果胶酶的制作工艺及流程
西瓜皮提取果胶技术
西瓜皮提取果胶技术果胶在食品、医药和日用化工中有广泛用途，在国内外市场上一直属紧俏物资。
每10000t(吨)西瓜皮可提取40t(吨)果胶，价值400万元。
其生产工艺流程如下：1、清洗。
将新鲜的西瓜皮用清水洗去泥沙、尘土等杂质。
2、蒸透。
将洗净的原料放入蒸笼中蒸30--40分钟，以瓜皮变软，有水析出滴下为度。
蒸煮的目的是破坏原料中的果胶酶。
3、压榨。
将蒸透后的原料尽可能榨干，除去其中水分。
4、水解。
将榨干的原料放于耐腐蚀的容器中，加水3--4倍，加酸调pH值至2左右，加热接近沸点，保持一定时间。
此步操作中的酸度、温度、加热时间均需经过试验确定。
酸度大、温度高，则时间要短，否则果胶分解过度；温度低，则时间要长，否则果胶不能水解。
5、过滤。
用布袋压榨过滤，收集滤液。
压榨后的滤渣可进行二次水解、过滤，除加水2倍外，其他操作同上。
6、脱色。
将两次所得的滤液合并，加入0．3％--0．5％的活性炭，加温至55--60℃，脱色30分钟。
7、浓缩。
将脱色后的液体真空浓缩成半固体状。
8、醇析。
在浓缩液中加入90％的乙醇溶液(加入量为浓缩液的1倍或稍多)后，立即可以看到有果胶絮凝出现。
略待片刻后进行压榨。
9、压榨。
将絮状果胶装入布袋，压榨除去液体。
注意回收液体中的乙醇。
10、醇洗。
将榨得的果胶，用95％的乙醇溶液洗涤(用量为果胶的1倍)。
略待片刻，榨去乙醇液。
11、烘干。
将固体果胶置于搪瓷盘中，在65--75℃下烘烤至含水分8%以下即可。
12、研磨。
将烘干的果胶在干燥的条件下研磨粉碎，过60目筛。
13、调配。
分批分次化验后，按规定把不同等级的产品合理调配。
14、包装。
用聚乙烯塑料袋定量密封包装，小袋外再用大塑料袋密封包装，外包装用纸箱，包装贴封后即可入库或外运。
最佳果浆酶解工艺的应用实践及其经济评价
表 1 OME 工艺 , AFP 技术与传统果汁加工工艺对比
工 艺
传统工艺
最佳果浆酶解工艺
参 数
(OM E)
单耗 : Kg 苹果/ Kg 浓缩汁
(12°Bx/ 72°Bx)
810 —1110
619 —715
100 %澄清汁 的质量
提取浓度较低
有较好的 RSK 值 和
诺和诺德公司开发并已投入商业化应用的果 浆处理用酶主要有如下几种 :
a1Pectinex Ultra SP - L : 该产品含有果胶酶 , 纤维素酶和半纤维素酶 的活性 , 用于水果果浆处理 , 以提高出汁率和压 榨能力 , 适合于各种榨汁机操作 。
b1Pectinex Superpress : 该产品含有多种酶的活性 , 用于水果果浆处 理 , 提高出汁率 , 特别适合于带式榨汁机使用 。 c1CellubrixTM —L : 这是一种新的酶制剂产品 , 主要的酶活性为 纤维素酶和纤维二糖酶 。可将水果的纤维素成份 分解为低聚糖 , 进而分解成还原糖 , 最大限度地
4068
5160
6112
5414
6810
10210
6860 8116
8510 10210
10210 12214
9512
11910
14218
10810
13610
16312
12214
15310
18316
13610 16312
17010 20410
20410 24418
19014
23810
28516
21716
软饮料工业 1997 年第 1 期总第 47 期 百分点 ; 对储藏果 (10 月份以后) 可提高 15 — 18 个百分点 。
