果胶酶在食品工业中应用的研究进展_张占军

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专论与综述
中国酿造
2010 年 第 10 期
总第 223 期 · 5 ·
须状区（hairy region），也就是连接聚半乳糖醛酸链和细胞 壁组分的多糖链[1，6]。果胶水解酶可分为聚半乳糖醛酸酶 （PG）、聚半乳糖醛酸甲酯水解酶（PMG）、聚鼠李半乳糖醛 酸酶（RHG）、阿拉伯聚糖酶、半乳聚糖酶、木糖基半乳糖 醛酸酶等[1]。其中聚半乳糖醛酸酶是在有水参加反应的情 况下促进聚半乳糖醛酸链水解的一种果胶水解酶，其应 用最为广泛[4]。果胶裂解酶（PL）催化果胶分子链的β-消除 裂解，对提高果汁产量方面有重要意义[7]。果胶酯酶是细 胞壁胞内酶，对聚半乳糖醛酸甲酯具有高度的专一性，也 能水解聚半乳糖醛酸乙酯、丙酯和烯丙酯，但水解速率低 于甲酯，对聚甘露糖醛酸甲酯不起作用[8]。 2 果胶酶在食品工业中的应用 2.1 果汁澄清
1 果胶酶及其来源 果胶酶广泛分布于高等植物和微生物中，在某些原生
动物和昆虫中也有发现。在微生物中，细菌、放线菌、酵母 和霉菌都能代谢合成果胶酶[4]。果胶酶一般分为原果胶酶、 果胶水解酶（pectin hydrolases）、果胶裂解酶（pentin lyases， PL）和果胶酯酶（pectin esterases，PE）等[1]。许多微生物都 能产生使果胶溶解的原果胶酶，其能从植物组织中使原 果胶释放出可溶性的果胶物质[5]。一般根据原果胶酶的作 用机理，将其分为2种类型：A型原果胶酶和B型原果胶酶。 A型原果胶酶主要作用于原果胶的光滑区（smooth region）， 也就是多聚半乳糖醛酸的区域；B型原果胶酶主要作用于
摘 要：果胶酶是一类分文综述了果胶酶的特性及其在果汁澄清、提高果蔬汁的 出汁率、提取生物活性功能成分以及改善酒的品质等食品领域中的应用，并提出了目前存在的问题及以后的研究发展方向。 关 键 词：果胶酶；食品工业；果汁澄清；应用
中图分类号：Q814.9
文献标识码：A
2010 No．10
· 4 · Serial No．223
China Brewing
Forum and Summary
果胶酶在食品工业中应用的研究进展
张占军1，2，王富花3，曾晓雄1
（1.南京农业大学 食品科技学院，江苏 南京 210003；2.扬州环境资源职业技术学院， 江苏 扬州 225127；3.扬州工业职业技术学院，江苏 扬州 225127）
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果蔬的细胞壁中含有大量的果胶质、纤维素、淀粉、蛋 白质、木质素等物质，使得破碎后的果浆比较黏稠，压榨取 汁非常困难且出汁率很低。果胶酶不但能催化果胶降解 为半乳糖醛酸，破坏了果胶的黏着性及稳定悬浮微粒的 特 性，有效降低黏度 、改善压榨性能，提高出汁率和可 溶 性固形物含量，而且能增加果汁中的芳香成分，减少果渣 产生，同时有利于后续的澄清、过滤和浓缩工序。利用酶 解技术可使果蔬的出汁率提高10%~35%，具体数值因果 蔬中果胶含量和压榨方法的不同而不同[19]。付莉等[20]研究 了果胶酶提高番茄出汁率的最佳工艺条件，与未经果胶 酶处理的番茄相比，出汁率可以提高19.7%。刘兴艳等[21]利
文章编号：0254-5071（2010）10-0004-03
Research progress of pectinase application in food industry
ZHANG Zhanjun1,2, WANG Fuhua3, ZENG Xiaoxiong1
(1.College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210003, China; 2.Yangzhou Vocational College of Environmental and Resources, Yangzhou 225127, China; 3.Yangzhou Polytechnic Institute, Yangzhou 225127, China)
收稿日期：2010-05-13 作者简介：张占军（1977-），甘肃通渭人，男，讲师，研究方向食品生物技术。
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[17] 白维东. 使用醋糟治疗池塘养鱼小三毛金藻中毒的效果[J]. 科学养 鱼，2004（1）：48.
Abstract: Pectinase is a class of enzymes that degrade pectin and is widely distributed in nature. This paper described the characteristics of pectinase and its application in the fruit juice clarification, increase of fruit and vegetable juice yield, extraction of bio-active functional components and improvement of the wine quality. In addition, the current problems, research directions and development were discussed. Key words: pectinase; food industry; fruit juice clarification; application
果胶酶（pectolytic enzyme or pectinase）是指能够分解 果胶物质的多种酶的总称[1]。果胶物质广泛存在于高等植 物（如水果、蔬菜及大豆、玉米等谷物）中，是细胞壁的一种 组织成分，能将细胞彼此粘合在一起。果胶物质是碳水化 合物的衍生物，是一种高分子聚合物。主要由D-半乳糖醛 酸以α-1，4糖苷键连接形成，是非淀粉多糖的成分之一[2]。 果胶酶在工业生产中作为重要的酶之一，早已为人们广泛 认识。20世纪30年代，美国和德国就将果胶酶应用于工业 生产中，经过半个多世纪的发展，果胶酶已经实现商品化， 大量应用于食品工业[3]。本文针对果胶酶的特性对其在食 品工业中的应用加以综述。
用果胶酶对樱桃提汁效果进行了研究，发现出汁率较对 照组提高了14%。杨军等[22]将5种不同来源的果胶酶应用 于 胡 萝 卜 制 汁 、液 化 的 研 究 ，结 果 发 现 ，5 种 果 胶 酶 均 能 提 高胡萝卜制汁的出汁率、液化率、总固形物及胡萝卜素 的含量。 2.3 提取生物活性功能成分
目前提取水溶性活性成分的方法比较多，如水浸提法、 渗透法、回流法、超声波法、微波法和酶法等。水浸提法是 传统的提取方法，操作繁琐而且提取率低，超声波法和微 波法则成本相对较高，有一定的设备要求，而酶法作用条 件温和，操作相对简单又能保证较高的提取率。由于果胶 物质主要存在于植物初生壁和细胞中间，而复合果胶酶能 够除去细胞壁中的果胶质，从而可以有效地破除细胞壁， 使细胞中的活性成分溶解出来。李玲等[23]研究了采用果胶 酶提取川芎多糖的最佳工艺条件，采用果胶酶提取多糖的 得率可达到11.3%。郑虎哲等[24]利用果胶酶对苹果渣中多 酚类物质的提取效果进行了研究，结果发现，总多酚类物 质和总黄酮类物质含量分别比对照组提高了1.3倍和1.5 倍，且果胶酶处理组比对照组多检出咖啡酸、香豆酸、阿 魏酸、根皮素和未知物U3，从而得出果胶酶具有较强的 分解果胶质的功能，并能提高总多酚类物质的含量。韩 爱霞等 [25]以果胶酶对枸杞预处理后再用溶剂乙醇提取 其中总黄酮，结果表明，枸杞用果胶酶处理后再用溶剂乙 醇提取其中总黄酮，提取率为1.06%，明显高于纯溶剂乙 醇提取法。 2.4 改善酒的品质