响应面法优化壳聚糖固定化果胶酶对玛咖汁澄清的效果

※工艺技术

良晶科学

２０１３，Ｖ０１．３４，Ｎｏ．１６

３３

响应面法优化壳聚糖固定化果胶酶对

玛咖汁澄清的效果

徐涓１…，张弘１’木，孙彦琳２，周梅村２，郑华１，张雯雯１，李坤１

（１．中国林业科学研究院资源昆虫研究所，国家林业局特色森林资源工程技术研究中心，云南昆明

２．昆明理工大学化学工程学院，云南昆明

６５０２２４）

６５０２２４；

摘要：采用壳聚糖固定化果胶酶澄清玛咖汁，以解决在玛咖汁贮存过程中出现的果胶、水溶性蛋白质和多酚导致的混浊现象，达到快捷、经济的目的。在单因素试验的基础上，采用响应面分析法（ＲＳＭ）模拟出壳聚糖固定化果胶酶用量、澄清时间和澄清温度对玛咖汁澄清度影响的二次多项式回归数学模型。结果表明：壳聚糖固定化果胶酶用量４３．５０９／Ｌ、澄清时间１０４ｒａｉｎ、澄清温度５０。Ｃ，玛咖汁的澄清度为９５．７８％。玛咖汁澄清后，易引起果汁混浊的果胶、水溶性蛋白质、总酚的沉降率依次为６０．７３％、３２．９３％和９．０６％，玛咖汁中主要活性成分芥子油苷、水溶性生物碱、ＶＣ和总糖的损失率依次为６．９２％、３．３５％、３．２５％和１．８２％，表明在响应曲面法优化条件下，壳聚糖固定化果胶酶澄清能较好的保留玛咖汁中的的主要活性成分。在其最优条件下，壳聚糖固定化果胶酶连续使用１０次后，玛咖汁的透光率仍能达至ＪＪ７５．４９％，说明该固定化酶具有一定的操作稳定性。关键词：玛咖汁；壳聚糖固定化果胶酶；澄清

ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｂｙＲｅｓｐｏｎｓｅＳｕｒｆａｃｅＭｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙｏｆＣｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＭａｃａＪｕｉｃｅＵｓｉｎｇＣｈｉｔｏｓａｎ—ＩｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄＰｅｃｔｉｎａｓｅ

ＸＵＪｕａｎｌ”，ＺＨＡＮＧＨｏｎ９１一，ＳＵＮＹａｈ—ｌｉｎ２，ＺＨＯＵＭｅｉ．ｃｕｎ２，ＺＨＥＮＧＨｕａｌ，ＺＨＡＮＧＷｅｎ．ｗｅｎｌ，ＬＩ

Ｋｕｎｌ

（１．ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ｏｎ

ＦｏｒｅｓｔＲｅｓｏｕｒｃｅｓｗｉｔｈＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ＳｔａｔｅＦｏｒｅｓｔｒｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，

６５０２２４，Ｃｈｉｎａ；

ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓＩｎｓｅｃｔｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ

２．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ

ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇｊｕｉｃｅ

６５０２２４，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｉｔｏｓａｎ—ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄｐｅｃｔｉｎａｓｅ

ｗａｔｅｒ—ｓｏｌｕｂｌｅｐｒｏｔｅｉｎｓ

ｗａｓ

ａｐｐｌｉｅｄｔｏｃｌａｒｉｆｙｍａｃａ

ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｖｏｉｄｔｕｒｂｉｄｉｔｙｃａｕｓｅｄｂｙｐｅｃｔｉｎ，

ａｎｄ／ｏｒ

ｐｈｅｎｌｏｉｃｓｄｕｒｉｎｇｓｔｏｒａｇｅ．Ｔｈｒｅｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐｅｃｔｉｎａｓｅｄｏｓａｇｅ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

ｏｎ

ａｎｄｔｉｍｅｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｂａｓｅｄ

ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ

ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｂｙｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ．Ａｑｕａｄｒａｔｉｃｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ

ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍｏｄｅｌｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｏｐｅｒａｔｉｎｇ

ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

ｏｎ

ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ａｆｔｅｒ

ｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｔｈ４３．５０ｇ／Ｌｏｆｔｈｅｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄｅｎｚｙｍｅａｔ５０℃ｆｏｒ１０４ｍｉｎ，ｔｈｅｃｌａｒｉｔｙｏｆｍａｃａａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｓｏｆｐｅｃｔｉｎ，ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅｐｒｏｔｅｉｎｓａｎｄｇｌｕｃｏｓｉｎｏｌａｔｅｓ，ｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅａｌｋａｌｏｉｄｓ，ＶＣｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌａｍｏｕｎｔｓ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇｔｈｅ

