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1、果胶酶在果汁生产中的作用最新现在学习的是第1页，共29页一、果胶一、果胶二、果胶酶二、果胶酶三、果胶酶在食品中的应用三、果胶酶在食品中的应用四、应用果胶酶的注意事项四、应用果胶酶的注意事项教学主要内容现在学习的是第2页，共29页果果 胶胶果胶是植物中的一种酸性果胶是植物中的一种酸性多糖多糖物物质，它通常为白色至淡黄色粉质，它通常为白色至淡黄色粉末，稍带酸味，具有水溶性，末，稍带酸味，具有水溶性，工业上即可分离，其分子量约工业上即可分离，其分子量约5万一万一30万，主要存在于植物的万，主要存在于植物的细细胞胞壁和细胞内层，为内部细胞的壁和细胞内层，为内部细胞的支撑物质。在食品上作胶凝剂，支撑物质
2、。在食品上作胶凝剂，增增稠剂稠剂，稳定剂，悬浮剂，稳定剂，悬浮剂，乳化剂乳化剂，增香增效剂，并可用于增香增效剂，并可用于化妆品化妆品，对保护皮肤，防止紫外线辐射对保护皮肤，防止紫外线辐射，冶疗创口，美容养颜都存一，冶疗创口，美容养颜都存一定的作用。定的作用。现在学习的是第3页，共29页果胶的组成结构果胶的组成结构 果胶果胶(Pectin)是一组聚半乳糖醛酸。在适宜条件下其溶液能是一组聚半乳糖醛酸。在适宜条件下其溶液能形成凝胶和部分发生甲氧基化（甲酯化，也就是形成形成凝胶和部分发生甲氧基化（甲酯化，也就是形成甲醇甲醇酯酯），其主要成分是部分甲酯化的），其主要成分是部分甲酯化的1,4一一D一聚半乳
3、糖醛酸一聚半乳糖醛酸。残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成铵、钾钠和钙。残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成铵、钾钠和钙等盐。等盐。它的分子式：（它的分子式：（C6H10O7）n现在学习的是第4页，共29页果胶的来源果胶物质是植物果胶物质是植物细胞壁细胞壁成分之一，存在于相邻细胞壁间的胞间层中，起着将细胞成分之一，存在于相邻细胞壁间的胞间层中，起着将细胞粘在一起的作用。不同的蔬菜，水果口感有区别，主要是由它们含有的果胶含量粘在一起的作用。不同的蔬菜，水果口感有区别，主要是由它们含有的果胶含量以及果胶分子的差异决定的。柑橘、柠檬、柚子等果皮中约含以及果胶分子的差异决定的。柑橘、柠檬、柚子等果
4、皮中约含30%果胶，是果胶果胶，是果胶的最丰富来源。按果胶的组成可有同质多糖和杂多糖两种类型：同质多糖型的最丰富来源。按果胶的组成可有同质多糖和杂多糖两种类型：同质多糖型果胶如果胶如D-半乳聚糖半乳聚糖、L-阿拉伯聚糖和阿拉伯聚糖和D-半乳糖醛酸聚糖等；杂多糖果胶最常见半乳糖醛酸聚糖等；杂多糖果胶最常见 果胶是一种果胶是一种天然高分子化合物天然高分子化合物，具有良好的胶凝化和乳化稳定作用，已广泛用于食，具有良好的胶凝化和乳化稳定作用，已广泛用于食品、医药、日化及纺织行业。柚果皮富含果胶，其含量达品、医药、日化及纺织行业。柚果皮富含果胶，其含量达6%左右，是制取果胶左右，是制取果胶的理想原料。果
