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柑橘类果汁脱苦技术综述

时间:2018-12-21 12:35  来源:未知  阅读次数: 复制分享 我要评论

  柑橘类果汁脱苦手艺综述_能源/化工_工程科技_专业材料。编 号 食物导论(综述) 标题问题: 柑橘类果汁脱苦手艺综述 食物 学 院 食物科学与工程 专 业 学号 1010314315 学生姓名岳翠益 指点教师王海鸥 传授 助教 佟婷婷 二〇一四年十二月

  编 号 食物导论(综述) 标题问题: 柑橘类果汁脱苦手艺综述 食物 学 院 食物科学与工程 专 业 学号 1010314315 学生姓名岳翠益 指点教师王海鸥 传授 助教 佟婷婷 二〇一四年十二月 柑橘类果汁脱苦手艺综述 柑橘类果汁脱苦手艺综述 摘要:果汁及果汁饮料已成为人们炊事布局中越来越主要的一个构成部门 。柚皮苷和类 柠檬苦素是柑橘类果汁的次要苦味物质,其具有较着影响了柑橘类果汁的质量[1]。本文对 柑橘类果汁致苦缘由和脱苦方式进行综述。 环节词:柑橘类果汁;柚皮苷; 类柠檬苦素;脱苦 1 媒介 柑橘类生果包罗橘、柑、柚、柠檬、橙等。柑橘是世界性大宗生果,约占世界生果总 产量的 15%。近年来,中国柑橘成长敏捷.种植规模不竭扩大,总产量稳步提拔,2008 年达 2331 万 t,初次跨越巴两成为世界第一大柑橘出产国 111。可是,我国柑橘加工财产 还不发财,加工柑橘比例还不到总产量的 5%tn。大量的柑橘只能以鲜果形式消费。因此 柑橘类生果鳞销压力较大。开展柑橘类生果深加工,一方面能够缓解鲜销的压力,另一方 面可耽误财产链.添加产物的附加值。然而,很多柑橘果实及其产物的苦味、加热变味等 问题严峻限制着柑檑加工幢的成长。 很多柑橘类果汁在持久储藏和热处置过程中会发生令 人难以接管的苦味, 而鲜食或取汁后及时饮用就没有这种苦味。 这种经加工后呈现强烈苦 味的现象就是人们凡是 所说的“后苦味”或“延迟苦味”(Delayed Bitterness)现象闭。 “后苦味”大大降低了柑橘类果汁的口感,增大了加工出产的难度[1]。果汁中苦味的连结 是产物特有风味必不成少的, 但苦味过强就会影响产物的质量和发卖, 因而对柑橘果汁进 行脱苦是需要的,脱苦方式的研究也成为柑橘加工研究者们的主要课题[2]。 2 果汁中的苦味物质 惹起苦味的物质次要来自两大类分歧的动物化学家族:类黄酮(以柚皮苷为主)和类 柠檬苦素(以柠檬苦素为主)[3]。柚皮苷(布局如下图 1)是一种黄酮类化合物,带有强 烈的苦味,在水中的苦味阀值为 20mg/kg。它的消融度随糖含量的添加而升高,又随 PH 的升高而降低。柚皮苷再过是各个部门的含量是有不同的,以白皮层中的含量最高;柑橘 类果汁中具有强烈苦味的类柠檬苦素(其布局如下图 2)有柠碱、诺米琳、宜昌素、和诺 米林酸 4 种,凡是环境下柠檬碱是最主要的苦味源,诺米林次之,而宜昌素和诺米林酸因 其含量较低而感化不较着[4]。柠碱在水溶液中的苦味阀值约为 1mg/kg,比柚皮苷要苦 20 倍。虽然在柑橘果实中柠檬苦素的含量少少,但因为此中具有柠碱的前体柠檬苦素 A-环 内酯 (简称 LARL) , 榨汁时, LARL 从果汁中溶出, 在酸性前提下 LARL 转化为类柠檬苦素, 这就是榨汁前不苦的果汁榨汁后慢慢变苦的缘由,这种现象被称为“后苦味” ,道理如下 图 3[2]。