浅谈果胶酶
宋立立 沧州师范学院生命科学学院摘要：果胶酶是分解果胶物质多种酶的总称。
目前果胶酶在食品、轻工业和饲料等领域得到广泛应用。
本文综述果胶酶的分类、来源及作用机制，阐述果胶裂解酶的分子生物学研究进展。
关键词：果胶酶；分类；来源；应用中图分类号：Q939.9 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2015)021-000344-02一、定义果胶酶是分解果胶质多种酶的总称，是含有多种组分的复合酶，它可以水解多聚半乳糖醛酸α-1,4糖苷键释放出可溶性的不饱和寡聚乳糖醛酸。
二、果胶酶的分类根据果胶酶作用底物有所区别，果胶酶广泛意义上可分为三种类型(张海燕等2006)：原果胶酶、果胶酯酶和果胶裂解酶。
罗贵民等2002年对果胶酶的种类做出细致分类：果胶酶分为水解酶和裂解酶两大类。
1.水解酶类，包括果胶甲醋酶、果胶水解酶和果胶酸水解酶，其中果胶酸水解酶又分为聚半乳糖醛酸外切酶和聚半乳糖醛酸内切酶；2.裂解酶类，包括果胶酸裂解酶和果胶裂解酶，其中果胶酸裂解酶又分为外切果胶酸裂解酶和内切果胶酸裂解酶，果胶裂解酶又分为果胶外裂酶和果胶内裂酶。
果胶酶根据作用的pH值不同可分为:酸性果胶酶、中性果胶酶和碱性果胶酶。
三、果胶酶的来源产果胶酶的微生物很多，通常有细菌、放线菌、酵母和霉菌，但是工业上生产果胶酶的菌种主要是细菌，Hatada等人首次成功筛选得到了纺织业上用于脱胶的细菌；赵友春等人筛选到用于纺织业上用于棉麻脱胶的Bacillus sp NO.5；近年来造纸业上也常用到果胶酶，Beg OK等人筛选到具有漂白作用特点的放线菌；钱玉英等人1997年筛选得到真菌Asperlillwu niger 6042，此真菌在饲料生产加工工业上的应用越来越受到重视；陈哲超等1995年筛选得了一株真菌Asperlillwu niger AS6-104，首次得到了应用于苎麻脱胶的真菌类物种。
四、果胶裂解酶的作用模型果胶裂解酶的作用原理是通过反式消去作用使ａ-1，4-半乳糖醛酸键断裂，其作用方式如下图所示，随机降解低甲酯化果胶和甲酯相邻糖苷键；产物为一系列不饱和低聚物，使β-碳原子上得H离子转移到糖苷键的O原子上，因此糖苷键断裂，参照下图X 代表-O时，底物为果胶酸盐；X为-O-CH3时，作用底物为果胶类物质。
果胶酶提高葡萄出汁率的工艺研究
［６］ ＥＢＲＩＮＧＥＲＯＶＡ Ａ．， ＨＲＯＭＡＤＫＯＶＡ Ｚ． ａｎｄ ＡＬＦＬＤＩ Ｊ． ｅｔ ａｌ． Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ａｎｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｏｒｎ ｃｏｂ ｈｅｔｅｒｏｘｙｌａｎｓ ［Ｊ］． Ｃａｒ－ ｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，１９９２，１９（２）： ９９￣１０５．
收稿日期： ２００６－１１－０８
８４ ２００７．Ｖｏｌ．２８．ＮＯ．０５
提高葡萄的出汁率。
食品研究与开发
食品工艺
表 ３ 酶解时间对出汁率的影响 Ｔａｂｌｅ ３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｉｍｅ ｏｎ ｊｕｉｃｅ ｙｉｅｌｄ
１ 材料与方法 １．１ 材料