ｊｕｉｃｅ

ｗａｓ

９５．７８％．Ｉｎ

ａｎｄ

ｐｈｅｎｌｏｉｃｓｗｅｒｅ６０．７３％，３２．９３％ａｎｄ９．０６％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，

ａｎｄ

ｔｏｔａｌｓｕｇａｒ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｌｏｓｔｏｎｌｙ６．９２％，３．３５％，３．２５％ａｎｄ１．８２％ｏｆ

ｉｎａｃａ

ｍａｊｏｒ

ｂｉｏａｃｔｉｖｅｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓｉｎ

ｊｕｉｃｅ

Ｃａｌｌ

ｂｅｍｏｓｔｌｙｒｅｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ

ａ

ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ａｆｔｅｒｔｅｎｃｙｃｌｅｓｏｆｒｅｐｅａｔｅｄｕｓｅ，ｔｈｅｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄｐｅｃｔｉｎａｓｅｐｒｏｖｉｄｅｄｔｏｔｒｅａｔＫｅｙ

ａ

ｃｌａｒｉｔｙｏｆ７５．４９％ｗｈｅｎｕｓｅｄ

ｎｅｗｍａｃａ

ｊｕｉｃｅ，ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｎｇｇｏｏｄｒｅｐｅａｔｅｄｕｓａｂｉｌｉ哆．

ｗｏｒｄｓ：ｍａｃａｊｕｉｃｅ；ｃｈｉｔｏｓａｎ—ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄｐｅｃｔｉｎａｓｅ；ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ

文献标志码：Ａ

文章编号：１００２．６６３０（２０１３）１６．００３３．０５

中图分类号：ＴＳ２０１．１；ＴＳ２０２．３

ｄｏｉ：１０．７５０６／ｓｐｋｘｌ００２－６６３０—２０１３１６００７

玛咖（Ｌｅｐｉｄｉｕｍ

ｍｅｙｅｎｉｉ

Ｗａｌｐ．），是十字花科独行菜属

及其水解产物、生物碱、多酚等，具有抗疲劳、抗氧化、提高生育能力、抑制癌细胞等功效舯】。玛咖收获期较集中，鲜玛咖含水量高，在贮藏和运输过程中易腐烂

变质，将其加工成玛咖汁是有效解决途径之一。但由于玛咖浆汁中含有易引起果汁混浊、沉淀的果胶以及蛋白

的草本植物，原产于海拔３５００ｍ以上的秘鲁安第斯山区，

两千年前玛咖已被印第安人作为药食兼用的植物‘１‘２１。玛

咖可食部位为块根，其营养丰富，含有多糖、蛋白质、

粗纤维、维生素等，以及多种次生代谢物质：芥予油苷收稿日期：２０１３．０３．０１

基金项目：国家林业公益性行业科研专项（２０１００４０２８）

作者简介：徐涓（１９８９一），女，硕士研究生，研究方向为天然产物的开发与利用。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｊｕａｎ２００６＠１２６．ｃｏｒｎ；通信作者：张弘（１９６３一），男，研究员，博士，研究方向为林业生物资源化学与利用。Ｅ—ｍａｉｌ：ｋｍｚｈｈｏｎｇ＠１６３．ＣＯＩｎ

万方数据

３４

２０１３，Ｖ０１．３４，Ｎｏ．１６

艮晶科学

※工艺技术

质等物质，在加工过程中若未除去，则会使玛咖汁在加

工、储存过程中产生沉淀，因此，有必要采用澄清方法

处理玛咖汁。

果胶酶被广泛用于果汁的澄清，但使用游离果胶酶存在成本高和难回收等问题，随着酶工程的发展，固定化酶在一定程度上弥补了这一缺陷。壳聚糖是一类氨基葡萄糖直链多聚糖，对人体无毒、无害【ｌ¨”。采用壳聚糖作为