据研究,亿游彩票备用网类柠檬苦素的后苦味现象会因为柑橘中具有的柠檬苦素 D-环内酯水解酶 而得以加强, 这一现象在冬季收成的脐橙等柑橘中特别凸起, 在收成期的晚期和中期收成 的果其实榨汁是经常会发生后苦味现象,而在成熟果实中没有此现象[4]。 1 江南大学本科食物导论综述 图1 柚皮苷布局式 Fig.1 Naringin structure 图2 柠碱布局简式 Fig.2 Limoninstructure 图3 Fig.3 柠檬苦素雷同物惹起柑橘苦味的发朝气理 Bitter caused by the occurrence mechanism of Limonin 柑橘类果汁脱苦手艺综述 3 柑橘果汁脱苦方式 3.1 代谢脱苦[1] 人们很早就发觉用晚期采收的柑橘榨出的果汁要比用采收晚期的柑橘榨出的果汁苦 味要小,受这一现象的开导,人们纷纷通过各类方式来加快柑橘苦味物质的代谢[1]。 在采收前, 用三乙胺的衍生物处置柑橘树体或完整果实能较着降低果实及叶片中柠碱 的含量。据报道,用 2-(4-乙苯氧基)三乙铵和 2-(3,4-二甲苯氧基)三乙铵能较着抑止幼龄 柠檬叶中柠碱酸盐 A 一环内酯的生物合成,从而限制了柠碱的生成。尝试证明,用 250mg/kg 的 2-(4-乙苯氧基)三乙胺和 250mg/kg 的 2-(3,4-二甲苯氧基)三乙胺喷洒脐橙树 林,可使果实中柠碱酸盐 A 一环内酯的含量削减 50%[5]。 在果实采收后, 采用乙烯利浸果的方式加快苦味物质代谢的方式也能减轻果汁中的苦 味。早在 1973 年,Maier 等就演讲了采用乙烯利浸果至多可使原含量为 24.3mg/kg 的柠 碱降低 50%;20mg/kg 乙烯处置 3h 使此含量的柠碱降低 57%。徐仲伟等用 2000mg/kg 乙烯利浸锦橙 60min,然后置于室温下(平均温度 15℃)用薄膜盖封,发觉 5d 后能降低柑 橘汁内 44.9%的柠碱苦味,而对于柚皮苷苦味影响很小。此次要是因为乙烯利处置并未对 汁内柚皮苷发生素质上的影响, 而对于柠碱苦味来说, 乙烯利处置能加快柑桔果实内柠碱 雷同物的代谢而不影响柑橘果实的风味。可是,用乙烯利浸果若浓度节制不妥,会有烂果 现象发生[6]。综上所述,操纵代谢脱苦的方式能够使苦味物质的量削减一半摆布,且对果 汁的质量不会发生较大影响,能够较好地对果汁进行脱苦[2]。 3.2 酶法脱苦[1] 感化于类柠檬苦素的脱苦酶次要有:柠檬苦素环氧酶、柠檬苦素脱氢酶、柠檬苦醇脱 氢酶、反式消弭酶(Transeliminase) 、乙酰基裂解酶(Acetyl-lyase)等[7],酶解感化过程 如下图 4[7],有三种感化路子。柚皮苷酶则能够削减柑橘成品中的柚皮苷含量,它由 α-鼠 李糖苷酶和 β-葡萄糖苷酶构成[8],感化过程如下图 5[9]。 3 江南大学本科食物导论综述 图 4 柠檬苦素在酶感化下的转化路子 Fig.4 Biological pathway of limonin under the action of enzymes 图 5 柚皮苷在柚苷酶感化下的水解示企图 Fig.5 Hydrolysis of naringin by naringinase 3.3 基因工程脱苦 在出产中所利用的柚皮苷酶是由 α-L-鼠李糖苷酶和 β-D-葡萄糖苷酶构成的夹杂酶制 剂。 这就有可能由于某一种酶活力的下降或丧失而形成整个酶制剂活力的下降或失。 研究 表白,α -L-鼠李糖苷酶和 β—D 一葡萄糖苷酶对底物的水解速度并不不异,前者比后者具 有更高的水解速度。