1、一、果膠一、果膠二、果膠酶二、果膠酶三、果膠酶在食品中的應(yīng)用三、果膠酶在食品中的應(yīng)用四、應(yīng)用果膠酶的注意事項四、應(yīng)用果膠酶的注意事項教學(xué)主要內(nèi)容果果 膠膠果膠是植物中的一種酸性果膠是植物中的一種酸性多糖多糖物質(zhì)，它通常為白色至淡黃色物質(zhì)，它通常為白色至淡黃色粉末，稍帶酸味，具有水溶性，粉末，稍帶酸味，具有水溶性，工業(yè)上即可分離，其分子量約工業(yè)上即可分離，其分子量約5萬一萬一30萬，主要存在于植物萬，主要存在于植物的的細(xì)胞細(xì)胞壁和細(xì)胞內(nèi)層，為內(nèi)部壁和細(xì)胞內(nèi)層，為內(nèi)部細(xì)胞的支撐物質(zhì)。在食品上作細(xì)胞的支撐物質(zhì)。在食品上作膠凝劑，膠凝劑，增稠劑增稠劑，穩(wěn)定劑，懸，穩(wěn)定劑，懸浮劑，浮劑，乳化劑乳化劑，增

2、香增效劑，增香增效劑，并可用于并可用于化妝品化妝品，對保護(hù)皮膚，對保護(hù)皮膚，防止紫外線輻射，冶療創(chuàng)口，防止紫外線輻射，冶療創(chuàng)口，美容養(yǎng)顏都存一定的作用。美容養(yǎng)顏都存一定的作用。果膠的組果膠的組成結(jié)構(gòu)成結(jié)構(gòu) 果膠果膠(Pectin)是一組聚半乳糖醛酸。在適宜條件下其溶是一組聚半乳糖醛酸。在適宜條件下其溶液能形成凝膠和部分發(fā)生甲氧基化（甲酯化，也就是液能形成凝膠和部分發(fā)生甲氧基化（甲酯化，也就是形成形成甲醇甲醇酯），其主要成分是部分甲酯化的酯），其主要成分是部分甲酯化的1,4一一D一聚半乳糖醛酸。殘留的羧基單元以游離酸的形式存一聚半乳糖醛酸。殘留的羧基單元以游離酸的形式存在或形成銨、鉀鈉和鈣等鹽。

3、在或形成銨、鉀鈉和鈣等鹽。它的分子式：（它的分子式：（C6H10O7 ）n果膠的來源果膠物質(zhì)是植物果膠物質(zhì)是植物細(xì)胞壁細(xì)胞壁成分之一，存在于相鄰細(xì)胞壁間的胞間層中，成分之一，存在于相鄰細(xì)胞壁間的胞間層中，起著將細(xì)胞粘在一起的作用。不同的蔬菜，水果口感有區(qū)別，主要是起著將細(xì)胞粘在一起的作用。不同的蔬菜，水果口感有區(qū)別，主要是由它們含有的果膠含量以及果膠分子的差異決定的。柑橘、檸檬、柚由它們含有的果膠含量以及果膠分子的差異決定的。柑橘、檸檬、柚子等果皮中約含子等果皮中約含30%果膠，是果膠的最豐富來源。按果膠的組成可有果膠，是果膠的最豐富來源。按果膠的組成可有同質(zhì)多糖和雜多糖兩種類型：同質(zhì)多糖型果

4、膠如同質(zhì)多糖和雜多糖兩種類型：同質(zhì)多糖型果膠如D-半乳聚糖半乳聚糖、L-阿拉阿拉伯聚糖和伯聚糖和D-半乳糖醛酸聚糖等；雜多糖果膠最常見半乳糖醛酸聚糖等；雜多糖果膠最常見 果膠是一種果膠是一種天然高分子化合物天然高分子化合物，具有良好的膠凝化和乳化穩(wěn)定作用，具有良好的膠凝化和乳化穩(wěn)定作用，已廣泛用于食品、醫(yī)藥、日化及紡織行業(yè)。柚果皮富含果膠，其含量已廣泛用于食品、醫(yī)藥、日化及紡織行業(yè)。柚果皮富含果膠，其含量達(dá)達(dá)6%左右，是制取果膠的理想原料。果膠分果膠液、果膠粉和低甲左右，是制取果膠的理想原料。果膠分果膠液、果膠粉和低甲氧基果膠三種，其中尤以果膠粉的應(yīng)用最為普遍。從柚皮中可以制取氧基果膠三種，其

