78 2016年12月 第37卷第24期 Food Research And Develo ̄ment 食品研究与开发 食品研发 DOI:10.3969 ̄.issn.1005-6521.2016.24.019 生物酶法软化胡萝卜的研究 叶琳琳,张艳,赖春香,汪艳,李丽萍,张伟,张继武’ (安徽科技学院食品药品学院,安徽凤阳233100) 摘要:以植物性食材一胡萝卜为研究对象,经过冻结的胡萝卜块,在复合酶液中解冻,并通过真空渗酶,酶解软化,研 制出适合老年人食用且具有一定色、香、味、形又营养的胡萝卜软化食品。通过单因素试验、正交试验,确定了酶解的最 佳工艺条件。结果表明:复合酶即果胶酶与纤维素酶的质量比为1.1:0.4,复合酶的添加量为1.5%,酶解pH为5I2、酶解 温度5O℃、酶解时间为2.5 h。 关键词:胡萝卜;酶解;软化食品 Development of the Softening Carrot by the Enzymolysis YE Lin—lin,ZHANG Yan,LAI Chun—xiang,WANG Yan,LI Li—ping,ZHANG Wei,ZHANG Ji-wu (College of Food and Drug,Anhui Science and Technology University,Fengyang 233 100,Anhui,China) Abstract:Using plant ingredients—carrot as the experimental material,and the softening for enzyme infusion in- to carrot root enhanced by freeze-thaw under reduced pressure was examined.The softening foods for the elderly people with nutritious,tasty,physiological needs,a great shape,stimulate appetite was deveioped.The opti— mum process conditions of enzymolysis was determined by single factor experiment,orthogonal experiment.The results showed that the weight ratio of pectinase and cellulase was 1.1:0.4,the optimum enzymolysis condition was compound enzyme dosage 1.5%,pH 5.2,temperature 50 oC and time 2.5 h. Key words:carrot;enzymolysis;softened food 我国是老年人口最多的国家,占世界老年人口 的22%Ill。目前,我国人口老龄化已经进入快速发展 期,据国家统计局资料,截止2014年底,全国总人口 品都是冲调、糊粉类的食品及少量的老人面包、饼干 和老人蜂蜜等,存在着种类少、价格高、口味缺乏等现 象,降低了老年人的生活质量。 胡萝卜营养丰富,含有丰富的糖类、蛋白质、脂肪、 136782万人,60岁以上人口已达到21 242万人,占总 人口15.5%,65岁以上人口已达到13 755万人,占总 纤维素、多种维生素、各种无机盐、微量元素 ,深受人 们喜爱。在老年人群,胡萝卜大多直接烹饪,即使煮熟 了也不易被食用,如果煮了过烂,又丧失了其营养价 值。本试验借鉴文献Sakamoto K阍,选用胡萝卜为主要 原料,探讨了不同酶的加入量、酶解反应条件对产品 人口10.1%,预计2020年,60岁以上人口将达到占总 人口19-3%,2050年将达38.6%。老年群体每年的消 费潜力很大,其中老年人食品消费占有很大的比例, 大概占35%,老龄化社会的到来,老年健康食品的需 求将会十分巨大,其研究与开发的市场前景广阔[2-31。 