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果胶酶在果品加工过程中的应用摘要：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。关键词：果胶酶果品加工果品应用前景展望引言：随着社会经济的发展，人民生活水平的提高越来越多的人开始注意身体健康的重要性了，因此果品成了人们餐上的必备品了，每天消耗大量的水果等，我国是果品生产大国，然而由于受到果品本身的特点，果品容易腐蚀，变质等等原因，为了充分的利用我国的果品资源我们必须加大力度发展果品工业，促进果品工业的发展，只是依赖设备的更新是不够的，还要有新的生产方法，新的途径，这就不得不提到酶了，酶在果品的加工过程中起到了重要的作用，用酶发酵，用酶讲解等等，酶在其中起到了重要的作用！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。本文只针对果胶酶在果品加工中的应用及其固定化研究加以综述。1、果胶酶（pectinase）的简单介绍1果胶酶的由来果胶酶是由黑曲霉经发酵精制得到的，外观呈浅黄色粉末状。是分解果胶的一个多酶复合物，通常包括原果胶酶、果胶甲酯水解酶、果胶酸酶。通过它们的联合作用使果胶质得以完全分解。天然的果胶质在原果胶酶作用下，转化成水可溶性的果胶；果胶被果胶甲酯水解酶催化去掉甲酯基团，生成果胶酸；果胶酸经果胶酸水解酶类和果胶酸裂合酶类降解生成半乳糖醛酸。一般的作用PH2.5-6.0，最适PH3.5。一般作用温度在15-55℃之间，最适作用温度50℃。2、果胶酶分类从广义上来讲，果胶酶可以被分为3种类型：①原果胶酶：可以把不溶于水的原果胶分解为可溶于水的高聚合体果胶；②果胶酯酶：脱去果胶中的甲氧基基团，促使果胶的脱甲酯作用；③解聚酶：促使果胶中D-半乳糖醛酸的α-1，4糖苷键的裂解。近来人们提出了更详细分类方法为[3]：原果胶酶(protopectinases)、多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonases)、裂解酶(pectinlyases)、果胶酯酶(Pectinesterase)。2，1原果胶酶Briton等人把能够促使原果胶溶解的酶命名为原果胶酶。根据其作用机理分为两种类型：A型原果胶酶与B型原果胶酶。前者主要作用于原果胶的内部的多聚半乳糖醛酸区域。而后者主要作用于外部的连接聚半乳糖醛酸链和细胞壁组分的多糖链。2.2多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonases)聚半乳糖醛酸酶是在有水环境下促进聚半乳糖醛酸链水解的一种果胶酶，应用最为广泛。根据水解作用机理不同，它可以分为内切聚半乳糖醛酸酶(E.C.3.2.1.15)和外切聚半乳糖醛酸酶(E.C.3.2.1.67)。外切酶又可以划分两种类型：一种是真菌外切聚半乳糖醛酸酶，它的终产物是单体半乳糖醛酸；另一种是细菌外切聚半乳糖醛酸酶，它的终产物是二聚体的半乳糖醛酸。2.3裂解酶(pectinlyases)裂解酶(反式消去酶)是通过反式消去作用裂解果胶聚合体的一种果胶酶，裂解酶在C-4位置上断开糖苷键，同时从C-5处消去一个H原子从而产生一个不饱和产物。根据其作用机理以及作用底物的不同，裂解酶可以划分为：①内切聚半乳糖醛酸裂解酶(EndoPGL，E.C.4.2.2.2)；②外切聚半乳糖醛酸裂解酶(ExoPGL，E.C.4.2.2.9)；③内切聚甲基半乳糖醛酸裂解酶(EndoPMGL，E.C.4.2.2.10)；④外切聚甲基半乳糖醛酸裂解酶(ExoPMGL)。3、果胶酶的理化性质3.1果胶酶活力检测方法掌握可靠的酶分析定量方法是开展果胶酶研究工作的重要前提。果胶酶的测定方法很多，各具特点，且酶活单位的定义不同，要根据不同情况加以选择对比。常用的酶活力测定方法有：3.1.1滴定法滴定法主要用于测定果胶酯酶的活力，根据该酶作用机制，采用滴定羧基来评价酶活。