八角梨汁果膠酶澄清工藝研究畢業(yè)論文

PAGE3PAGE3 本科生畢業(yè)設計（論文）題目八角梨汁果膠酶澄清工藝研究學院食品科學與藥學學院專業(yè)食品科學與工程班級食科姓名學號職稱副教授年月日目錄摘要………………1前言……………21材料與方法……………………21.1試驗材料…………………21.1.1試劑…………………21.1.2試驗儀器………………21.2試驗方法…………………31.2.1總果膠測定與計算……………………31.2.2果膠酶處理……………………31.2.3酶解試驗…………………32結(jié)果與分析……………………32.1果膠酶優(yōu)選…………………32.2果膠酶用量對八角梨汁酶解效果的影響…………………42.3不同酶解溫度對八角梨汁酶解效果的影響…………………52.4pH值對八角梨汁中果膠酶酶解效果的影響…………………52.5酶解時間對酶解反應的影響………………62.6果膠酶對八角梨汁中果膠酶解反應條件的優(yōu)化…………73結(jié)論……………7謝辭………………8參考文獻………………………9PAGE2八角梨果汁中果膠酶酶解工藝條件研究麥合木提·米吉提指導老師：熱合滿·艾拉摘要：通過試驗得出八角梨汁中果膠含量0.4%，最佳酶制劑為液態(tài)PectinexBEXXL；并通過單因素對比試驗初步確定八角梨果汁酶解的工藝條件，通過正交試驗優(yōu)化工藝參數(shù)，確定果膠酶酶解八角梨果汁的最佳工藝組合：酶制劑用量為120μL/100mL，溫度40℃，時間2h，最適pH為5～5.5。關(guān)鍵詞：八角梨汁、果膠酶、酶解、澄清前言新疆有一種梨子叫八角梨，維吾爾語叫“啊姆提”。其長相“丑陋”，疙里疙瘩，形狀各異，香味濃郁、皮薄、肉細、汁多甜酥、清爽可口。八角梨具有多種功效，其中包括能保護心臟，減輕疲勞，增強心肌活力，降低血壓；另外，梨所含的配糖體及鞣酸等成分，能祛痰止咳?？κ舶私抢鏍I養(yǎng)價值高，可食部分達73.6%。每100克鮮果的可食部分含蛋白質(zhì)0.1克，脂肪0.1克，碳水化合物6.7克，膳食纖維6.7克，熱量28千卡，維生素C4.3毫克，鈣22毫克，磷19毫克，鐵1.2毫克，鋅2.61毫克，鉀79毫克，鈉3.7毫克，鎂8毫克，含糖量10%，酸0.03%，灰分0.12%。果膠酶是能夠分解果膠物質(zhì)的多種酶的總稱，果膠酶的總類很多，由于聚半乳糖醛酸酶最先被人類認識，常備稱為果膠酶，所以應用最為廣泛。果膠是有不同酯化度的半乳糖醛酸α-1，4糖苷鍵合成的多糖鏈，它存在于所有高等植物中，沉積在初生細胞與細胞間層，初生細胞與不同含量的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及某些伸展蛋白相互交連，使細胞組織結(jié)構(gòu)堅硬，表現(xiàn)出固有的形態(tài)。八角梨果肉有一定的果膠物質(zhì)。因此，用常規(guī)法生產(chǎn)八角梨汁會導致果汁混濁、出汁率低。而將果膠酶應用于八角梨汁不僅能夠提高其出汁率［1，2］，降低果汁粘度，改善果汁過濾效果，增加果汁可溶性固形物的含量，又能水解果汁中引起混濁的果膠物質(zhì)，加速和增強果汁的澄清或提高果汁的穩(wěn)定性等[3-6]。目前此法在澄清草莓汁、蘋果汁、獼猴桃汁、桑椹果汁等產(chǎn)品領域已得到成功應用［7-10］，但將果膠酶用于八角梨汁酶解工藝與效果尚未見詳細報道。本實驗驗將以八角梨鮮榨汁為原料，利用果膠酶對八角梨汁中果膠進行酶解，降低或完全降解梨汁中果膠，以期為生產(chǎn)八角梨澄清汁提供工藝參數(shù)。1.材料與方法1.1試驗材料新疆喀什市鮮八角梨果膠酶：PectinexBEXXL酶活力16000PGU/mL；PectinexBE3-L酶活力5000PGU/mL；PectinexSMASHXXL50000PGU/mL；PectinexYieldMASH酶活力55000PGU/mL；Pectinex5XL酶活力16000PGU/mL；Pectinexvltraclear酶活力5000PGU/mL；PectinexuLTRAColor酶活力5000PGU/mL.諾維信（中國）生物技術(shù)有限公司提供。1.1.1試劑氫氧化鈉，乙醇，鹽酸，氯化鈣，冰乙酸（以上試劑均為分析純）。