Technology,2010,45(4):635−641. doi:  10.1111/j.1365-2621.2010.02177.x
    [6] Kaur S, Sarkar B C, Sharma H K, et al. Optimization of enzymatic hydrolysis pretreatment conditions for enhanced juice recovery from guava fruit using response surface methodology[J]. Food and Bioprocess Technology,2009,2(1):96−100. doi:  10.1007/s11947-008-0119-1
    [7] Khan M, Nakkeeran E, Umesh-Kumar S. Potential application of pectinase in developing functional foods[J]. Annual Review of Food Science and Technology,2013,4:21−34. doi:  10.1146/annurev-food-030212-182525
    [8] 郝心, 卢晓明, 乔旭光. 响应面优化酶法提取沾化冬枣汁的工艺研究[J]. 食品研究与开发,2020,41(3):138−144.
    [9] 王静. 枣浓缩清汁加工工艺研究[D]. 郑州: 河南工业大学, 2016.
    [10] 贾东升, 李荣乔, 谢晓亮, 等. 响应面法优化果胶酶澄清酸枣汁工艺的研究[J]. 食品研究与开发,2016,37(10):91−95. doi:  10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.023
    [11] 马艳弘, 田丽敏, 孙小华, 等. 无花果酶解制汁工艺优化及抗氧化活性[J]. 食品研究与开发,2019,40(1):111−117. doi:  10.3969/j.issn.1005-6521.2019.01.019
    [12] 孙小华, 马艳弘, 崔晋, 等. 响应面法优化无花果果汁酶解提取工艺研究[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版),2018,46(12):58−64, 73.
    [13] Handique J, Bora S J, Sit N. Optimization of banana juice extraction using combination of enzymes[J]. Journal Food Science and Technology-Mtsore,2019,56(8):3732−3743. doi:  10.1007/s13197-019-03845-z
    [14] Bora S J, Handique J, Sit N. Effect of ultrasound and enzymatic pre-treatment on yield and properties of banana[J]. Ultrasonics Sonochemistry,2017,37(2):445−451.
    [15] 任曼妮, 姜辰昊, 彭中兰, 等. 果胶酶处理对花红清汁出汁率和澄清度的影响[J]. 食品工业,2019,40(6):47−50.
    [16] 王瑾, 冯作山, 洪梅玲, 等. 响应面法优化复合酶解提取赤霞珠葡萄汁工艺[J]. 食品工业科技,2019,40(3):141−146, 152.
    [17] Dal Magro L, Silveira V C C, de Menezes E W, et al. Magnetic biocatalysts of pectinase and cellulase: Synthesis and characterization of two preparations for application in grape juice clarification[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2018,115(8):35−44.
    [18] Dal Magro L, Dalagnol L M G, Manfroi V, et al. Synergistic effects of pectinex ultra clear and lallzyme beta on yield and bioactive compounds extraction of Concord grape juice[J]. LWT-Food Scienceand Technology,2016,72(10):157−165.
    [19] 姜守军, 周广麒. 果胶酶提高葡萄出汁率及色泽的影响[J]. 食品与机械,2007(3):155−156, 159. doi:  10.3969/j.issn.1003-5788.2007.03.046
    [20] 吴定, 孙嘉文, 黄卉卉, 等. 固定化果胶酶提高苹果出汁率的研究[J]. 食品科学,2012,33(16):40−44.
    [21] 黄峰华, 于泽源, 李兴国. 寒地特色中小苹果果汁加工酶处理技术研究[J]. 食品工业科技,2011,32(3):277−279, 284.
    [22] 方亚叶, 付五兵, 唐鹏, 等. 酶制剂在苹果液化过程中的应用研究[J]. 食品科技,2007(2):190−192. doi:  10.3969/j.issn.1005-9989.2007.02.052
    [23] 李小惠. 金刺梨发酵酒工艺研究[D]. 重庆: 西南大学, 2017.
    [24] 张丹. 无籽刺梨酶法制汁工艺及果粉制备研究[D]. 重庆: 西南大学, 2017.
    [25] 岳珍珍. 野刺梨果汁加工技术研究[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2016.
    [26] 马建勇, 李梦丽, 李春美. 两种不同成熟度树莓营养成分分析及果胶酶对树莓出汁率的影响[J]. 食品工业科技,2017,38(6):213−216, 228.
    [27] 贺可, 谷瑞瑞, 吴小平, 等. 响应面分析法优化新鲜树莓浆酶解工艺[J]. 保鲜与加工,2017,17(5):52−56. doi:  10.3969/j.issn.1009-6221.2017.05.010
    [28] 孙旸, 孙春玉, 马骥, 等. 果胶酶提高软枣猕猴桃出汁率研究[J]. 中国酿造,2011(9):115−117. doi:  10.3969/j.issn.0254-5071.2011.09.031
    [29] 姜文文, 姜爱丽, 田密霞, 等. 果胶酶处理对软枣猕猴桃出汁率的影响[J]. 保鲜与加工,2008(4):48−50. doi:  10.3969/j.issn.1009-6221.2008.04.015
    [30] 雷昌贵, 孟宇竹, 蔡花真, 等. 果胶酶对布朗李汁澄清效果的影响[J]. 中国食品添加剂,2009,20(3):175−179. doi:  10.3969/j.issn.1006-2513.2009.03.037
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-18
  • 网络出版日期:  2021-06-04
  • 刊出日期:  2021-07-07

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