因而,若能将两种酶加以分手别离利用。将会更经济更无效地利用酶 制剂和便于工业化出产。2000 年 IvorIov 等将 α-L-鼠李糖苷酶编码的基因进行克隆并导入 埃希氏大肠杆菌(Escherichia coli)中, 该基因在埃希氏大肠杆菌中成功进行表达[10]。因为柚 皮苷酶能在不影响柑橘果汁质量的环境下较好地去除苦味。 且酶法脱苦具有操作简单、 脱 苦前提暖和、 脱苦效率高、 便于使用等长处, 遭到泛博柑橘类果汁出产厂家的青睐。 因而, 基因工程脱苦的使用将是此后的成长标的目的[1]。 3.4 吸附脱苦 吸附脱苦是采用吸附剂选择性地吸附除去果汁中的苦味成分而达到脱苦的目标[2]。 为 了充实阐扬吸附功能, 选择吸附剂时必需具备比概况积大, 与苦味物质分子具有较强的亲 和力, 吸附剂概况目面貌径的大小必需适合其颗粒概况的多孔性布局, 对苦味物质的吸附必需 合适这 4 个特点。目前采用的吸附剂次要有活性炭、活化硅酸镁、硅胶、醋酸纤维、木质 吸附剂、吸附树脂等。各类吸附剂对分歧成分的吸附能力分歧。在国内,操纵吸附法去除 柑橘汁中苦味物质进行的研究旨在挑选优秀的国产树脂[2]。陈静等用大孔吸附树脂 Y7 对 柠碱进行脱除,发觉树脂吸附的最佳工艺前提为:流速 0.75mL/min、洗脱温度 20℃,洗 柑橘类果汁脱苦手艺综述 脱液为 80%乙醇水溶液[11]。邢建荣等操纵 HZ 树脂对胡柚汁进行脱苦,当树脂用量为果汁 质量的 10%,40℃处置 2.5min,能脱除 64.6%的柚皮苷和 76.7%的柠碱且养分成分的 丧失很小[12]。 郑亚凤等采用 LX 一 900 树脂, 在连结葡萄柚原汁 pH 下, 树脂添加量为 2%, 温度为 lO℃,脱苦时间为 60min 时,葡萄柚果汁脱苦率达 48.05%,能包管优良的风味特 征[3]。 3.5 固定化脱苦 3.5.1 曲霉属柚苷酶固定 国外很多学者对曲霉属柚苷酶的固定化进行过研究: Goldstein 等将其固定在苯乙烯 和马来酸苷共聚物上水解柚皮苷; Ono 等将其固定在氨基单宁酸纤维素上用于柑橘汁脱苫; Olson 等将酶固定于中空纤维上脱除柑橘汁中的柚皮苷; Tsen 将柚苷酶用戊二醛和硼氢酸 钠固定在甲壳素上对果汁进行脱苦,尝试发觉固定化后酶没有活性,且葡萄糖、果糖和鼠 李糖对游离酶和固定化酶都有抑止感化, 分歧果汁和固定化系统城市影响酶制剂的不变性; Busto 等未来历于黑曲霉 2088 的柚苷酶固定在聚乙烯醇上,获得了具有活性的凝胶,聚 乙烯醇凝胶能包埋 95%~108%的柚苷酶,在最适前提下:8%(m/V) PVA,pH7,酶的承 载量为 1.6~3.7U/ml,固定化后酶活在 pH 4.5 以上没有变化,可是最适温度从 60℃移到 70℃,反映的活化能 Ea 从 8.09kJ/mol 降为 6.36kJ/mol,将该固定化酶用于浓缩果汁中水 解柚皮苷,持续利用 6 次后(20℃,24h)酶活降为 36%[9]。 3.5.2 青霉属柚苷酶固定 青霉属柚苷酶具有高活性的 a-L-鼠李糖苷酶和低活性的 β-D-葡萄糖苷酶的特征, Tsen 等将青霉属柚苷酶固定在三醋酸纤维素长进行研究,发觉固定化酶的 Km 值比游离酶高; 将该固定化酶用于橙汁中柚皮苷的水解, 成果显示它能同时水解柠檬苦素, 且对果汁的糖 含量、总无机酸和混浊系统没有影响,并且,酶柱用温水清洗后可从头利用;Puri 等将 柚苷酶用海藻酸盐包埋用于果汁脱苦,颠末对各类海藻酸盐载体尝试表白,2%海藻酸钠 是最好的载体, 固定化酶的 pH 值和热不变性均比游离酶变宽, 更适宜分歧果汁的脱苦[9]。 