1.1.2試驗儀器HN-101-3電熱鼓風干燥箱，南通滬南科學儀器有限公司；PHB-990實驗室酸堿度測試儀，上海艾旺工貿(mào)有限公司；PG-S電子天平，梅特勒-托利儀器（上海）有限公司；ZWA-J阿貝折射儀，上海光學儀器五廠；SHZ-Ⅲ循環(huán)真空泵，上海亞榮生化儀器廠；移液槍，北京青云航空儀表有限公司。1.2試驗方法1.2.1總果膠測定與計算根據(jù)食品化學與分析中果膠檢測方法得出八角梨汁總果膠含量計算公式[11]：式中：G—濾渣重量;W—樣品重量1.2.2果膠酶處理果膠酶濃度很高，而且容易失活，必須現(xiàn)配現(xiàn)用，將酶稀釋10倍，放入冰箱冷藏，6h內(nèi)使用。根據(jù)試驗要求，取所需的果膠酶樣加入到待酶解的八角梨汁中。1.2.3酶解試驗取8份100mL、可溶性固形物含量為12Brix的鮮八角梨汁，用分別加入=1\*GB3①-=7\*GB3⑦種果膠酶稀釋液20μL，在40℃水浴鍋中反應60min后滅酶，將反應液放入95℃水浴鍋中10min，使得沒有參加反應的酶失去活性，阻止酶液與底物繼續(xù)反應。滅酶冷卻后，加入4%的鹽酸調(diào)整pH值為2左右，在90℃水浴鍋中保溫90min，適當攪拌，使底物中原果膠轉(zhuǎn)化為可溶性果膠。粗果膠的測定方法采用酒精沉淀法，準確吸取反應液50mL置于250mL錐形瓶中，加入體積為原體積的2-3倍的95%無水乙醇溶液，靜置30min，用經(jīng)過干燥并已知重量的定量濾紙抽濾。沉淀用90％乙醇少量洗滌至濾液對α-萘酚不起呈色反應為止，洗滌的沉淀連同濾紙一起放入已知重量的稱量瓶中，于100℃溫度下干燥至恒重后，放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱重。樣品反應后膠體含量以100g物質(zhì)中含剩余粗膠體克數(shù)表示。結(jié)果與分析2.1果膠酶優(yōu)選八角梨汁中果膠含量為0.4%，能與纖維素及伸展蛋白交聯(lián)，阻礙果汁過濾等后續(xù)工藝，所以在果汁生產(chǎn)過程中，酶解作為關(guān)鍵步驟之一。果膠酶具有專一、高效的特點，它能水解果膠酸和聚半乳糖醛酸分子內(nèi)部的糖苷鍵，生成較小相對分子質(zhì)量的寡聚半乳糖醛酸，使其黏度下降，改善了果汁的澄清效果。通過試驗發(fā)現(xiàn)，不同的果膠酶對八角梨汁的酶解的最終效果影響很大，結(jié)果見圖1。由圖1可知，在保證底物過量，反應條件相同的情況下，①號（PectinexBEXXL）果膠酶反應剩下的底物最少，而且有很高的澄清度，說明最適合用于八角梨汁中果膠酶酶解。=5\*GB3⑤號酶（Pectinex5XL）酶解效果也很好。從生產(chǎn)成本上考慮，選?、偬枺≒ectinexBEXXL）果膠酶來做八角梨汁的酶解試驗。2.2果膠酶用量對八角梨汁酶解效果的影響果膠酶用量對八角梨汁果膠酶酶解的影響很大。當果膠酶用量低時，果膠分解不完全，影響過濾及澄清工藝；當果膠酶劑量過高時，由于酶蛋白存在又會使果汁產(chǎn)生渾濁[12]。試驗選取100mL八角梨汁，分別加入酶稀釋液40-180uL，結(jié)果見圖2。由圖2試驗結(jié)果可以看出，酶液添加量在40-120μL之間時，八角梨汁中的殘余果膠含量成下降趨勢，但是在120μL之后有略微的上升趨勢。所以由圖可以得出，八角梨汁果膠酶解的最佳酶劑量為120μL/100mL最為適宜。2.3不同酶解溫度對八角梨汁酶解效果的影響PectinexBEXXL果膠酶作用的溫度一般在20℃-60℃之間，溫度過低，每增加10℃，美得活性增加一倍，高于60℃，酶因為不能耐高溫而失去活性[13]。所以溫度的控制對酶解的效果影響很大。試驗取100mL八角梨汁，加入120μLPectinexBEXXL果膠酶，分別在35℃，40℃，45℃，50℃，55℃下反應2h，試驗結(jié)果如圖3所示。圖3溫度對八角梨汁酶解效果的影響從圖中可以看出，35℃-40℃之間，美得活性最強，40℃以上，果膠含量明顯增加，說明酶的活性隨溫度的升高而降低。到達一定溫度將失去其活性，從試驗得出，PectinexBEXXL果膠酶的最佳反應溫度是40℃。2.4pH值對八角梨汁中果膠酶酶解效果的影響用檸檬酸配置成pH值分別為3.5，4，4.5，5，5.5的緩沖液，加入100mL八角梨汁中，使八角梨汁達到以上pH值，再加入PectinexBEXXL果膠酶120μL，40℃反應2h后，測定殘余果膠含量。