载体制得的固定化酶，机械性能较好，化学稳定性高且易回收”２１。本实验将固定化酶应用于玛咖汁的澄清工艺中，探讨固定化酶用量、澄清时间和澄清温度对玛咖汁的澄清

效果，以期为玛咖汁的澄清工艺提供参考依据。

１

材料与方法

１．１

材料与试剂

冰鲜玛咖块根由中国林业科学研究院资源昆虫研究

所滇中高原试验站提供。

壳聚糖（食品级）济南海得贝海洋生物工程有限公

司；果胶酶（食品级，粉末状，酶活为１１５ｌＯＵ／ｇ）郑州

众信化工产品有限公司；氯化钯（分析纯）上海强顺化

学试剂有限公司；盐酸（分析纯）

重庆川东化工集团有

限公司；三氯甲烷（分析纯）

上海申博化工有限公司；

葸酮（分析纯）国药集团化学试剂有限公司；磷酸二氢

钠、磷酸氢二钠、过氧化氢、三氯乙酸（分析纯）天津

市风船化学试剂科技有限公司；愈创木酚、２，６－－－氯酚靛钠

盐、考马斯亮蓝Ｇ－２５０（分析纯）

上海晶纯实业有限公司。

１．２

仪器与设备

ＤＵ８００型紫外．可见光分光光度计

美国贝克曼库

尔特有限公司；ＨＸ．７．５Ｄｄ＇型电加热蒸汽发生器上海华征特种锅炉有限公司；ＤＫ５０９多功能食品加工机青

岛东亚电子有限公司；ＨＨ．６型数显恒温水浴锅

常卅Ｉ国华科技有限公司；Ｚ３２３Ｋ通用型高速冷冻离心机德

国Ｈｅｒｍｉｅ公司；ＡＢ２０４．Ｓ精密型电子天平梅特勒．托利

多（中国）有限公司：８５．２恒温磁力搅拌器

常州澳华仪

器有限公司。

１．３方法

１．３．１

壳聚糖固定化果胶酶的制备

方法参照文献［１３】，并略加修改：壳聚糖按

１９／１００ｍＬ溶于１％冰醋酸溶液中，磁力搅拌均匀，逐滴滴入１０％ＮａＯＨ溶液至ｐＨ７．０，加入５％戊二醛，磁力搅拌８ｈ

后再静置２ｈ，抽滤并用去离子水洗至中性，在抽干后的载体中加入果胶酶液（１９壳聚糖加入１０ｍｇ果胶酶），缓慢振荡混合３０ｍｉｎ后，４＂Ｃ条件下固定１２ｈ，用蒸馏水洗掉未

固定的酶，抽干制得固定化果胶酶。经过壳聚糖固定化

后，固定化酶的酶活为１０３．４０Ｕ／ｇ，则固定化酶的回收率

为８９．８３％。

万方数据

１．３．２

鲜玛咖块根器玛咖原汁孙咖清汁

工艺流程

１．３．３

测定玛咖汁透光率最适波长的确定及固定化酶澄清果汁最适ｐＨ值的确定

采用分光光度法，以去离子水做参比。取一定的玛

咖原汁，加入壳聚糖固定化果胶酶的质量浓度为４０９／Ｌ，在５０。Ｃ条件下作用１００ｍｉｎ后，取其清汁，在不同波长处

测定果汁的透光率，用最适波长处的透光率（Ｌ％）表示果汁的澄清度。

量取５０ｍＬ的玛咖汁，壳聚糖固定化果胶酶的质量浓度为４０９／Ｌ，调整玛咖汁的ｐＨ值分别为３、４、５、６、７，在５０。Ｃ条件下反应１００ｍｉｎ，测定不同ｐＨ值条件下玛咖汁的澄清度。

１．３．４单因素试验

１．３．４．１

壳聚糖固定化酶的用量

量取２０ｍＬ的玛咖汁，在自然ｐＨ（５～６）条件下，加入壳

聚糖固定化果胶酶用量分别为１０、２０、３０、４０、５０９几，于５０。Ｃ条件下恒温反应６０ｍｉｎ，研究不同壳聚糖质量浓度对

玛咖汁澄清度的影响。

１．３．４．２

澄清时间

量取２０ｍＬ的玛咖汁，在自然ｐＨ（５～６）条件下，壳聚糖的质量浓度茭ｊ４０９／Ｌ，在５０。Ｃ条件下分别反应４０、６０、８０、１００、１２０ｍｉｎ，研究不同澄清时间对玛咖汁澄清度的