Puri 等用戊二醛处置木屑后,通过共价交联法固定青霉属柚苷酶来提高酶的催化活 性,固定化率为 120%,固定化酶的 pH 值比游离酶低,热不变性也有很大的提高。将固 定化酶储具有 4℃前提下,在最适前提下,水解柚皮苷尺度液,持续利用 7 次酶的活性没 有降低,可脱除柑橘果汁中 76%的苦味[9]。 酶用简单的吸附法固定在硅藻十上后,跟着酶浓度提高到 0.2mg/ml,水解度直线%的水解率,酶活收受接管率为 83%,固定化酶持续利用 5 次,在利用 3 次后, 酶活性根基不变。Russo 等在醋酸盐缓冲系统(pH4.0)中,用分歧浓度的戊二醛通过选择 吸拥护共价键连系法固定柚苷酶,在优化尝试前提下,对游离酶和固定化酶的酶活、Km 和 Vm 进行了测试[9]。 3.5.3 生物转化的类柠檬苦素的酶的细胞化固定 合用于类柠檬苦素生物转化的酶在现实使用中,因果汁低 pH 值而失活,以及因高成 5 江南大学本科食物导论综述 本而很大程度上受限于工业出产。 操纵固定化细胞脱苦手艺, 不只可省去复杂的酶分手提 纯步调,连结胞内酶的不变性,还可持续培育复壮利用[7]。 固定化细胞常用菌有假单胞菌、束红球菌、球形节杆菌、球形节杆菌Ⅱ等,其固定化 材料的选择也很是主要。Iborra 等将束红球菌的细胞固定在 κ-角叉藻聚糖上,可脱除大 约 60%的柠檬苦素; Hasegawa 等还将厌氧棒状杆菌固定在丙烯酰胺上, 用含有 20~50mg/kg 的诺米林柑橘汁一次通过便可完全脱除,该系统持续利用 15 次后仍然无效。罗自生等将 醋酸杆菌于固定化细胞生物反映器中,以流速 2mL/min 处置柑橘汁,柠檬苦素脱苦率达 58.3%, 该反映器每次处置柑橘汁 120mL, 可持续利用 11 次, 脱苦率仍可达到 51.08%。 Vaks 和 Lifshitz 从土壤平分离出鲍曼不动杆菌,将该菌装入渗入性囊袋,置于高柠檬苦素果 汁中 2h,柠檬苦素含量降低了 50%,而果汁中其他养分成分没有丧失[7]。 固定化细胞操纵的菌株中恶臭假单胞菌 G7 的柠檬苦素生物转化能力也被证明。恶臭 假单胞菌菌株是公认的一种杰出的养分机遇主义和范式代谢多功能的微生物, 能操纵柠檬 苦素进行代谢。Chatterjee 和 Bhattacharaya 也报道称,恶臭假单胞菌 MTCC1072 可分化代 谢单萜柠檬烯为非苦衍生物紫苏醇和反式-对薄荷-6-烯-2,8-二醇[7]。 然而,固定化细胞因为细胞膜对基质和产品的渗入性樊篱会导致反映速度较低。 Kondo 等人提出削减渗入性樊篱以提高固定化细胞催化的无效性。已验证了可通过利用 无机溶剂、洁净剂、盐、酶、化学品和电脉冲的方式来添加细胞通透性。透化感化简化了 细胞的通透性樊篱, 使物质穿细致胞膜的自在流动过程变得愈加容易。 如许微生物细胞保 留其内在的组织及需要的几种辅助酶的因子而阐扬感化[7]。 4 瞻望 在现实出产中,应留意 2 种以至少种脱苦方式连系利用,提高脱苦效率,降低脱苦成 本。相信跟着各学科的成长,各类脱苦方式也会越来越完美,能逐步处理限制柑橘类生果 深加工的问题。 柑橘类果汁脱苦手艺综述 参考文献 [1]许少丹, 谢婧. 柑橘类果汁脱苦手艺研究进展[J]. 饮料工业,2012,15(6): 15-19. 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