然而,目前市场上现有的老年食品90%以上的老年食 品质的影响,获取了最佳的工艺条件;开发出适合老 年人营养、口味、生理需求并具有很好形状、激发食欲 的胡萝卜软化食品,该产品具有广阔的发展前景,同 时也可为其他食材的开发提供借鉴。 基金项目:安徽科技学院2014年国家级大学生创新创业训练计划项 作者简介:叶琳琳( 1994--)’女('汉),在读本 ),女(汉),在读本科生,主要从事食品科学 主要从事食品科学 1材料与方法 一 … …一 与工程的研究。 通信作者:张继武(196l一),男(汉),副教授,硕士,主要从事农产 品加工与贮藏方面的研究。 1.1 材料与仪器 1.1.1 原材料 胡萝卜:购于凤阳当地农贸市场。 食品研发 叶琳琳,等:生物酶法软化胡萝卜的研究 1.1.2药品 柠檬酸、柠檬酸钠(均为分析纯):购自天津大茂化 学仪器供应站;果胶酶(≥1 000活力单位)、纤维素酶 (≥1 800活力单位)、木瓜蛋白酶(>I500活力单位): 均购自上海源叶生物科技有限公司;琼脂(条状,食品 级):购自国药集团化学试剂有限公司。 1.1.3仪器 SHB一111循环水式多用真空泵:郑州长城科工贸有 限公司;PHS一3C精密pH计:上海安亭昌吉路148号 雷磁仪器厂;电热恒温培养箱:上海跃进医疗器械厂; FAIO04电子天平:上海精科天平;HH一4数显恒温水 浴锅:江苏金坛市金城国胜实验仪器厂;三龙牌冰箱: 广州市白云区兴南制冷设备厂。 1.2方法 1.2.1工艺流程 胡萝卜清洗一切分一漂烫一冷冻一酶液中解 冻一真空渗透一恒温酶解一灭酶一软化胡萝卜 1.2.2酶解方法 将选好的胡萝卜刷净,去皮,切成3 cm~4 cm长, 注意长短均匀,然后斜切成为2块。每块保持大小基 本均匀,以防止酶解时酶解不完全。在100℃下热烫 5 rain一8 arin,冷却,沥干。将胡萝卜置于冰箱中冻结, 冻结10 h取出,在室温下置于充分的酶液中解冻,然 后放人50 qC、0.08 MPa真空干燥箱中进行真空酶液渗 透,渗透时间10 min,迅速卸压,然后将胡萝卜从酶液 中取出放入烧杯中,再放入恒温水浴锅中恒温进行酶 解反应,反应完毕,将酶解后的胡萝卜放人90 0【=的蒸 汽中灭酶20rain。 1.2.3胡萝卜酶解工艺参数的选择 研究果胶酶、纤维素酶两种酶制剂单独作用、混 合作用对胡萝卜块的软化效果的影响,采用正交试验 确定软化胡萝卜块加工的最佳酶解工艺条件。 1.2.3.1复合酶配比的确定 1)果胶酶单因素试验 分别量取pH值为5.0的柠檬酸一柠檬酸钠缓冲液 100mL加入4个150mL烧杯中,果胶酶添加量设为 0.60%、0.80%、1.00%、1.20%,将经真空人酶的胡萝 b块浸入4个烧杯中,酶解时间为3 h,酶解温度为 50℃,以胡萝卜块软化感官评分为指标,研究果胶酶 酶液浓度对胡萝卜块软化效果影响。 2)纤维素酶单因素试验 分别量取pH值为5.0的柠檬酸一柠檬酸钠缓冲液 100mL加入4个150mL烧杯中,纤维素酶添加量设 为0.50%、1.00%、1.50%、2.00%,将将经真空入酶的 79== 一 胡萝卜块浸入4个烧杯中。酶解时间为3 h,酶解温度 为50 cI=,以胡萝卜块软化感官评分为指标,研究纤维 素酶酶液浓度对胡萝卜块软化效果影响。 3)复合酶配比的确定 根据果胶酶、纤维素酶单因素试验结果,以果胶 酶、纤维素酶两种酶的不同添加量为因素进行二因素 三水平正交试验,真空渗酶后,酶解时间为3 h,酶解温 度为50℃,以胡萝卜块软化感官评分为指标,评定胡 萝卜块的软化效果确定复合酶的最佳配比。 1.2.3.2最佳酶解工艺参数的确定 在混合酶最佳配比试验基础上,为了优化混合酶解 软化的工艺条件,本试验选取酶的添加量、酶液pH值、 酶解温度和酶解时间为因素进行L9(3 )正交试验嘲, 评定胡萝卜块的软化效果确定混合酶解的最佳工艺 条件。 1_3软化效果感官评价标准 采用百分制评分检验法,邀请8人为评委,分别从 胡萝卜风味、硬度、色泽、外形4个方面进行感官评分, 最后取平均值。