5、中尤以果膠粉的應(yīng)用最為普遍。從柚皮中可以制取果膠粉和低甲氧基果膠。果膠粉和低甲氧基果膠。 果膠酶果膠酶（Pectinases物質(zhì)物質(zhì) 的多種酶總稱的多種酶總稱。 它主要存在于高等植它主要存在于高等植物和微生物中。果膠酶物和微生物中。果膠酶至至 少有少有8種酶分別作用于果種酶分別作用于果膠分子的不同位點，基膠分子的不同位點，基本上本上 可以分成兩大類可以分成兩大類:一類是一類是催化果膠物質(zhì)解聚酶催化果膠物質(zhì)解聚酶，另一另一 類是類是催化果膠分子催化果膠分子中酯水解的果膠酯酶中酯水解的果膠酯酶。 果膠酶果膠酶果膠酶果膠酶果膠酯酶（果膠酯酶（PE)聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶(PG)聚甲基半乳糖醛酸

6、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)果膠酶主要包括：果膠酶主要包括： 果膠酯酶果膠酯酶(PE)是一種能催化果膠甲酯分子水解，是一種能催化果膠甲酯分子水解，生成果膠酸和甲醇的的一種果膠水解酶生成果膠酸和甲醇的的一種果膠水解酶。果膠酯酶。果膠酯酶的最適溫度范圍的最適溫度范圍3550 C, 在在55c易引起失活，易引起失活，但來源不同的酶有所區(qū)別。番茄中果膠酯酶對熱較但來源不同的酶有所區(qū)別。番茄中果膠酯酶對熱較穩(wěn)定。在穩(wěn)定。在PH6的的0.1mol/LNaCl溶液中，將其在溶液中，將其在70 C加熱加熱1h,

7、則活力損失則活力損失50%。果膠酶作用的最適。果膠酶作用的最適pH根據(jù)來源不同有所區(qū)別。根據(jù)來源不同有所區(qū)別。鈣離子和鈉離子對果膠酯鈣離子和鈉離子對果膠酯酶有激活作用酶有激活作用。 果膠酯酶果膠酯酶(PE) 聚半乳糖醛酸酶（聚半乳糖醛酸酶（PG)是發(fā)現(xiàn)較早、研究最廣泛的是發(fā)現(xiàn)較早、研究最廣泛的 的一種果膠酶，它水解的一種果膠酶，它水解D-半乳糖酸的半乳糖酸的 -14，-糖苷鍵糖苷鍵也分為外切酶和內(nèi)切酶。也分為外切酶和內(nèi)切酶。PG廣泛存在于真菌、細(xì)菌和廣泛存在于真菌、細(xì)菌和酵母中。高等植物中也發(fā)現(xiàn)有該內(nèi)切酶的存在。它作酵母中。高等植物中也發(fā)現(xiàn)有該內(nèi)切酶的存在。它作 用用于半乳糖醛酸時，隨機水解其

8、中的半乳糖單位，可使其于半乳糖醛酸時，隨機水解其中的半乳糖單位，可使其溶液的濃度下降，但還原力增加不大。對外切酶的研究溶液的濃度下降，但還原力增加不大。對外切酶的研究比較少。它水解聚半乳糖醛酸時逐個釋放出半乳糖醛酸比較少。它水解聚半乳糖醛酸時逐個釋放出半乳糖醛酸單位。單位。聚半乳糖醛酸的活力可以通過測定反應(yīng)中還原能聚半乳糖醛酸的活力可以通過測定反應(yīng)中還原能力的增加或底物溶液的黏度的降低來確定力的增加或底物溶液的黏度的降低來確定。 聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶 果膠酶存在于水果和蔬菜中，能降解果膠物質(zhì)，它的果膠酶存在于水果和蔬菜中，能降解果膠物質(zhì)，它的變化對于水果和蔬菜的結(jié)構(gòu)有重要的影響，因而在

9、食品變化對于水果和蔬菜的結(jié)構(gòu)有重要的影響，因而在食品加工和保藏中起重要的作用。微生物加工和保藏中起重要的作用。微生物果膠酶是食品工業(yè)果膠酶是食品工業(yè)中使用量最大的酶制劑之一中使用量最大的酶制劑之一，它主要用于果汁的澄清。，它主要用于果汁的澄清。 許多霉菌及少量的細(xì)菌和酵母菌都可產(chǎn)生果膠酶，許多霉菌及少量的細(xì)菌和酵母菌都可產(chǎn)生果膠酶，主要主要以曲以曲 霉和桿菌為主霉和桿菌為主，由于真菌中的黑曲霉屬于公認(rèn)安，由于真菌中的黑曲霉屬于公認(rèn)安全級，其代謝產(chǎn)物是安全的。因此全級，其代謝產(chǎn)物是安全的。因此目前市售的食品級果目前市售的食品級果膠酶主要來源于黑曲霉膠酶主要來源于黑曲霉，最適最適pH 值一般在酸性