影响。

１．３．４．３

澄清温度

量取２０ｍＬ的玛咖汁，壳聚糖固定化果胶酶的质量

浓度为４０９／Ｌ，在自然ｐＨ（５～６）条件下，分别于３０、４０、５０、６０、７０℃的温度条件下反应１００ｍｉｎ，研究不同澄清温度对玛咖汁澄清度的影响。

１．３．５

玛咖汁澄清条件的优化

在单因素试验基础上，利用Ｄｅｓｉｇｎ—Ｅｘｐｅｒｔ８．０．６软

件，采用Ｂｏｘ．Ｂｅｈｎｋｅｎ试验设计，以壳聚糖固定化果胶酶用量、处理温度和澄清时间３个主要因素为响应变量，玛咖汁的澄清度作为响应值进行响应面优化，试验因素水平设计见表１。

表１

响应面分析因素与水平表

Ｔａｂｌｅ１

Ｆａｃｔｏｒｓａｎｄｌｅｖｅｌｓ

ｏｆ船Ｍ

１．３．６

验证实验

在其最优条件下进行３组平行实验，并将玛咖汁澄清度的优化验证值与模型预测值相比较。

※工艺技术

良晶科学

２０１３，Ｖ０１．３４，Ｎｏ．１６

３５

１．３．７

澄清前后营养成分的对比

芥子油苷：采用氯化钯法【３’ｌ４１；水溶性生物碱：样品

经水提醇沉法后，采用酸性染料比色法【ｌ剐进行测定；果胶：采用咔唑分光光度法【ｌ…；ｖｃ：采用２，６．二氯靛酚法

测定ｕ“；水溶性蛋白质：采用考马斯亮蓝法测定¨引；总

糖：采用蒽酮法测定眇１；总酚：福林酚比色法测副２０１。

１．３．８

壳聚糖固定化果胶酶的操作稳定性

在已确定好的最佳壳聚糖固定化果胶酶用量、澄清时

间和澄清温度条件下进行处理，连续使用ｌＯ次，按１．３．３节

实验方法分别测定玛咖汁的澄清度，每次使用后的壳聚糖

固定化酶用去离子水清洗、抽滤并自然风干，称其质量。

２

结果与分析

２．１

玛咖汁透光率最适波长及固定化酶澄清果汁最适

ｐＨ值的确定

２．１．１

测定玛咖汁透光率最适波长的确定Ⅲ１

测定波长舡ｎ

图１

测定波长与果汁透光率的关系

Ｆｉｇ．１

ＲｅｌａｆｉｏｎｓＭｐｂｅｔｗｅｅｎｗａｖｅｌｅｎｇｔｈａｎｄｉｎｃａｊｕｉｃｅｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ

由图１可以看出，当测定波长到达６６０ｈｍ后，玛咖澄

清汁透光率达至Ｕ９７％并趋于平稳，故确定测定玛咖澄清

汁透光率的最适波长为６６０ｈｍ。

２．１．２

固定化酶澄清果汁最适ｐＨ值的确定

嚣

羁

萝

ｐＨ

图２

ｐＨ值对玛咖汁澄清度的影响

Ｆｉｇ．２

ＥｆｆｅｃｔｏｆｐＨｏｎ

ｄａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｃｊｌｊｕｉｃｅ

由图２可知，随ｐＨ值的增加，玛咖汁的透光率逐渐

增加，当ｐＨ值为５和６时，玛咖汁的透光率较高，分别为

９４．６０％和９４．４２％；但继续增大ｐＨ值，玛咖汁的透光率反

而降低，可能因为ｐＨ值的增加，减弱了酶活性，玛咖汁的透光率随之降低，由此可知固定化酶澄清果汁最适ｐＨ

万方数据

值在５～６之间。且玛咖汁的自然ｐＨ值在５～６之间，因此在用壳聚糖澄清玛咖汁时不需调整ｐＨ值。

２．２单因素试验

２．２．１

壳聚糖固定化果胶酶用量对玛咖汁澄清度的影响

堡

替芸蜊

壳聚糖固定化果胶酶用量／（ｇａ．．）

图３壳聚糖固定化果胶酶用量对玛咖汁澄清度的影响

Ｆｉｇ．３

Ｅｆｆｅｃｔｏｆ

ｍｏｂｉｌｉｚｅｄｐｔ州ｎａｓｅ

ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ

ｏｎ

ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ

ｍａｃａ

ｊｍｃｅ

由图３可知，随壳聚糖固定化果胶酶用量的增大，玛咖汁的透光率呈现增加的趋势。当壳聚糖固定化果胶酶用量为４０９／Ｌ时，玛咖汁的透光率能达至１１９４．５５％；若继续增加壳聚糖的用量，玛咖汁的透光率趋于平缓，考虑成

