在瓜果蔬菜的加工过程中,其鲜味及果汁的口感非常重要。由于水果中含有大量的果胶、纤维素、半纤维素、淀粉及色素等,导致果浆的黏度高、压榨率低且难以澄清。因此,果汁生产中使用果胶酶、纤维素酶、淀粉酶、葡萄糖氧化酶等来解决这些问题。
第一个应用在果汁处理工业中的是果胶酶。1930年美国人Z.J.Kertesz和德国人A.Mehlitz同时建立了用果胶酶澄清苹果汁的工艺。从此果汁处理业发展成为一个高技术含量的工业。
水果加工中最重要的酶是果胶酶,果胶在植物中作为一种细胞间隙充填物质而存在,它是由半乳糖醛酸以α-1,4键连接而成的链状聚合物,其羧基大部分(约75%)被甲酯化,而不含有甲酯的果胶称为果胶酸。
果胶的一个特性是在酸性和有高浓度糖存在下可形成凝胶,这一性质是制造果冻、果酱等食品的基础,但在果汁加工上,却导致压榨和澄清过程发生困难。
用果胶酶处理溃碎果实,可加速果汁过滤,促进澄清。全球商业果胶酶制剂销售量约占食品酶制剂销量的1/4。果胶酶是一群复杂的酶,包括:
原果胶酶:可使未成熟果实中不溶性果胶变成可溶性;
果胶酯酶(PE):水解果胶甲酯成为果胶酸;
聚半乳糖醛酸酶(PG):水解聚半乳糖醛酸的α-1,4键,分内切型与外切型两种;
果胶酸裂解酶(PL):从果胶酸内部或非还原性末端切开半乳糖醛酸α-1,4键生成果胶酸或不饱和低聚半乳糖醛酸;
果胶裂解酶(PNL):内部切开高度酯化的果胶α-1,4键,生成果胶酸甲酯及不饱和低聚半乳糖醛酸。
果胶酶广泛存在于各类微生物中,各种微生物产生的果胶酶的组成不同,工业上使用黑曲霉、文氏曲霉或根霉等来生产。我国允许在食品中添加的果胶酶主要来自黑曲霉和米曲霉。
葡萄糖氧化酶可除去果汁、饮料、罐头食品和干燥果蔬制品中的氧气,防止产品氧化变质,防止微生物生长,以延长食品的保存期;如果食品本身不含葡萄糖则可将葡萄糖和酶一起加入,利用酶的作用使葡葡萄糖氧化为葡萄糖酸,同时将食品中残存的氧除去。水果冷冻保藏时,由于果实自身的酶作用容易导致发酵变质,也可用葡萄糖氧化酶保鲜。溶菌酶可防止细菌污染,起食品保鲜作用等。
酶在橘子罐头加工中有着很广泛的用处,黑曲霉所产生的半纤维素酶、果胶酶和纤维素酶的混合物可用于橘瓣去除囊衣,以代替耗水量大而费工时的碱处理。
柑橘类果实中的苦味物质主要有柚皮苷等黄烷酮糖苷类化合物和柠檬苦素等三萜系化合物的衍生物,是导致柑橘汁苦味的主要原因。
目前,柑橘汁脱苦问题的研究热点是采用酶法脱苦。利用球形节杆菌(Arthrobactor globiformis)固定化细胞的柠碱酶处理可消除柠檬苦素的苦味。
柚苷学名柚皮素-7-β-D-葡萄糖-α-L-鼠李糖,将柚苷分子中的鼠李糖水解除去,即成为不苦而略带涩味的普鲁宁,将普鲁宁分子中的葡萄糖去除就成为无味的柚皮素。黑曲霉产生的诱导酶有脱苦作用,称为柚皮苷酶,是由β-鼠李糖苷酶与β-葡萄糖苷酶所组成的,将其加于橘汁,经30~40℃作用1h便能脱苦;也可选用耐热性酶加入罐头中,在60℃巴氏杀菌后,在罐头中继续发挥脱苦作用。