感官评价表见表1同。 表1感官评分标准 Table I The standards ofsensory score 2结果与分析 2.1复合酶配比试验结果与分析 2.1.1果胶酶的单因素试验 果胶酶酶液浓度对胡萝卜软化效果的影响见图1。 果胶酶是从根霉中提取的,使细胞间的果胶质降 解,把细胞从组织内分离出来。 由图1可知酶解时间都设定为3 h,pH值设定为 5.0,温度设定为50℃时,果胶酶浓度低于1.00%时, 胡萝卜的软化效果随浓度升高而升高,浓度大于1.00% 后胡萝卜软化效果随浓度升高而降低。 叶琳琳,等:生物酶法软化胡萝卜的研究 食品研发 =‘5}D 舡Ⅱ 餐 果胶酶酶液浓度,% 图1果胶酶酶液浓度对软化效果的影响 Fig.1 Effects of patinas liquid concentration on softening of lotus 2.1-2纤维素酶的单因素试验 纤维素酶酶液浓度对胡萝卜软化效果的影响见 图2。 恤 餐 纤维素酶酶液浓度/% 图2纤维素酶酶液浓度对软化效果的影响 Fig.2 Effects of cellulose liquid concentration on softening of lotus 由图2可得酶解时间设定为3 h,pH值设定为 5.0,温度设定为50 c【=时,纤维素酶浓度在0.50%时, 胡萝卜的软化效果达到最佳,但是随着浓度的增加,纤 维素酶的软化效果越来越不明显,当酶浓度大于1.5% 时,酶效力越来越差。 2.1.3复合酶配比的确定 复合酶最佳配比的确定在果胶酶和纤维素酶的 单因素试验基础上,采用两因素三水平正交试验优化 两种酶的最佳配比,其中选择反应条件为:酶液pH值 为5.0,在50℃条件下恒温酶解3 h。两种酶正交试验 结果见表2。 表2两种酶正交试验结果 Table 2 Orthogonal test results of two enzymes 续表2两种酶正交试验结果 Continue table 2 Orthogonal test results of two enzymes 由表2结果可以看出,两种酶对胡萝卜软化效果 影响次序为:果胶酶>纤维素酶,感官评分最高的酶液 组合为A B ,极差分析结果表明A3B 组合酶解效果最 佳。故混合酶最佳配比为:果胶酶浓度1.10%,纤维素 酶浓度为0.40%,即果胶酶与纤维素酶的质量比为 1.1:0.4。 2.2酶解工艺参数单因素试验结果与分析 与确定复合酶中各种酶的比例方法一样,进行单 因素试验,探究不同浓度的复合酶,不同酶解时间、酶 解温度和酶解pH值对胡萝卜的软化效果的影响。 2.2.1不同浓度复合酶的单因素试验结果与分析 酶加入量少的时候,酶解程度低,胡萝卜块硬度 大,达不到研究的目的,酶液加入量大,酶解程度过高, 胡萝卜块易粉碎,不易成型,咀嚼口感差。复合酶酶液 浓度对胡萝卜软化效果的影响见图3。 恤 ;5一 0.50 1.OO 1.5O 2.UO 复合酶浓度,% 图3复合酶酶液浓度对软化效果的影响 Fig.3 Effect ofconcentration ofcompound enzyme oslution on softening effect 由图3可得酶解时间设定为3 h,pH值设定为 5.0,温度设定为5O℃时,复合酶浓度低于1.5O%时, 胡萝卜的软化效果随浓度升高而升高,浓度大于1.50% 后胡萝卜软化效果随浓度升高而降低。即复合酶浓度 在1.5O%时,胡萝卜的软化效果最佳。 2-2.2不同酶解时间的单因素试验结果与分析 酶解时间过短,达不到软化目的,胡萝卜味突显 不出来,酶解时间过长,胡萝卜块不易成型,虽然软 化效果相对比较好,但是胡萝卜的色泽,外观等都 不是很好。不同酶解时间对胡萝卜软化效果的影响 见图4。 食品研发 叶琳琳,等:生物酶法软化胡萝卜的研究 8i==I 恤 餐 U.5 1.U 1.5 2.U 2.5 3.0 3.5 4.O 时间/l1 圈4不同酶解时间对软化效果的影响 Fig.4 Effects of enzymolysis time on the softening effect 由图4可得复合酶浓度为1.5%,pH设定为5.0, 温度设定为50℃时,胡萝卜软化效果随着酶解时间 的增长而明显,当时间超过2.5 h时,软化效果越发不 明显。 