本问题，因此选择３０～５０９／Ｌ为优化条件。

２．２．２

澄清时间对玛咖汁澄清度的影响

堡

斟采蝌

澄清时间／ｍｉｎ

图４

澄清时间对玛咖汁澄清度的影响

Ｆｉｇ．４

Ｅｆｆｅｃｔｏｆｅｎｚｙｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｔｉｍｅ

ｏｎ

ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｃａｊｕｉｃｅ

由图４可知，随着澄清时间的延长，玛咖汁的透光

率逐渐上升。当时间达到１００ｍｉｎ时，随着澄清时间的

延长，玛咖汁的透光率趋于平稳，考虑时效问题，选取

８０～１２０ｍｉｎ为优化水平。

２．２．３

澄清温度对玛咖汁澄清度的影响

零

替米唰

澄清温度／＊Ｃ

图５

澄清温度对玛咖汁澄清度的影响

Ｆｉｇ．５

Ｅｆｆｅｃｔｏｆｅｎｚｙｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ

ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

ｏｎ

ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ

ｍａｃａｊｌｌｉｅｅ

３６

２０１３，Ｖ０１．３４，Ｎｏ．１６

匡臣盈

※工艺技术

由图５可以看出，随着温度的升高，玛咖汁的透光率也随之上升。当温度为５０℃时，玛咖汁的透光率为９４．８４％；温度继续上升，会使酶活性降低甚至失活，玛咖汁的透光率也随之下降，所以选取４０～６０＂Ｃ为优化条件。

２．３

响应面试验分析

ＲＳＭ优化所得结果详见表２。用Ｄｅｓｉｇｎ—Ｅｘｐｅｒｔ８．０．６软件对所得的数据进行多元回归拟合，得到以玛咖汁澄清度为目标函数的二次多项回归方程如下：

ｙ＝一８６．８１４８＋４４．５９１３Ａ＋１．７６１４Ｂ＋２．８８５５Ｃ一

０．０３００ＡＢ＋Ｏ．３５６３ＡＣ一０．０１０３４ＢＣ一３４．１６２５Ａ２一

（５．８７８８×１０－３渺－－０．０２１３产

表２

Ｔａｂｌｅ２

冰

Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ试验设计及结果

ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ

Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎｄｅｓｉｇｎｍａｔｒｉｘａｎｄ

甜絮蛔

５

，２３４

３屹●９６ｎ４２

５６７８９

。。。ｏ

叫１

ｏ

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１

ｏ

１，叫ｏ

ｏ

７博ｍ

ｎ

ｍ¨他ＢＨ：２

ｏ

ｏ，ｏｏ

ｏ。ｏ

ｏｏ

ｏ

８＂ＭＭ＂ｏ

１２０

ｌ痧

表３

Ｔａｂｌｅ３

玛咖汁澄清度回归方程方差分析

Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖａｒｉａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｆｉｔｔｅｄｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍｏｄｅｌ

图６

Ｆｉｇ．６

各因素交互作用影响玛咖汁澄清度的响应面图

Ｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｐｌｏｔｓｓｈｏｗｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｒｅｅ

ｆａｃｔｏｒｓｏｎｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｃａ

ｊｕｉｃｅ

由图６可知，壳聚糖固定化果胶酶用量是影响玛咖汁

澄清度的最主要因素，其次是澄清时间，澄清温度对其影响最小。

２．４

验证实验

在优化实验结果的基础上，利用Ｄｅｓｉｇｎ．Ｅｘｐｅｒｔ得到

各个因素的最优条件组合为：壳聚糖固定化果胶酶用量

４３．５０９／Ｌ、澄清时间１０３．９４ｍｉｎ、澄清温度４９．６６。Ｃ，在此

条件下玛咖汁澄清度的预测值可达到９５．６８％。为检验其

由表３可以看出，该模型显著（Ｐ＝０．００４２），各因素

中一次项爿、一次项曰、二次项爿、二次项Ｂ、二次项Ｃ和交互项ＢＣ均显著，其余均不显著。失拟项不显著

模型的合理性，在圆整条件下，壳聚糖固定化果胶酶用

量４３．５０９／Ｌ、澄清时间１０４ｍｉｎ、澄清温度５０。Ｃ进行验证实验，玛咖汁的澄清度为９５．７８％，证明采用ＲＳＭ优化壳聚

（Ｐ＝－ｏ．３９１４），则该模型的拟合度良好，且回归模型的决定系数为０．９６９６，说明玛咖汁澄清度的验证值与模型预测值之间的拟合度较好，很好地反应了壳聚糖固定化果胶酶用量、澄清时间和澄清温度与玛咖汁澄清度之间的关系。