巨峰葡萄， 市售； 果胶酶 ＰＥＣＴＩＮＥＸ ＢＥ ＸＸＬ， 诺维 信提供， 标准化活力 １８ ０００ ＵＰＴＥ／ｍＬ。 １．２ 设备
［３］ 邵佩兰， 朱小红， 徐明，等．用蒸煮法从玉米 芯 提 取 木 聚 糖 的 研 究 ［Ｊ］．宁夏农学院报，２００２，２３（１）： ３７￣３８．
３ 结论 玉 米 芯 用 ０．１ ％ Ｈ２ＳＯ４ 在 ６０ ℃条 件 下 浸 泡 １２ ｈ，
滤去浸泡液， 按 １： １５ 加水于 ８２．５ ℃蒸煮 １２０ ｍｉｎ， 其提
表 １ 酶添加量对出汁率的影响 Ｔａｂｌｅ １ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｎ ｊｕｉｃｅ ｙｉｅｌｄ
酶添加量 Ｑｕａｎｔｉｔｙ（ ｍＬ／ｋｇ） ０
０．０２ ０．０４ ０．０６ ０．０８
出汁率 Ｊｕｉｃｅ ｙｉｅｌｄ（ ％） ６９．３ ７３．９ ７９．１ ８３．３ ８３．５
果胶酶可以破解果胶质、纤维素和半纤维素， 从而 更大限度地提高出汁率， 从表 １ 中可知： 当反应温度为 ５０ ℃， 反应时 间 为 ９０ ｍｉｎ 时 ， 随 着 果 胶 酶 添 加 量 的 增 加， 葡萄出汁率逐渐增大， 当酶用量增加到 ０．０６ ｍＬ／ｋｇ 时出汁率为 ８３．３ ％， 酶用量在 ０．０８ ｍＬ／ｋｇ 时出汁率为 ８３．５ ％， 虽然提高了 ０．２ ％， 但考虑到实际生产成本， 酶 添加量不宜过大， 因此果胶酶较适宜用量为 ０．０６ ｍＬ／ｋｇ。 ２．２ 酶解温度对出汁率的影响（ 见表 ２）
果胶酶的制备
15
2.处理方法——酶解法
常用的酶及其作用特点如下：
组成
本 质
作用
果 多聚半乳糖醛酸酶
胶 果胶分解酶
酶
果胶酯酶
蛋 白 质
催化果胶分解成为可 溶性半乳糖醛酸
有些微生物，如黑曲霉、苹果青霉等都可用于生产果胶酶。在果 汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率(果汁量）和澄清度.
12
制备果胶酶并观察其作用
1.制备果胶酶
预冷 10%的NaCl
过滤
离心
2．观察果胶酶对苹果匀浆液的作用 制作苹果匀浆液
设置 对照实验
观察 现象 并得出 结论
高频考点突破
考点一 影响果汁产量的物质及处理方法 1.影响果汁产量的物质
19
20
知识延伸
（1）注意事项：在苹果泥和果胶酶混合之前，一定 要保证底物和酶达到相应的条件（温度或pH）， 避免混合后条件变化，确保实验结果的准确性。
（2）衡量实验结果的指标 ①在相同时间内，滤出苹果汁的体积多少。 ②观察苹果汁的澄清度。
21
对位训练
2.下图横轴均表示酶的反应条件，纵轴为酶促反应
速度，能正确反映温度、pH与酶反应速度关系的
是
（ D）
A.甲和乙 C.甲和丙
B.乙和丙 D.都是甲
22
考点三 探究果胶酶的最适用量 1.原理
在压榨果汁时，我们可以加入适量的果胶酶来获 取澄清的果汁。但不同浓度的果胶酶对果汁得率 是有直接关系的。 提醒 不同pH、温度条件下酶活性不同，所需果 胶酶的最适量也不相同，故酶的最适用量应标明 pH和温度。
果胶提取综述
果胶的提取工艺条件研究摘要：本文介绍了近年来国内外有关果胶提取研究的最新进展，包括果胶的组成，结构，果胶的提取技术，展望了果胶提取的研究方向，旨在对我国果胶的研究与开发有所裨益。