5、胶分果胶液、果胶粉和低甲氧基果胶三种，其中尤以果胶粉的理想原料。果胶分果胶液、果胶粉和低甲氧基果胶三种，其中尤以果胶粉的应用最为普遍。从柚皮中可以制取果胶粉和低甲氧基果胶。的应用最为普遍。从柚皮中可以制取果胶粉和低甲氧基果胶。现在学习的是第5页，共29页 果胶酶果胶酶（Pectinases物质物质 的多种酶总称的多种酶总称。它主要存在于高等植物它主要存在于高等植物和微生物中。果胶酶至和微生物中。果胶酶至 少有少有8种酶分别作用于果胶种酶分别作用于果胶分子的不同位点，基本上分子的不同位点，基本上 可以分成两大类可以分成两大类:一类是一类是催催化果胶物质解聚酶化果胶物质解聚酶，另一，另一 类是类是
6、催化果胶分子中酯水解催化果胶分子中酯水解的果胶酯酶的果胶酯酶。果胶酶果胶酶现在学习的是第6页，共29页果胶酶果胶酶果胶酯酶（果胶酯酶（PE)聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶(PG)聚甲基半乳糖醛酸酶（聚甲基半乳糖醛酸酶（PGL)聚半乳糖醛酸裂解酶聚半乳糖醛酸裂解酶(PMG)聚甲基半乳糖醛酸裂（聚甲基半乳糖醛酸裂（PMGL)果胶酶主要包括：果胶酶主要包括：现在学习的是第7页，共29页 果胶酯酶果胶酯酶(PE)是一种能催化果胶甲酯分子水解，生是一种能催化果胶甲酯分子水解，生成果胶酸和甲醇的的一种果胶水解酶成果胶酸和甲醇的的一种果胶水解酶。果胶酯酶的最适。果胶酯酶的最适温度范围温度范围3550 C,在在
7、55c易引起失活，但来源不同的酶易引起失活，但来源不同的酶有所区别。番茄中果胶酯酶对热较稳定。在有所区别。番茄中果胶酯酶对热较稳定。在PH6的的0.1mol/LNaCl溶液中，将其在溶液中，将其在70 C加热加热1h,则活力损则活力损失失50%。果胶酶作用的最适。果胶酶作用的最适pH根据来源不同有所区别。根据来源不同有所区别。钙钙离子和钠离子对果胶酯酶有激活作用离子和钠离子对果胶酯酶有激活作用。果胶酯酶果胶酯酶(PE)现在学习的是第8页，共29页 聚半乳糖醛酸酶（聚半乳糖醛酸酶（PG)是发现较早、研究最广泛的是发现较早、研究最广泛的 的一种果胶酶，它水解的一种果胶酶，它水解D-半乳糖酸的半乳糖
8、酸的-14，-糖苷键糖苷键也分为外切酶和内切酶。也分为外切酶和内切酶。PG广泛存在于真菌、细菌和广泛存在于真菌、细菌和酵母中。高等植物中也发现有该内切酶的存在。它作酵母中。高等植物中也发现有该内切酶的存在。它作 用用于半乳糖醛酸时，随机水解其中的半乳糖单位，可使其于半乳糖醛酸时，随机水解其中的半乳糖单位，可使其溶液的浓度下降，但还原力增加不大。对外切酶的研究溶液的浓度下降，但还原力增加不大。对外切酶的研究比较少。它水解聚半乳糖醛酸时逐个释放出半乳糖醛酸比较少。它水解聚半乳糖醛酸时逐个释放出半乳糖醛酸单位。单位。聚半乳糖醛酸的活力可以通过测定反应中还原能聚半乳糖醛酸的活力可以通过测定反应中还原能