10、范圍值一般在酸性范圍。近年來，一些來源于細(xì)菌桿菌屬的堿性果膠酶日益受到近年來，一些來源于細(xì)菌桿菌屬的堿性果膠酶日益受到重視如浸麻芽孢桿菌等。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷提重視如浸麻芽孢桿菌等。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷提高，也可利用基因克隆技術(shù)實現(xiàn)果膠酶在其它微生物宿高，也可利用基因克隆技術(shù)實現(xiàn)果膠酶在其它微生物宿主的表達(dá)。主的表達(dá)。果膠酶的分布 果膠酶在食品中的應(yīng)用 果膠酶是果汁生產(chǎn)中最重要的酶制劑之一 ，以被廣泛用于果汁的提取和澄清。在果汁生產(chǎn)過程中，通過果膠酶處理，有利于壓榨，提高出汁率；在沉降 ，過濾，離心分離過程中，有利于沉淀分離，達(dá)到果汁澄清效果。經(jīng)果膠酶處理的果汁 穩(wěn)定性好，可以防止在

11、存放過程中出現(xiàn)渾濁。已廣泛用于蘋果汁，葡萄汁，柑橘汁等果汁的生產(chǎn)。 果膠酶在果汁飲料中的應(yīng)用 對渾濁柑橘汁穩(wěn)定性的影響5果汁澄清1 果實的脫皮 其他方面的應(yīng)用867果酒的澄清及過濾提高 果蔬汁的出汁率 果汁的提取 3 24對果蔬汁營養(yǎng)成分的影響果汁澄清 果膠物質(zhì)是造成果汁混果膠物質(zhì)是造成果汁混濁的主要因素濁的主要因素。果膠大分子阻。果膠大分子阻礙了固體粒子的沉降，有很高礙了固體粒子的沉降，有很高的黏度。水果經(jīng)破碎后的果汁的黏度。水果經(jīng)破碎后的果汁中含有果膠、纖維素等固形物，中含有果膠、纖維素等固形物，根據(jù)分子大小，果膠起到植物根據(jù)分子大小，果膠起到植物纖維的作用，它阻止甚至使液纖維的作用，它阻

12、止甚至使液體流動停止，使固體粒子保持體流動停止，使固體粒子保持懸浮、汁液處于均勻的渾濁狀懸浮、汁液處于均勻的渾濁狀態(tài)，既難沉淀，又不易濾清，態(tài)，既難沉淀，又不易濾清，影響果汁澄清。影響果汁澄清。 1. 果汁澄清 目前在果汁生產(chǎn)中常用的澄目前在果汁生產(chǎn)中常用的澄清方法主要有清方法主要有自然澄清法、熱自然澄清法、熱處理法、冷凍法、酶法、加澄處理法、冷凍法、酶法、加澄清劑法、離心分離法和超濾法。清劑法、離心分離法和超濾法。采用超濾工藝甚至能生產(chǎn)出采用超濾工藝甚至能生產(chǎn)出“無菌無菌”的果汁，但一般在超的果汁，但一般在超濾之前對果蔬原汁進(jìn)行酶法處濾之前對果蔬原汁進(jìn)行酶法處理或澄清處理，否則單獨使用理或澄

13、清處理，否則單獨使用往往是不可行或者不經(jīng)濟的。往往是不可行或者不經(jīng)濟的。對大多中小型飲料廠而言，引對大多中小型飲料廠而言，引進(jìn)這些設(shè)備投資大，費用高，進(jìn)這些設(shè)備投資大，費用高，而加澄清劑的澄清工藝則投資而加澄清劑的澄清工藝則投資少，見效快。少，見效快。 1.果汁澄清 研究結(jié)果表明，當(dāng)加入內(nèi)研究結(jié)果表明，當(dāng)加入內(nèi)切切O O聚半乳糖醛酸酶和果膠酯酶聚半乳糖醛酸酶和果膠酯酶混合制劑，使果膠中混合制劑，使果膠中30 %30 %的酯鍵的酯鍵和和5 %5 %的糖苷鍵被水解時，蘋果的糖苷鍵被水解時，蘋果汁就能達(dá)到充分澄清。實驗證明，汁就能達(dá)到充分澄清。實驗證明，在蘋果汁中在蘋果汁中添加添加0.07%0.07