关键词：果胶，结构，提取，工艺，Abstract：This article describes a recent study at home and abroad about the latest developments in pectin extraction，including the composition of pectin，structure of pectin，extraction methods and prospects of pectin extraction research intended to benefit our research and development of pectin。
Key words：pectin，structure，extraction，technology正文：果胶1970年，Vauquelin曾提出在水果中存在一种强凝胶特性物质。
1825年，Bracolarlor首次从胡萝卜中提取出一种水溶性物质，可形成凝胶，于是他将该物质命名为“Pectin”(pectin源于希腊语，有凝固、凝结之意)，并用此果胶制成了“人造胶冻”(孙元琳，2004)。
果胶广泛存在于高等植物的叶、根、茎、果实的细胞壁内，与植物细胞彼此黏合在一起，尤其在果实和叶中的质量分数较多。
不同植物中果胶含量见图1-1.图1-1果胶实际上覆盖了许多不同的聚合物，起着粘结细胞的作用，分生组织和薄壁组织特别富含果胶物质。
果胶是碳水化合物的衍生物，它的基本结构是D一吡喃半乳糖醛酸，以a一1，4糖苷键连接成的长链(如图1-2) 。
这些化合物在相对分子量，化学构型及中性糖的含量等方面各不相同，而且不同的植物所生成的果胶的性质也各不相同。
果汁脱涩工艺流程
果汁脱涩工艺流程果汁脱涩是指在榨取果汁之后，通过一系列的工艺流程，去除果汁中的涩味，使果汁更加顺滑和可口。
下面将介绍一种常用的果汁脱涩工艺流程。
首先，选取新鲜的水果作为原料，常见的包括柑橘类水果、苹果、葡萄等。
这些水果因含有一定的鞣酸，在果汁中会产生涩味。
因此，在选取原料时应选择品质上乘且不过熟的水果，以减少鞣酸的含量。
第二步是果汁的初步提取。
将选取的水果经过清洗、去皮、去籽等处理后，送入榨汁机进行榨汁。
这一步主要是将水果中的果汁分离出来，去除果肉和固体废物。
接下来是果汁的沉淀和过滤。
将榨取的果汁倒入大型容器中，待鞣酸等杂质自然沉淀。
一般情况下，这个过程需要持续一段时间，以确保果汁的澄清。
然后，通过过滤设备将果汁进行初步过滤，去除悬浮物和较大的颗粒。
第四步是果汁的酶解。
将初步过滤的果汁加热至一定温度，然后加入适量的果胶酶。
果胶酶能够分解果汁中的鞣酸，在一定时间内使果汁脱涩。
酶解的时间要根据不同水果的特点和鞣酸含量而定，通常在30分钟到2小时之间。
经过酶解的果汁需要进行二次过滤。
为了去除果胶酶、果肉颗粒等细小杂质，果汁需要通过纤维膜过滤机或高精度滤网进行过滤。
这样可以使果汁更加澄清透明。
最后一步是果汁的杀菌和包装。
将过滤好的果汁加热杀菌，确保果汁的卫生安全性。
然后，将果汁装入瓶、袋等包装容器中，并进行密封。
这样可以保持果汁的新鲜度和口感。
通过以上的工艺流程，果汁中的涩味可以大大减少，味道更加鲜美、顺滑。
但需要注意的是，每种水果的脱涩工艺可能会有所不同，因此在实际操作中需要根据水果的特点和需求进行相应的调整。
同时，工艺中的每个步骤都需要掌握适当的时间、温度和添加剂的用量，以确保果汁的质量和风味。
果胶酶在果汁生产中的作用
什么是酶的活性？如何表示？ 影响酶活性的因素是什么？
果胶酶发挥作用需要怎样的条件呢?