2.2-3不同酶解温度的单因素试验结果与分析 提高温度可以增加酶促反应的速度,而酶的化学 本质是蛋白质,温度过高可引起蛋白质变性,导致酶 的失活故而胡萝卜软化效果与其有直接的关系。酶解 温度过低,达不到软化目的,酶解温度过高,胡萝卜块 不易成型,同样也影响胡萝卜风味。不同酶解温度对 胡萝卜软化效果的影响见图5。 恤 镁 45 5O 55 6U 温度/℃ 图5不同酶解温度对软化效果的影响 Fig.5 Effects of enzymolysis temperature on the softening effect 由图5可得复合酶浓度为1.5%,pH值设定为 5.0,时间设定为2 h时,酶解温度低于50℃时,胡萝卜 的软化效果随酶解温度升高而升高,温度大于50℃后 胡萝卜软化效果随温度升高而降低。 2.2.4不同酶解pH值的单因素试验结果与分析 pH值对酶的活性的影响极为显著,通常酶在一定 的pH值范围内才表现出活性,同一种酶在不同的pH 值下所表现的活性不同。不同酶解pH值对胡萝卜软 化效果的影响见图6。 由图6可知复合酶浓度为1.5%,温度设定为5OcC, 时间设定为2 h时,当pH值低于5.0时,胡萝卜的软 化效果随pH值升高而升高,pH值大于5.0后胡萝卜 软化随pH值升高而降低。 2-3最佳酶解工艺参数的确定 在复合酶解单因素试验基础上,进行酶解工艺参 恤 餐 pH值 图6不同酶解pH值对软化效果的影响 Fig.6 Effects of enzymolysis pH value on the softening effect 数优选,采用正交试验优化各种因素的影响,本研究 选用 (3 )正交表。复合酶软化胡萝卜正交试验方案 和结果见表3。 表3复合酶软化胡萝卜正交试验方案和结果 Table 3 Scheme and result of orthogonal test of senzymes to soften carrots 由表3结果可以看出,各因素对胡萝卜软化效果 影响次序为:D(酶系pH)<G(酶液浓度)<E(酶解温度) <F(酶解时间),由感官评分结果酶解最佳组合为 D3E F,G。,极差分析结果表明D3E2F3G 最佳,因此酶解 胡萝卜的最佳工艺条件:pH为5.2、温度50℃、时间为 2.5 h、酶液浓度1.4%。 3结论 以感官评分作为评价指标,通过单因素试验探讨 了各因素对胡萝卜酶解软化效果的影响,并在此基础 上通过正交试验确定了酶解软化的最佳工艺参数:果 胶酶与纤维素酶的质量比为1.1:0.4,酶系pH 5.2、酶解 温度为50℃、酶解时间为2.5 h,酶液的浓度为1.4%。 该产品达到了一定的软化程度并具有较好的色、香、 味、形及营养,尤适合于老年人群食用。 2016年12月 82 第37卷第24期 Food Research And Development 食品研究与并发 食品研发 DOI:10.39690.issn.1005-6521.2016.24.020 花生蛋白冰激凌的制作配方研究 杜娟。金珊珊 (安阳工学院,河南安阳455000) 摘要:以脱脂花生蛋白粉部分代替乳粉,研究脂肪含量较低的花生蛋白冰激凌的制作工艺。以脱脂花生蛋白粉、全脂 乳粉、植脂奶油的含量为因素,通过正交试验确定制作花生蛋白冰激凌的最佳工艺配方。研究结果:在脱脂花生蛋白粉 的含量为7%,全脂乳粉的含量为9%,植脂奶油的含量为6%时所制得的产品的质量最好;根据此配方制得的冰激凌 感官评分为92.26分,总固形物含量为35.73%,非脂乳固体含量为6.01%,蛋白质含量为8.96%,脂肪含量为5.09%,膨 胀率为83.02%。 