14、%的果膠酶的果膠酶制劑制劑, , 在在45 45 下反應(yīng)下反應(yīng)2 2小時，小時，過過濾后可得到濾后可得到透光率達(dá)透光率達(dá)95 %95 %左右、左右、吸光度為吸光度為0.150.15 的透明果汁。的透明果汁。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壓榨出和過濾加壓榨出和過濾。果汁加工。果汁加工時首先將植物細(xì)胞壁破壞。時首先將植物細(xì)胞壁破壞。大多數(shù)植物細(xì)胞壁主要由纖大多數(shù)植物細(xì)胞壁主要由纖維素、半纖維素和果膠物質(zhì)維素、半纖維素和果膠物質(zhì)等組成。細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)較緊等組成。細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)較緊密，單純依靠機械或化學(xué)方密，單純依靠機械或化學(xué)方法難以將其充分破碎。另外，法難以將其充分破碎

15、。另外，果膠隨成熟度的增加，酯化果膠隨成熟度的增加，酯化程度較高，也是影響出汁率程度較高，也是影響出汁率的主要因素之一。的主要因素之一。2.果汁提取用果膠酶處理的用果膠酶處理的優(yōu)點優(yōu)點： 破壞果實細(xì)胞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高果實的破碎程度；破壞果實細(xì)胞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高果實的破碎程度； 有效降低其黏度，改善壓榨性能，提高出汁率和可溶有效降低其黏度，改善壓榨性能，提高出汁率和可溶性固形物含量，從而就能在壓榨時達(dá)到提高出汁效率性固形物含量，從而就能在壓榨時達(dá)到提高出汁效率并縮短壓榨時間的目的，同時把大分子的果膠物質(zhì)降并縮短壓榨時間的目的，同時把大分子的果膠物質(zhì)降解后，有利于后續(xù)的澄清、過濾和濃縮工序。解后，

16、有利于后續(xù)的澄清、過濾和濃縮工序。果汁提取以蘋果汁生產(chǎn)為例壓榨離心壓榨離心蘋果要先經(jīng)機械蘋果要先經(jīng)機械壓榨，然后再離壓榨，然后再離心獲得果汁，但心獲得果汁，但果汁中仍然含有果汁中仍然含有較多的不溶性果較多的不溶性果膠而呈渾濁狀膠而呈渾濁狀。加果膠酶加果膠酶在渾濁果汁內(nèi)加在渾濁果汁內(nèi)加入果膠裂解酶并入果膠裂解酶并輕輕攪拌，在酶輕輕攪拌，在酶的作用下，不溶的作用下，不溶性果膠漸漸凝聚性果膠漸漸凝聚成絮狀物析出，成絮狀物析出，從而獲得清澈的從而獲得清澈的琥珀色蘋果汁。琥珀色蘋果汁。 果汁提取 蘋果汁的pH 值一般為3.24.0，處在果膠酶的作用范圍內(nèi)或者稍低，處理時不用調(diào)節(jié)pH 值。如果有些蘋果汁p

17、H 值特別低，可以采用較高pH值的蘋果汁與之混合，進(jìn)行必要的調(diào)整。但要注意，在任何情況下都不宜采用加入堿液的方法進(jìn)行pH 值的調(diào)整，處理時的溫度對果膠酶的反應(yīng)速度有明顯影響，適當(dāng)提高溫度，可使處理時間縮短。通常在3040，處理時間為3060 min。此外，在加酶處理過程中，加入0.005%的明膠，可以顯著縮短處理時間。3.提高果汁出汁率 漿果類水果、胡蘿卜等的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜是由果膠、纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)構(gòu)成，破碎后的果泥十分粘稠，壓榨取汁非常困難。 3.提高果汁出汁率 較大幅度地提高果蔬飲料的出汁率；較大幅度地提高果蔬飲料的出汁率； 改善其過濾速度；改善其過濾速度； 保證產(chǎn)品貯存穩(wěn)定性；

18、保證產(chǎn)品貯存穩(wěn)定性； 可有效降低粘度；可有效降低粘度； 改善壓榨性能；改善壓榨性能； 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； 有利于后續(xù)的澄清、過濾和濃縮工序。有利于后續(xù)的澄清、過濾和濃縮工序。3.提高果汁出汁率輔以其他工藝手段，輔以其他工藝手段，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%)，使蘋果透，使蘋果透光率由光率由30.1%30.1%提高到提高到71.5%71.5%，并提高了果汁，并提高了果汁的過濾效率。的過濾效率。0.1%0.1%的的果膠酶與果膠酶與0.1%0.1%的纖維的纖維素酶結(jié)合使用，效果素酶結(jié)合