試驗結(jié)果如圖4。圖4PH值對八角梨汁中果膠酶酶解效果的影響由圖4可知，pH在3.5-4.5之間，酶解效果不明顯，尤其是pH=4時，效果最差，當pH為5以上，果膠剩余量明顯減少，經(jīng)檢測了解，八角梨原汁中pH為5.33，正好在酶解最適pH范圍內(nèi)。從工藝角度上說，減少加工成本和工序。所以本試驗選擇pH值為5-5.5為反應最佳酸度值。2.5酶解時間對酶解反應的影響不同酶解時間對果膠酶影響很大，時間太短，使得果膠酶沒有時間完全分解底物中的果膠，理論上說，酶解的時間越長越好，但實際生產(chǎn)過程中，適當?shù)姆磻獣r間對果膠酶解有著重要的意義，試驗結(jié)果如圖5。由圖5可知，當反應時間為2h時，果膠酶已經(jīng)反應了94.8%，當反應3h后，已經(jīng)反應99.3%。所以3h反應時間最佳，但是實際工業(yè)生產(chǎn)當中，大多采用2h，因為此刻果膠殘留量已經(jīng)很少，從成本和時效性考慮，本試驗選擇的是2h作為最佳酶解時間。2.6果膠酶對八角梨汁中果膠酶解反應條件的優(yōu)化在單因素試驗的基礎上，通過L9（34）正交試驗優(yōu)化果膠酶對八角梨汁中果膠酶解條件，確定較優(yōu)的轉(zhuǎn)化工藝參數(shù)，其結(jié)果如表2-1所示。表2-1正交試驗及結(jié)果試驗組號A酶制劑用量/μLB時間/hCpH值D溫度/℃反應率/%1111188.72122290.33133387.34212386.55223194.86231294.07313293.38321388.69332194.3K188.76790.03390.96792.700K291.76790.70089.40093.000K391.63391.43391.80087.467極差R3.0001.4002.4005.233因素主次2431優(yōu)水平A2B3C3D2由表2-1可以看出，對酶解影響最大的因子是溫度，酶具有活性，溫度過高酶失去活性。影響酶解反應因素的次序為D>A>C>B，酶解反應最佳組合為加酶量120μL/100mL，酶解溫度40℃，時間2h，pH值為5.5，在此條件下，酶解反應率為94.8%。3小結(jié)通過八角梨汁酶解工藝研究單因素試驗得出，八角梨汁中果膠含量0.4%，最適合八角梨汁中果膠酶酶解的酶是PectinexBEXXL，酶制劑用量為120μL/100mL，酶解溫度35℃-40℃，反應時間2h，pH值為5-5.5之間。在單因素試驗的基礎上，通過L9（34）正交試驗優(yōu)化果膠酶對八角梨汁中果膠酶解條件最佳的酶解工藝參數(shù)為：酶用量120μL/100mL，溫度40℃，時間2h，最適PH范圍為5-5.5。除此之外可獲得八角梨汁果膠酶解的最佳酶制劑、以及酶制劑的用量、酶解時間、溫度和最適的酶解pH值，并通過正交試驗得出最佳酶解組合條件。謝辭我要最衷心的感謝的是—我的導師熱合滿老師，本文是在老師耐心指導下完成的。熱合滿老師嚴謹?shù)闹螌W作風、求實的工作態(tài)度使我受益匪淺，更重要的是從老師身上學到了對待任何事情的那種精益求精和一絲不茍的精神和態(tài)度。在一個學期的實習過程中，老師給予我許多關(guān)心和指導，而且老師那認真工作的精神、敏銳的洞察力、科學的工作方法、真誠的性格永遠是我學習的榜樣。在此，謹向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！其次，我要感謝的是我在做實習期間內(nèi)，給予我?guī)椭椭笇У臒岷蠞M老師。尤其是在大學期間和我一直保持友好關(guān)系的朋友們，你們是我大學畫卷中不可缺少的色彩，是你們勇敢的作為我身邊的諍友，為我的前行之路建立了一面真誠的銅鏡。當然，還有一份感激之情難于言表，那就是感謝我的父母不辭辛勞培養(yǎng)了我，沒有你們就沒有我的今天，也就沒有我們幸福家庭的點點滴滴。再此，我還要感謝大學四年來所有的任課老師，是他們把科學的方法和知識傳授與我，讓我可以在今后學習和研究的道路上能有一個良好的開始，也正是因為他們的幫助才能使我的大學學習和生活能在充實中度過。最后，感謝所有在畢業(yè)論文準備期間給與我?guī)椭睦蠋?、同學和朋友們表示衷心的感謝！祝愿大家都能珍惜擁有、平安快樂、萬事如意。參考文獻：[1]周世水，丁金國．固定化釀酒酵母發(fā)酵香蕉酒的研制[J