糖澄清玛咖汁的最佳工艺条件是合理的。

２．５

营养成分测定

由表４可知，固定化果胶酶澄清玛咖汁对其营养成分均有不同程度的影响，果胶、水溶性蛋白质和总酚含量

万方数据

※工艺技术

食品科学

２０１３，Ｖ０１．３４，Ｎｏ．１６

３７

的损失率依次为６０．７３％、３２．９３％和９．０６％，可能是因为果胶酶的分解作用和壳聚糖的絮凝作用使得大部分果胶和水溶性蛋白以及小部分酚类物质沉降，使其含量下降；芥子油苷、水溶性生物碱、ＶＣ和总糖的损失率分别为

６．９２％、３．３５％、３．２５％和１．８２％，损失相对较小，说明壳

聚糖固定化果胶酶在澄清玛咖汁时，对其活性成分影响

较小。

表４

壳聚糖固定化果胶酶对玛咖汁营养成分的影响

Ｔａｂｌｅ４

Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈ

ｃｈｉｔｏｓａｎ－ｉｍｍｏｂ＇ｄｉｚｅｄｐｅｃ，ｔｉｎａｓｅ

ｏｎ

ｍａｊｏｒｎｕｔｒｉｅ晌ｉｎ瑚∞ｊｕｉｃｅ

２．６

壳聚糖固定化果胶酶的操作稳定性

＋透光率

卧糊潞圜耐安器海稚裔

重复次数

图７

壳聚糖固定化果胶酶的操作稳定性

Ｆｉｇ．７

Ｒｅｐｅａｔｅｄｕｓａｂｍｔｙ

ｏｆｃｈｉｔｏｓａｎ?ｍｏｂ＇ｄｉｚｅｄ州螂妇ｆｏｒ

ｄａｒｉｌｌｃａｔｉｏｎｏｆ

ｍａｃａｊｕｉｃｅ

由图７可知，随着重复次数的增加，壳聚糖固定化果胶酶的质量变化很小，但玛咖汁的透光率逐渐下降，可能是因为壳聚糖固定化果胶酶本身失活引起的。连续使

用１０次后，玛咖汁的透光率仍能达至ｉＪ７５．４９％，说明该固

定化酶具有一定的操作稳定性。

３

结论

３．１

通过响应曲面分析法优化，建立了壳聚糖固定化果

胶酶澄清玛咖汁的二次回归模型，该模型拟合度良好，能较好地预测壳聚糖固定化果胶酶用量、澄清时间及澄清温度和玛咖汁澄清度之间的关系。

３．２

玛咖汁的最佳澄清条件为：壳聚糖固定化果胶酶

用量４３．５０９／Ｌ、澄清时间１０３．９４ｒａｉｎ、澄清温度４９．６６℃，

在此条件下玛咖汁澄清度的预测值可达到９５．６８％。在圆整条件下，壳聚糖固定化果胶酶用量４３．５０９／Ｌ、澄清时间

１０４ｍｉｎ、澄清温度５０℃进行３组平行实验，玛咖汁的澄清度为９５．７８％。

３．３

壳聚糖澄清玛咖汁时，其易引起果汁混浊的物质

万方数据

果胶、水溶性蛋白质、总酚的损失率依次为６０．７３％、

３２．９３％和９．０６％，玛咖汁中主要活性成分芥子油苷、水溶性生物碱、ＶＣ和总糖的损失率依次为６．９２％、３．３５％、３．２５％和１．８２％，由此可见，壳聚糖固定化果胶酶澄清能

较好的保留玛咖汁中的的主要活性成分。

３．４

壳聚糖固定化果胶酶在其的最优条件下处理玛

咖汁，连续使用１０次后，玛咖汁的透光率仍能达到

７５．４９％，说明该固定化酶具有一定的操作稳定性。参考文献：

Ⅲ

ＷＡＮＧＹＬ，ＷＡＮＧＹＣ，ＢＲＩＡＮＭＮ，ｅｔ

ａ１．Ｍａｃａ：ａｎａｎｄｅａｎｃｒｏｐ

ｗｉｔｈｍｕｌｔｉ－ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｌ

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