有哪些能产果 胶酶的生物？
基础知识
（二）酶的活性与影响酶活性的因素
1、酶的活性
指酶催化一定化学反应的能力。
2、酶催化能力高低的衡量标准
在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的 反应速度来表示。
酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物 的减少量或产物的增加量来表示。
4.影响酶活性的因素主要有哪些？
基础知识
1、酶的概念 酶是活细胞所产生的具有生物催化 作用的一类特殊的有机物；
2、酶的本质 蛋白质（大多数）或RNA； 基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸 3、酶的功能 酶能降低化学反应的活化能，从而 使反应能够迅速的进行。在各种化 学反应中起催化作用 4、酶的特性 （1）高效性 （2）专一性 （3）需要适宜的条件(温度、
基础知识
（一）果胶酶的作用
1、果胶 是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一， 它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物， 不溶于水。
思考： 要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？
资料二 关于果胶：
果胶起着将植物细胞粘合在一起的 作用，去掉果胶，就会使植物组织变得 松散。
果胶不溶于水，这是鉴别果胶的一 种简易方法。
例1．工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果 肉细胞壁以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶 活性的影响．某学生设计了如下实验：(10分)
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃ 水浴中恒温处理10分钟（如图A）
②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再 次在10℃水浴中恒温处理10分钟（如图B）。 ③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液， 测量果汁量（如图C）。
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果胶酶的生产工艺流程
一、生产工艺流程
原料→预处理→抽提→脱色→浓缩→干燥→成品。
二、具体过程
1．原料及其处理
鲜果皮或干燥保存的柚皮均可作为原料。
鲜果皮应及时处理，以免原料中产生果胶酶类水解作用，使果胶产量或胶凝度下降。
先将果皮搅碎至粒径2～3mm，置于蒸汽或沸水中处理5～8min，以钝化果胶酶活性。
杀酶后的原料再在水中清泡30min，并加热到90℃5min，压去汁液，用清水漂洗数次，尽可能除去苦味、色素及可溶性杂质。
榨出的汁液可供回收柚苷。
干皮温水浸泡复水后，采取以上同样处理备用。
2．抽提
通常用酸法提取。
将处理过的柚皮倒入夹层锅中，加4倍水，并用工业盐酸调ph至1．5～2．0，加热到95℃，在不断搅拌中保持恒温60min。
趁热过滤得果胶萃取液。
待冷却至50℃，加入1%～2%淀粉酶以分解其中的淀粉，酶作用终了时，再加热至80℃杀酶。
然后加0．5%～2%活性炭，在80℃下搅拌20min，过滤得脱色滤液。
因柚皮中钙、镁等离子含量较高，这些离子对果胶有封闭作用，影响果胶转化为水溶性果胶，同时也因皮中杂质含量高，而影响胶凝度，故酸法提取率较低，质量较差。
为解决以上问题，西南农业大学食品学院(1995)对酸法提取作了改进，即在酸法基础上，按干皮重量加入5%的732阳离子交换树脂或按浸提液重量加入0．3%～0．4%六偏磷酸钠，前者果胶得率
可提高7．2%～8．56%，胶凝度提高30%以上，而后者得率提高25．35%～35．2%，其胶凝度可达180±3。
3．浓缩
采用真空浓缩法，在55～60c的条件下，将提取液的果胶含量提高到4%～6．5%后进行后续工序处理。
近来作者和国内其他单位研究表明，超滤可用于果胶液浓缩，如用切割分子量为50 000u的管式聚丙烯腈膜超滤器，在温度45℃、ph3．0、压力0．2mpa条件下进行超滤浓缩，可将果胶浓度浓缩至4．21%，而其杂质含量和经常性生产费用分别仅为真空浓缩的1／5和1／2～1／3。