果胶酯酶的活力还有一种测定方法，即，通过气相色谱或液相色谱仪定量分析甲醇，根据甲醇的生成量来评价酶活，此方法比较精确但要求较高。3.1.2黏度下降法黏度下降法基于果胶物质在酶的作用下大分子降解伴随底物溶液黏度下降这一事实，以底物黏度下降的百分比来评价酶活。该方法所测定的酶活性，主要是反映内切酶酶活。3.1.3脱胶作用时间法该方法根据果胶物质在未被酶解之前以及在酶解反应的不同时期能在异丙醇溶剂中形成大小不等的胶团而判断酶的活性。该方法最能反映内切水解酶和内切裂解酶两种酶在实验条件下的综合能力。3.1.4还原糖测定法无论是内切还是外切果胶酶的作用，长链果胶分子的糖苷键断裂结果都产生还原端基。这些还原端基的生成量。可用来表示酶活性。最为常用的为DNS(3，5－二硝基水杨酸)法。3.1.5235nm处紫外吸收测定法这是专门测定裂解酶活力的一种方法。裂解酶作用于底物经历一个β－消除反应，使底物生成非还原末端C4、C5之间带有双键的产物，该产物在235nm处产生最大果胶酶紫外吸收，酶活性测定正是根据该反应产物而设计的。4、果胶酶在果汁中的应用4．1．果汁的提取制汁是果汁和果酒生产的关键作业。目前果汁的提取方法主要是加压榨出汁法和过滤法，果汁加工时首先将植物细胞壁破坏。由于绝大多数植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶物质等组成，所以细胞壁的结构比较紧密，单纯依靠机械加工或化学方法难以将其充分破碎。然而，果胶随成熟度的增加，酯化程度较高，也是影响出汁率的主要因素之一。用果胶酶处理可以破坏果实细胞的网状结构，提高果实的破碎程度，有效降低其黏度，改善压榨性能，提高出汁率和可溶性固形物含量，从而就能在压榨时达到提高出汁效率并缩短压榨时间的目的，同时把大分子的果胶物质降解后，有利于后续的澄清、过滤和浓缩工序。如现代技术可以将果胶酶、纤维素酶等的复合酶制剂应用于苹果的榨汁工艺中，出汁率可提高5％～25％，生产能力也大幅提高，生产效益得到了很大的提高，4．2果汁的澄清与过滤果汁生产中的一个重要环节是澄清，刚压榨出来的果汁黏度大，常会形成分层和浑浊，影响产品外感观，制约着产品的合理利用，造成果汁混浊的主要原因是其中的果胶成分。果胶由于自身的理化特性，对悬浮物形成稳定的胶体保护体系，一般的过滤和分离很难达到理想的效果，利用果胶水解酶就可以很容易地破坏这一体系，果胶酶与果胶作用生成低甲氧基果胶，使浑浊颗粒失去胶体保护而相互絮凝，从而大大提高了澄清效果，然后再用Ca2+沉淀及过滤后就可以得到澄清的果汁。研究表明，用果胶甲基酯酶和聚半乳糖醛酸酶处理苹果汁有很好的效果。但在使用酶制剂对果汁进行处理时，还要注意温度和pH值等外界因素的影响，如用果胶酶澄清葡萄汁时只能在常温和常压下进行，通常24h左右可使果汁澄清。4．3果酒的澄清与过滤果酒的透明度是影响果酒质量的一项重要指标。要获得清亮透明的果酒，澄清过滤则是一项必不可少的技术手段。果胶的存在会使果酒出现透光率差、浑浊和出现沉淀等现象。用果胶酶处理果酒后，能够清除由于果胶引起的浑浊和沉淀，提高果酒的透光率指数与稳定性。在果酒发酵前或发酵中，一般广泛采用果胶酶处理，因为酒精对果胶酶具有一定的抑制作用，如果发酵后使用果胶酶，不仅会使酶用量加大，处理时间延长，而且处理效果也不理想。4．4在超滤工艺中的作用超滤是一种新型的过滤技术，近年来被广泛应用在生产清汁及浓缩清汁的果品加工业中。与传统的过滤相比，超滤速度快、效果好，但其主要缺点是会引起果汁及浓缩果汁的后混浊；同时由于果汁中大量糖的存在，在超滤过程中，不仅会使超滤系统产生次生覆膜，而且会降低超滤通量。加入分解多糖物质的商品果胶酶，可减少次生覆膜的产生，提高超滤通量。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，而且超滤膜难以清洗。