果胶酶在食品中的应用及研究进展

果胶酶是能够催化果胶物质降解的一组酶的总称，果胶物质通常存在于高等植物中，如蔬菜、水果、玉米、大豆等，是非淀粉多糖的成分之一。果胶酶降解果胶物质在工业生产中发挥着重要作用，通过处理，使果胶酶有效地降解果胶中的聚半乳糖醛酸和鼠李酸，并转变成糖和其他有用的化合物，从而解决加工食品的腐败变质问题。作为世界四大酶制剂之一，果胶酶在果汁澄清、榨汁、酿酒、榨油等食品行业应用十分广泛。

概述与分类

果胶酶广泛分布于高等植物和微生物中。随着我国水果种植和加工业的发展，果胶酶的开发和应用正在不断地走向深入。

根据作用半乳糖醛酸的方式不同，果胶酶可以分为原果胶酶、果胶酯酶和果胶裂解酶等。果胶酶按其作用最适pH值又可分为酸性果胶酶和碱性果胶酶。目前研究和应用较多的是酸性果胶酶，主要用于水果榨汁和果汁澄清，其酶作用最适pH值在偏酸性范围，碱性果胶酶的研究可以扩展果胶酶的应用范围。

在食品工业中的应用

随着工业的不断发展，果胶酶越来越受到市场的重视，尤其在食品行业应用广泛，如用于果汁澄清、榨汁、酿酒等，给人们的生产和生活带来了极大便利。

果汁澄清 果胶酶澄清果汁的实质包含果胶的酶促水解和非酶的静电絮凝两部分。当果蔬汁中的果胶在果胶酶作用下部分水解后，被包裹在内的部分带正电荷的蛋白质颗粒就暴露出来，与其他带负电荷的粒子相撞，然后聚集，即导致絮凝现象的发生。在絮凝物的沉降过程中，果胶酶吸附、缠绕果汁中的其他悬浮粒子，通过离心、过滤，可将其除去，从而达到澄清的目的。

提高果蔬汁的出汁率 一般果蔬的细胞壁中含有大量果胶、纤维素、淀粉、蛋白质等物质。破碎后的果浆十分黏稠，导致压榨取汁非常困难且出汁率很低，而酶解技术则可以克服以上缺点。通常用果胶酶来加速果汁和风味提取，同时可以去除果胶。果胶酶不但能催化果胶解聚，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，同时还有利于后续的加工工序。

用于提高果蔬汁出汁率的酶技术一般分为两种: 一是果浆浸渍技术，即在破碎的果蔬浆中添加果胶酶，作用一段时间后榨汁；二是完全液化技术，即在果浆中添加果胶酶和纤维素酶，然后利用两者的协同作用，使果蔬细胞壁尽可能完全降解。但是，液化技术容易引起果汁风味变劣、褐变等，同时这种酶技术需要较高的酶添加量，增加了生产成本。因此，在实际生产中常将两者结合使用，以大大提高果蔬汁的得率。

改善酒的品质 在酿酒行业使用果胶酶，可以增加天然色素的提取量，改善酒的色泽与风味，增加酒香，并可产生起泡酒，对提高酒的质量有重要作用。研究结果表明，加入果胶酶对葡萄汁的糖酸含量几乎无影响，但可降低汁液的黏度，利于色素的溶出；加入果胶酶的样品比未加果胶酶的样品发酵剧烈、迅速，可降低挥发酸的生成量，增加原酒干浸出物含量和总酚含量，改善葡萄酒的品质。

茶叶和咖啡发酵 在咖啡发酵过程中利用产碱性果胶酶微生物除去咖啡豆的黏表皮，有时添加碱性果胶酶来去除含大量果胶质的果肉状表层。碱性果胶酶也可用于茶叶加工，以增加酚类物质、改善茶品质、促进茶叶发酵。

榨油 在植物油的榨取过程中，包括碱性果胶酶在内的细胞壁降解酶发挥着重要作用，如在橄榄油榨制时加入碱性果胶酶，可破坏起乳化作用的果胶，提高出油率，且榨出的油贮存时非常稳定，多酚类物质和维生素E含量也有所增加。

天然产物的提取 天然产物的释放在不同程度上会受果胶物质的影响或阻碍。在适宜条件下，植物细胞会发生自溶，也可产生一些分解酶类（如果胶酶），但这会使待分离产物发生结构改变，甚至产生一些大多数情况下不利于分离的小分子副产物。因此，依靠植物细胞的自身酶系并不利于天然产物的提取。一般应先高温失活钝化胞内酶系，再有选择地进行酶处理。通常情况下，天然色素如葡萄紫、番茄红和萝卜红等均可使用酶法提取，但所用果胶酶不得含有花青素酶等杂酶，以避免影响某些产品的色泽。而且，天然生物活性物质提取物在国际市场很受欢迎，出口比例已超中药，并呈上升趋势。

应注意的问题与发展方向

截至目前，其工业应用主要仍集中在果蔬汁加工方面，其他方面虽然有所涉及，但相关技术仍然不够成熟，也就是说，果胶酶在应用中还存在一定的局限性。另外，果胶酶作为一种复合蛋白酶，其作用效果受温度、pH值、时间、底物等因素影响，且因生产者的目的不同，果胶酶在生产中的添加量及作用方式也有差异，所以在实际应用中需要综合考虑各方面因素，选择最佳的温度、pH值等，力求使酶发挥最佳效用。

近几年，人们对果胶酶的研究虽然已取得了一些成就，如果胶酶用于果汁澄清与加工的技术已经相当成熟，但其他方面的应用仍然有很大的发展空间。另外，现在研究和应用较多的是酸性果胶酶，殊不知，碱性果胶酶在食品行业、纺织行业以及造纸行业都有潜在的应用价值。

随着社会的发展进步，对于产品的追求也越来越独特，因此市场对于特定果胶酶的需求尤为迫切。致力于果胶酶应用方面的研究，考虑其与其他酶类的协同效应，拓展其应用领域，采取各种方法提高果胶酶的酶活性，将是今后果胶酶研究和应用的热点，也是其未来的发展趋势。