9、力的增加或底物溶液的黏度的降低来确定力的增加或底物溶液的黏度的降低来确定。聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶现在学习的是第9页，共29页 果胶酶存在于水果和蔬菜中，能降解果胶物质，它的变化对果胶酶存在于水果和蔬菜中，能降解果胶物质，它的变化对于水果和蔬菜的结构有重要的影响，因而在食品加工和保藏中起于水果和蔬菜的结构有重要的影响，因而在食品加工和保藏中起重要的作用。微生物重要的作用。微生物果胶酶是食品工业中使用量最大的酶制剂果胶酶是食品工业中使用量最大的酶制剂之一之一，它主要用于果汁的澄清。，它主要用于果汁的澄清。许多霉菌及少量的细菌和酵母许多霉菌及少量的细菌和酵母菌都可产生果胶酶，菌都可产生果胶酶，
10、主要以曲主要以曲 霉和杆菌为主霉和杆菌为主，由于真菌中的，由于真菌中的黑曲霉属于公认安全级，其代谢产物是安全的。因此黑曲霉属于公认安全级，其代谢产物是安全的。因此目前市售的目前市售的食品级果胶酶主要来源于黑曲霉食品级果胶酶主要来源于黑曲霉，最适最适pH 值一般在酸性范围值一般在酸性范围。近年来，一些来源于细菌杆菌属的碱性果胶酶日益受到重视如浸。近年来，一些来源于细菌杆菌属的碱性果胶酶日益受到重视如浸麻芽孢杆菌等。随着分子生物学技术的不断提高，也可利用基因克麻芽孢杆菌等。随着分子生物学技术的不断提高，也可利用基因克隆技术实现果胶酶在其它微生物宿主的表达。隆技术实现果胶酶在其它微生物宿主的表达。果
11、胶酶的分布现在学习的是第10页，共29页 果胶酶在食品中的应用 果胶酶是果汁生产中最重要的酶制剂之一 ，以被广泛用于果汁的提取和澄清。在果汁生产过程中，通过果胶酶处理，有利于压榨，提高出汁率；在沉降，过滤，离心分离过程中，有利于沉淀分离，达到果汁澄清效果。经果胶酶处理的果汁 稳定性好，可以防止在存放过程中出现浑浊。已广泛用于苹果汁，葡萄汁，柑橘汁等果汁的生产。现在学习的是第11页，共29页果胶酶在果汁饮料中的应用 对浑浊柑橘汁稳定性的影响5果汁澄清1 果实的脱皮 其他方面的应用867果酒的澄清及过滤提高 果蔬汁的出汁率 果汁的提取 324对果蔬汁营养成分的影响现在学习的是第12页，共29页果汁
12、澄清 果胶物质是造成果汁混浊果胶物质是造成果汁混浊的主要因素的主要因素。果胶大分子阻碍了。果胶大分子阻碍了固体粒子的沉降，有很高的黏度固体粒子的沉降，有很高的黏度。水果经破碎后的果汁中含有果。水果经破碎后的果汁中含有果胶、纤维素等固形物，根据分子胶、纤维素等固形物，根据分子大小，果胶起到植物纤维的作用大小，果胶起到植物纤维的作用，它阻止甚至使液体流动停止，它阻止甚至使液体流动停止，使固体粒子保持悬浮、汁液处于使固体粒子保持悬浮、汁液处于均匀的浑浊状态，既难沉淀，又均匀的浑浊状态，既难沉淀，又不易滤清，影响果汁澄清。不易滤清，影响果汁澄清。现在学习的是第13页，共29页1.果汁澄清 目前在果汁生
13、产中常用的澄清方目前在果汁生产中常用的澄清方法主要有法主要有自然澄清法、热处理法、冷自然澄清法、热处理法、冷冻法、酶法、加澄清剂法、离心分离冻法、酶法、加澄清剂法、离心分离法和超滤法。法和超滤法。采用超滤工艺甚至能生采用超滤工艺甚至能生产出产出“无菌无菌”的果汁，但一般在超滤的果汁，但一般在超滤之前对果蔬原汁进行酶法处理或澄清之前对果蔬原汁进行酶法处理或澄清处理，否则单独使用往往是不可行或处理，否则单独使用往往是不可行或者不经济的。对大多中小型饮料厂而者不经济的。对大多中小型饮料厂而言，引进这些设备投资大，费用高，言，引进这些设备投资大，费用高，而加澄清剂的澄清工艺则投资少，见而加澄清剂的澄清