与化学方法相比，用果胶酶对超滤膜清洗的优点是能完全把生物分解，可以在最佳的pH值和温度下作用，缩短清洗时间，增加超滤膜的通透量和使用寿命，节省能源，节省时间，增加产量。因此超滤技术与酶技术配合对超滤发挥至关重要德作用。4．5对果品营养成分的影响利用果胶酶生产果汁不仅能提高出汁率，而且保留了果汁中的营养成分。其中果汁的可溶性固形物含量明显提高，这些可溶性固形物由可溶性蛋白质和多糖类物质等营养成分所组成，果汁中胡萝b素的保存率也明显提高。ChangTung—sun等人对果胶酶处理果汁的研究表明，酶处理后果汁的葡萄糖、山梨糖和果糖含量显著提高，蔗糖含量略有下降，但总糖含量上升。此外，由于果胶的脱酯化及半乳糖醛酸的大量生成，使果汁的可滴定酸度上升，pH值下降，芳香物质含量也有明显提高。经果胶酶处理后的葡萄汁，各种酯类、萜类、醇类和挥发性酚类的含量提高，使葡萄汁的风味更佳；由于葡萄细胞壁的破碎，类胡萝b素和花色苷等大量色素溶出，改善了葡萄汁的色泽，大大提高了其外观品质，而且k，Na，ca，Zn等矿物质元素含量也有较大提高。4．6其他物质的提取含有纤维素酶和半纤维素酶的粗果胶酶制剂对植物材料有很好的浸解作用，可以利用它来提取有用的物质。如从柑橘皮中提取香油和类胡萝b素；从果皮和果渣中提取使饮料形成雾样浑浊的物质等。水果破碎物经酶浸解或液化处理后制备的酱、泥、冻和饮料不仅品质好，收率也高。4．7脱除及净化果皮含有纤维素和半纤维素的粗果胶酶制剂能够作用于果实皮层，使之细胞分离及结构破坏而脱落。如柑橘囊衣、莲子肉皮、大蒜膜层及花生内皮等经粗果胶酶处理后，可以很快地脱落或消失，果胶酶对杏仁也有一定的脱皮作用。脱除后的果皮用果胶水解酶处理，可以降解果皮上残留的果肉组织和膜组织，生产出的净果皮可用于加工饮料、糖果和蜜饯等产品，这方面运用最多的是橘皮。4．8浓缩果汁的制备果汁浓缩后，不仅流动性差，而且稳定性也差，因此果汁的浓缩也需先澄清和脱果胶，以避免浓缩时产生胶凝。果汁经酶处理去除果胶后再浓缩，所得浓缩汁有较好的流动性，并且重新稀释后仍是稳定的。尤其适用于柑橘类浓缩汁的生产。4,9在其他方面的应用在葡萄酒生产的过程中应用果胶酶，可以提高葡萄汁好葡萄酒的出产率，可以增强葡萄酒的澄清效果,大大提高葡萄酒的过滤速度。果胶酶还可以提高超滤时的膜通量,还可用于超滤膜的清洗。利用果胶酶清洗超滤膜能100%地进行生物降解,而且可以在最佳pH值、温度下作用。缩短清洗时间、增加超滤膜的通透量和使用寿命，既增加了产量、、又节省了能源，可谓是一举两得。果胶酶是应用于果蔬饮料生产中主要的酶类,它可以较大幅度地提高果蔬品种的出汁率,改善其过滤速度和保证产品贮存稳定性。随着果汁和果酒行业的快速发展,果胶酶的需求和应用前景将极为广泛。5，果胶酶的前景目前我国的水果种植和水果加工工业发展迅速，为果胶酶的开发和应用提供了广阔的前景：生产厂家如果要提高产品质量和做好售后服务，就必须加大力度研究果胶酶在果汁中的应用，使果胶酶的开发和应用取得良好的效果。由于果胶酶可为其他酶的酶解反应提供作用底物，因此其作用在酶解反应开始阶段显得尤为重要。在目前的复合酶制剂中，果胶酶与其他酶类相比，单位酶活相对较高，而且在实际中取得了较好的应用效果．在今后果胶酶添加量的研究中，首先应考虑果胶酶作用底物的量。由于复合酶内部存在互作效应，不同配比或不同浓度的复合酶产生的效果可能有很大差异，因此为充分发挥复合酶制剂的作用，亦应考虑果胶酶与其他酶类的协同效应。,6，结论目前,在果蔬汁加工业中已广泛采用果胶酶降解果蔬细胞壁以改善压榨性能、降低粘度、增加出汁率和提高营养成分。在食品加工比,酶的一个重要用途是使原科更易于处理,增加产品的得率,使用果胶酶、纤维素酶和半纤维素酶可促进细胞分离,细胞壁变软,这特别适于水果。果胶酶作用于果胶质中D-半乳糖醛酸残基之间的糖苷键,使高分子的聚半乳糖醛酸降为小分子物质。因此,它在食品工业有重要的应用价值。果胶酶是应用于果汁生产中且主要的酶类,它可以较大幅度地提高果品品种的出汁率,改善其过滤速度和保证产品贮存稳定性。随着软饮料行业的快速发展,