关键词:脱脂花生蛋白粉;全脂乳粉;植脂奶油;花生蛋白冰激凌 Research on Production Process of Peanut ProteiII in Ice Cream DU Juan,JIN Shah—shan (Anyang Institute of Technology,Anyang 455000,Henan,China) Abstract:The defatted peanut protein was used to instead of milk power partly,to study the production process of peanut protein ice cream of lower fat content.The peanut protein ice cream production was test through or- thogonal test with defatted peanut protein power,milk power,plant butter.he resulTts showed that the best pro— portion of products obtained when the defatted peanut protein powder content of 7%.the whole milk powder content of 9%。and the whipped cream content of 6%.Manufacturing ice cream get into 92.26 sensory evalua- tion,total solids content of 35.73%,non—fat milk solids content of 6.01%,protein content of 8.96%,fat con— tent of 5.09%。expansion ratio of 83.02%according to the formula. Key words:defatted peanut protein powder;whole milk powder;whipped cream;peanut protein ice cream 市售冰激凌大多是以牛奶和奶油为主要原料,添 加蔗糖、鸡蛋、乳化剂、稳定剂以及香精等原料,经原料 混合、均质、杀菌、冷却、老化、凝冻、灌装成型等工序加 工而成的口感润滑的冷饮食品。冰激凌不仅消暑解 食和营养品。 花生蛋白不同于乳蛋白,它是一种植物蛋白。市 售的脱脂花生蛋白粉不仅具有脂肪含量低,蛋白质含 量高,营养素含量丰富,基本无抗营养因子等优点,而 且脱脂花生蛋白粉的价格较乳粉便宜。因此,若用脱 渴,而且它营养价值很高,富含蛋白质、脂肪等人体必 需的营养物质,是广大消费者非常喜爱的夏季解暑美 作者简介:杜娟(1978一),女(汉),讲师,硕士,研究方向:食品安全。 脂花生蛋白粉部分代替乳粉,不仅能改善风味,提高 营养价值,而且能降低成本,适合大规模生产。 本试验在单因素试验基础上通过正交试验设计, 参考文献: [1】王红美.老年人口健康评价及其管理模式研究fJ].中国热带医学, 2O12(1O):l290—1293 与营养,2009(12):41—42 [5】 Sakamoto K,Shibata K,Ishihara M.Decreased hardness of dietary ifber-rich foods by the enzyme-infusion method[J1.Bioscience, Biotechnoogy,and Biochemistry,2006,70(7):1564-1570 【2】徐丽,生庆海.老年食品的开发方向[J].农产食品科技,2007,1(1): 59—60 l6 曹健,6l师俊玲.食品酶学[M】.郑州:郑州大学出版社,2011:64—129 [7J徐树来,王永华.食品感官分析与实验[M】.北京:化学工业出版社, 2009:100—101 [3】李哲敏.老年食品开发的技术要点及市场前景[ 中国食物与营 养,2003(4):17—18 [4]张雅稚.胡萝 的营养保健功能及产品开发利用[J1.中国食物 收稿日期:2016—03—14