14、工艺则投资少，见效快。效快。现在学习的是第14页，共29页1.果汁澄清 研究结果表明，当加入内切研究结果表明，当加入内切O O聚聚半乳糖醛酸酶和果胶酯酶混合制剂半乳糖醛酸酶和果胶酯酶混合制剂，使果胶中，使果胶中30%30%的酯键和的酯键和5%5%的糖苷的糖苷键被水解时，苹果汁就能达到充分澄键被水解时，苹果汁就能达到充分澄清。实验证明，在苹果汁中清。实验证明，在苹果汁中添加添加0.07%0.07%的果胶酶制剂的果胶酶制剂,在在45 45 下反应下反应2 2小时，小时，过滤后可得到过滤后可得到透光率达透光率达95%95%左右、吸光度为左右、吸光度为0.150.15 的透明果汁。的透明果汁。现在学习
15、的是第15页，共29页2.果汁提取目前果汁的提取方法主要是目前果汁的提取方法主要是加压加压榨出和过滤榨出和过滤。果汁加工时首。果汁加工时首先将植物细胞壁破坏。大多先将植物细胞壁破坏。大多数植物细胞壁主要由纤维素数植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶物质等组、半纤维素和果胶物质等组成。细胞壁的结构较紧密，成。细胞壁的结构较紧密，单纯依靠机械或化学方法难单纯依靠机械或化学方法难以将其充分破碎。另外，果以将其充分破碎。另外，果胶随成熟度的增加，酯化程胶随成熟度的增加，酯化程度较高，也是影响出汁率的度较高，也是影响出汁率的主要因素之一。主要因素之一。现在学习的是第16页，共29页2.果汁提取用果胶酶
16、处理的用果胶酶处理的优点优点：破坏果实细胞的网状结构，提高果实的破碎程度；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。后续的澄清、过滤和浓缩工序。现在学习的是第17页，共29页果汁提取以苹果汁生产为例压榨离心压榨离心苹果要先经机械苹果要先经机械压榨，然后再离压榨，然后再离
17、心获得果汁，但心获得果汁，但果汁中仍然含有果汁中仍然含有较多的不溶性果较多的不溶性果胶而呈浑浊状胶而呈浑浊状。加果胶酶加果胶酶在浑浊果汁内加在浑浊果汁内加入果胶裂解酶并入果胶裂解酶并轻轻搅拌，在酶轻轻搅拌，在酶的作用下，不溶的作用下，不溶性果胶渐渐凝聚性果胶渐渐凝聚成絮状物析出，成絮状物析出，从而获得清澈的从而获得清澈的琥珀色苹果汁。琥珀色苹果汁。现在学习的是第18页，共29页果汁提取 苹果汁的pH 值一般为3.24.0，处在果胶酶的作用范围内或者稍低，处理时不用调节pH 值。如果有些苹果汁pH 值特别低，可以采用较高pH值的苹果汁与之混合，进行必要的调整。但要注意，在任何情况下都不宜采用加入