19、使用，效果更好。更好。蘋果酒釀造工藝蘋果酒釀造工藝 歐李果汁生產(chǎn)歐李果汁生產(chǎn) 添加果膠酶后，果膠添加果膠酶后，果膠物質(zhì)被大量分解，果物質(zhì)被大量分解，果膠含量從酶解前的膠含量從酶解前的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，果實出汁率由實出汁率由52%52%變成變成64%64%，提高了，提高了1212個百分個百分點。點。 提高果汁出汁率提高果汁出汁率 在果肉攪拌在果肉攪拌1530 min 1530 min 后，直接后，直接添加添加0.04%0.04%果膠酶，果膠酶，并并于于4545下處理下處理10 min10 min，即可多產(chǎn)果汁，即

20、可多產(chǎn)果汁12%24%12%24%；也可以；也可以與不溶性聚乙烯吡咯烷酮配合使用，酶處理溫度可降低與不溶性聚乙烯吡咯烷酮配合使用，酶處理溫度可降低到到4040，可多產(chǎn)果汁，可多產(chǎn)果汁12%28%12%28%。 把纖維素酶與果膠酶結(jié)合使用，使果肉全部液化，用于把纖維素酶與果膠酶結(jié)合使用，使果肉全部液化，用于生產(chǎn)蘋果汁、胡蘿卜汁和杏仁乳，生產(chǎn)蘋果汁、胡蘿卜汁和杏仁乳，產(chǎn)率高達(dá)產(chǎn)率高達(dá)85%85%。對果蔬汁營養(yǎng)成分的影響 經(jīng)過果膠酶的處理，果蔬汁的可溶性固形物含量明經(jīng)過果膠酶的處理，果蔬汁的可溶性固形物含量明顯提高，而這些可溶性固形物由可溶性蛋白質(zhì)和多顯提高，而這些可溶性固形物由可溶性蛋白質(zhì)和多糖類

21、物質(zhì)等營養(yǎng)成分組成，果蔬汁中的胡蘿卜素的糖類物質(zhì)等營養(yǎng)成分組成，果蔬汁中的胡蘿卜素的保存率也明顯提高。保存率也明顯提高。 另外，果膠酶處理后的果汁的葡萄糖、山梨糖和果另外，果膠酶處理后的果汁的葡萄糖、山梨糖和果糖含量顯著提高糖含量顯著提高, , 蔗糖含量略有下降蔗糖含量略有下降, , 總糖含量上總糖含量上升；甜玉米、胡蘿卜的試驗有相似的結(jié)果。升；甜玉米、胡蘿卜的試驗有相似的結(jié)果。5.對渾濁柑橘汁穩(wěn)定性的影響 柑橘汁一般制成渾濁柑橘汁一般制成渾濁果汁，因為柑橘汁的色果汁，因為柑橘汁的色澤、風(fēng)味和營養(yǎng)成分依澤、風(fēng)味和營養(yǎng)成分依賴于果汁的懸浮微粒。賴于果汁的懸浮微粒。柑橘含有果膠和果膠酶，柑橘含有果

22、膠和果膠酶，果膠酶主要存在于橘皮果膠酶主要存在于橘皮和囊衣中。而果膠酶主和囊衣中。而果膠酶主要存在于囊衣中，從柑要存在于囊衣中，從柑橘中提取果汁，使果汁橘中提取果汁，使果汁同時含有果膠和果同時含有果膠和果膠酶。 新鮮制備的柑橘汁中含有各種不溶解的微笑顆粒。新鮮制備的柑橘汁中含有各種不溶解的微笑顆粒。他們導(dǎo)致果汁處于渾濁的狀態(tài)。這些不溶解的顆粒主他們導(dǎo)致果汁處于渾濁的狀態(tài)。這些不溶解的顆粒主要由果膠、蛋白質(zhì)和脂肪所構(gòu)成，也可以含有橙皮苷。要由果膠、蛋白質(zhì)和脂肪所構(gòu)成，也可以含有橙皮苷。如果果汁不經(jīng)熱處理，那么由于果膠酶的作用如果果汁不經(jīng)熱處理，那么由于果膠酶的作用, ,使果使果膠轉(zhuǎn)變成低甲基果膠，他有可能與果汁中的高價陽離膠轉(zhuǎn)變成低甲基果膠，他有可能與果汁中的高價陽離子作用生成不容解的果膠酸鹽。由于果膠酸鹽的吸附子作用生成不容解的果膠酸鹽。由于果膠酸鹽的吸附作用，導(dǎo)致渾濁顆粒的沉降。如果柑橘汁中不存在高作用，導(dǎo)致渾濁顆粒的沉降。如果柑橘汁中不存在高濃度的高價陽離子，濃度的高