4．干燥
常用方法为沉淀干燥法，即用95%酒精或铝、铜等金属盐类使果胶沉淀。
以酒精沉淀法制取的果胶质量最佳。
其方法是：在果胶浓缩液中加入重量1．5%的工业盐酸，搅匀，再徐徐加入等量的95%酒精，边加边搅拌，使果胶沉淀析出。
再用80%的酒精洗涤，除去醇溶性杂质。
然后用95%酸性酒精洗涤2次，用螺旋压榨机榨干后，将果胶沉淀送入真空干燥机在60℃下干燥至含水量10%以下，把果胶研细，密封包装即成果胶粉成品。
用金属盐类沉淀果胶，其杂质含量较高，现较少采用。
目前国外果胶干燥大多采用喷雾干燥，即用压力式喷雾干燥，将浓缩液在进料温度150～160℃，出料温度220～230℃的条件下干燥，连续化操作中可不断得到粉末状产品。
西南农业大学食品学院用超滤浓缩液进行喷雾干燥试验，结果表明该法是完全可行的，果胶质量符合国家标准。
5.果胶酶的固定化
由于酶具有高效催化作用，果胶酶被广泛应用于食品加工和酿酒等业中。
目前，果胶酶已成为世界四大酶制剂之一。
尽管如此，不少与应用有关的问题仍有待解决。
如酶的稳定性差，在温度、pH值和无机离子等因素的影响下容易失去活性；酶在水中与底物进行反应，反应后的酶即使还有活性也难于分离和再利用，因而生产成本高；同时，酶很难从反应体系当中分离出来用于连续的业化生产；酶反应的产物与底物同时存在于同一反应体系中，反应后，酶的存在使得产物的分离纯化难度加大，杂质含量高。
由于这些不足之处，使酶的应用范围受到一定的限制，使果胶酶的潜力未能充分发挥出来，固定化酶提供了解决问题的方法。
5．1果胶酶固定化的研究进展
在果胶酶的固定化中，对各种固定化方法都作了一些尝试。
北京师范大学张来群用尼龙网作载体，经3一二甲氨基丙胺活化，用戊二醛将果胶酶固定化；福建省亚热带植物研究所刘新民1用海藻酸钠、二醋酸纤维和明胶分别作为载体，对果胶酶进行了固定化；吉林大学的张应玖用重氮化的对一氨基苯磺酰乙基纤维素为载体，制备固定化果胶酶；靳晓红用离子交换树脂对果胶酶进行固定化；浙江大学朱祥瑞等人把家蚕丝素分别与果胶酶通过吸附以及与戊二醛交联结合，制备了不同形状固定化酶；陈峰等人比较了不同载体通过吸附和包埋法对米曲霉C491果胶酶进行固定化；李秀锦等人以壳聚糖为载体，以戊二醛为交联剂，研究了果胶酶的固定化；王宏等人利用海藻酸钠为载体固定化果胶酶。
以上只是采用不同方法和不同载体对果胶酶固定化进行了简单研究和探索，虽然比游离果胶酶在耐pH 值稳定性、热稳定性和贮存稳定性等其他方面均有较大提高，但由于各种
原因而造成酶活回收率低及其他方面的不足，使果胶酶至今没有用于工业化生产。
Nilay Demir等人用阴离子交换树脂，通过静电吸附法固定化工业果胶酶，比较了固定化果胶酶和游离果胶酶的酶学性质，并应用到胡萝卜汁加T业中，发现在相同条件下，用黏度法测定酶活力，同定化酶活力没有游离酶高，但稳定性显著增强，最适温度保持不变；Devlet Demirel，Ahmet R．Ozdural等人把果胶酶固定在聚苯乙烯离子交换树脂磁性微球上，对固定化后果胶酶的最适温度和pH值等作了考查，有关其动力学以及和游离酶的性质比较还在研究中。
5．2果胶酶固定化的发展前景
果胶酶的固定化将有助于提高酶的利用率，同时还可减少外源物质对果制品的污染。
然而固定化酶的性能除取决于固定化方法外，还取决于在固定化中所使用的载体。
酶固定化对载体材料具有很高的要求，如要有良好的机械强度、良好的热稳定性和化学稳定性、良好的抗微生物特性及酶的结合能力等。
载体材料的价格还直接影响同定化酶能否真正用到实际生产中。
由于难以找到理想的酶载体材料，再加上酶在固定化过程中不可避免地损失部分活力，甚至当固定方法不得当时，会损失绝大部分活力等原因，到目前为止也只有十几种固定化酶应用于生产中I191。
因此，寻求具有亲和性高、反应功能基团多样化、生物相容性好、制备简单和价廉易得的载体材料，在该领域中显得尤为重要。
研究者们仍一直致力于对新载体的研制和应用。
近年来，磁性高分子微球广泛应用于固定化酶的研究。
与非磁性材料相比，磁性高分子微球作为酶固定化的载体，具有很多优点，具有良好的
应用前景。
磁性高分子微球固定化酶的研究虽屡有报道，但用于果胶酶的固定化尚属空白。
磁性高分子微球固定化果胶酶及其动力学的研究，将为食品工业的工业化生产奠定基础，具有重要的参考价值和现实意义。