18、碱液的方法进行pH 值的调整，处理时的温度对果胶酶的反应速度有明显影响，适当提高温度，可使处理时间缩短。通常在3040，处理时间为3060 min。此外，在加酶处理过程中，加入0.005%的明胶，可以显著缩短处理时间。现在学习的是第19页，共29页3.提高果汁出汁率 浆果类水果、胡萝卜等的细胞壁和细胞膜是由果胶、纤维素、淀粉、蛋白质等物质构成，破碎后的果泥十分粘稠，压榨取汁非常困难。现在学习的是第20页，共29页3.提高果汁出汁率 较大幅度地提高果蔬饮料的出汁率；较大幅度地提高果蔬饮料的出汁率；改善其过滤速度；改善其过滤速度；保证产品贮存稳定性；保证产品贮存稳定性；可有效降低粘度；可有效降低粘
19、度；改善压榨性能；改善压榨性能；提高出汁率、可溶性固形物含量；提高出汁率、可溶性固形物含量；有利于后续的澄清、过滤和浓缩工序。有利于后续的澄清、过滤和浓缩工序。现在学习的是第21页，共29页3.提高果汁出汁率辅以其他工艺手段，辅以其他工艺手段，提高出汁率提高出汁率10.8%14.3%(10.8%14.3%(平均提平均提高高12.7%)12.7%)，使苹果透，使苹果透光率由光率由30.1%30.1%提高到提高到71.5%71.5%，并提高了果汁，并提高了果汁的过滤效率。的过滤效率。0.1%0.1%的的果胶酶与果胶酶与0.1%0.1%的纤维的纤维素酶结合使用，效果素酶结合使用，效果更好。更好。苹果
20、酒酿造工艺苹果酒酿造工艺 欧李果汁生产欧李果汁生产 添加果胶酶后，果胶添加果胶酶后，果胶物质被大量分解，果物质被大量分解，果胶含量从酶解前的胶含量从酶解前的7.64g/L 7.64g/L 降至降至1.78g/L1.78g/L，果汁黏度下降，果，果汁黏度下降，果实出汁率由实出汁率由52%52%变成变成64%64%，提高了，提高了1212个百分个百分点。点。现在学习的是第22页，共29页提高果汁出汁率提高果汁出汁率 在果肉搅拌在果肉搅拌1530 min 1530 min 后，直接后，直接添加添加0.04%0.04%果胶酶，果胶酶，并于并于4545下下处理处理10 min10 min，即可多产果汁，
21、即可多产果汁12%24%12%24%；也可以与不溶性聚乙烯吡；也可以与不溶性聚乙烯吡咯烷酮配合使用，酶处理温度可降低到咯烷酮配合使用，酶处理温度可降低到4040，可多产果汁，可多产果汁12%28%12%28%。把纤维素酶与果胶酶结合使用，使果肉全部液化，用于生产苹把纤维素酶与果胶酶结合使用，使果肉全部液化，用于生产苹果汁、胡萝卜汁和杏仁乳，果汁、胡萝卜汁和杏仁乳，产率高达产率高达85%85%。现在学习的是第23页，共29页对果蔬汁营养成分的影响 经过果胶酶的处理，果蔬汁的可溶性固形物含量明显经过果胶酶的处理，果蔬汁的可溶性固形物含量明显提高，而这些可溶性固形物由可溶性蛋白质和多糖类提高，而这些
22、可溶性固形物由可溶性蛋白质和多糖类物质等营养成分组成，果蔬汁中的胡萝卜素的保存率物质等营养成分组成，果蔬汁中的胡萝卜素的保存率也明显提高。也明显提高。另外，果胶酶处理后的果汁的葡萄糖、山梨糖和果糖另外，果胶酶处理后的果汁的葡萄糖、山梨糖和果糖含量显著提高含量显著提高,蔗糖含量略有下降蔗糖含量略有下降,总糖含量上升；甜总糖含量上升；甜玉米、胡萝卜的试验有相似的结果。玉米、胡萝卜的试验有相似的结果。现在学习的是第24页，共29页5.对浑浊柑橘汁稳定性的影响 柑橘汁一般制成浑浊果柑橘汁一般制成浑浊果汁，因为柑橘汁的色泽、汁，因为柑橘汁的色泽、风味和营养成分依赖于果风味和营养成分依赖于果汁的悬浮微粒。
23、柑橘含有汁的悬浮微粒。柑橘含有果胶和果胶酶，果胶酶主果胶和果胶酶，果胶酶主要存在于橘皮和囊衣中。要存在于橘皮和囊衣中。而果胶酶主要存在于囊衣而果胶酶主要存在于囊衣中，从柑橘中提取果汁，中，从柑橘中提取果汁，使果汁同时含有果胶和果使果汁同时含有果胶和果胶酶。现在学习的是第25页，共29页 新鲜制备的柑橘汁中含有各种不溶解的微笑颗粒。他们新鲜制备的柑橘汁中含有各种不溶解的微笑颗粒。他们导致果汁处于浑浊的状态。这些不溶解的颗粒主要由果胶、导致果汁处于浑浊的状态。这些不溶解的颗粒主要由果胶、蛋白质和脂肪所构成，也可以含有橙皮苷。如果果汁不经热蛋白质和脂肪所构成，也可以含有橙皮苷。如果果汁不经热处理，那
24、么由于果胶酶的作用处理，那么由于果胶酶的作用,使果胶转变成低甲基果胶，他使果胶转变成低甲基果胶，他有可能与果汁中的高价阳离子作用生成不容解的果胶酸盐。由有可能与果汁中的高价阳离子作用生成不容解的果胶酸盐。由于果胶酸盐的吸附作用，导致浑浊颗粒的沉降。如果柑橘汁中于果胶酸盐的吸附作用，导致浑浊颗粒的沉降。如果柑橘汁中不存在高浓度的高价阳离子，不存在高浓度的高价阳离子，那么那么,由于甲基果胶提供的浑由于甲基果胶提供的浑浊粒子浊粒子表面负电荷将提高颗粒的稳定性。表面负电荷将提高颗粒的稳定性。5.对浑浊柑橘汁稳定性的影响现在学习的是第26页，共29页7.果实脱皮 含有纤维素和半纤维素的粗含有纤维素和半纤
25、维素的粗果胶酶制剂能够作用于果实果胶酶制剂能够作用于果实皮层，使之细胞分离、结构皮层，使之细胞分离、结构破坏而脱落。如柑桔囊衣、破坏而脱落。如柑桔囊衣、莲子肉皮和大蒜膜层经粗果莲子肉皮和大蒜膜层经粗果胶酶处理后，可以很快地脱胶酶处理后，可以很快地脱落。此外，果胶酶对杏仁也落。此外，果胶酶对杏仁也有一定的脱皮作用。有一定的脱皮作用。现在学习的是第27页，共29页6.果酒的澄清及过滤 果胶酶用于葡萄酒生产，除了在葡萄汁的压榨过程中应用，以利于压榨和澄清，提高葡萄汁和葡萄酒的产量外，还可以提高产品质量。例如，使用果胶酶处理以后，葡萄中单宁的抽出率降低，使酿制的白葡萄酒风味更佳；在红葡萄酒的酿造过程中
26、，葡萄浆经果胶酶处理后可提高色素的抽出率，还有助于葡萄酒的老熟，增加酒香。在各种果酒的生产过程中，还可以通过添加蛋白酶，使酒中存在的蛋白质水解，以防止出现蛋白质浑浊，使酒体清澈透明。现在学习的是第28页，共29页果酒是以各种果汁为原料，通过微果酒是以各种果汁为原料，通过微生物发酵而成的含酒精饮料，主要生物发酵而成的含酒精饮料，主要是指葡萄酒，此外还有桃酒、梨酒是指葡萄酒，此外还有桃酒、梨酒、荔枝酒等。葡萄酒以葡萄汁为原、荔枝酒等。葡萄酒以葡萄汁为原料酿造而成，含酒精料酿造而成，含酒精10%12%，根，根据颜色的不同可分为红葡萄酒和白据颜色的不同可分为红葡萄酒和白葡萄酒两类。在葡萄酒等果酒生产葡萄酒两类。在葡萄酒等果酒生产过程中，已经广泛使用果胶酶和蛋过程中，已经广泛使用果胶酶和蛋白酶等酶制剂。白酶等酶制剂。6.果酒的澄清及过滤现在学习的是第29页，共29页