生物酶脱除果皮蜡质促进枸杞干燥的方法

技术领域

本发明涉及枸杞促干工艺，具体地说，涉及生物酶脱除果皮蜡质促进枸杞干燥的方法。

背景技术

枸杞营养丰富，富含多糖、胡萝卜素、维生素、矿物质等，是传统药食同源的浆果，具有保护肝脏、提高免疫力、抗氧化、降血脂、降血糖、抗肿瘤和抗诱变的作用。

枸杞分为夏果，5-7月份结果，为一次果；秋果，9-10月份结果，为二次果。枸杞集中采摘期在7-10月份，其鲜果皮薄、汁多、糖分高，一般含水率高达80％左右，保质期为2-3天，不宜长期储存。除少量鲜食外，约80％以上枸杞采取干燥后对干果进行加工、贮藏和使用。因此，枸杞的制干工艺对枸杞产业具有重要意义。

枸杞鲜果外表皮覆盖致密的果蜡，阻碍水分蒸发。为了缩短制干时间，需要破坏外表皮的完整性，促进内部水分向外扩散，达到提高干燥效率的效果。在传统的枸杞制干工艺中，通常使用食用碱(Na

枸杞鲜果外表皮以蜡质、角质和果胶为主要成分。果皮角质层是一层蜡浸渍的脂质聚合物，其中相当一部分为由酯键和环氧化物键交联相互酯化的欧米茄羟基酸组成的聚酯聚合物。蜡质覆盖于角质层之上，自然界大部分的果蜡同样含有酯类成分。果胶是一类聚半乳糖醛酸多糖，其半乳糖醛酸残基往往发生酯化。利用对酯类成分具降解活性的生物酶制剂可从多角度、多层面破坏枸杞外表皮屏障的致密性，从而实现枸杞的绿色环保促干。

发明内容

本发明的目的是提供生物酶脱除果皮蜡质促进枸杞干燥的方法。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供生物酶脱除果皮蜡质促进枸杞干燥的方法，使用多种生物酶，按一定比例配置复合酶液，将枸杞鲜果加入所述复合酶液中，适当搅拌使鲜果表皮与所述复合酶液充分接触；在pH7-7.5，25-40℃条件下处理20-30min，清洗后沥干表面水分；最后，置于烘箱中按照如下程序进行梯度升温干燥：45℃8h→50℃10h→55℃≥10h。

所述复合酶液为一种或多种对果皮成分具降解活性的生物酶混合物。

所述复合酶解液包含角质酶和果胶酶。

优选地，所述角质酶为EC3.1.1.74，所述果胶酶为EC 3.1.1.11。

进一步地，角质酶和果胶酶的质量浓度分别为：0.3～0.6％的角质酶和0.2～0.4％的果胶酶。0.6％的角质酶和0.2％的果胶酶时对枸杞的促干效果较佳。

所述复合酶液处理在中性条件下，25-40℃范围内，促干效率随温度的升高而提升。

所述复合酶液可循环使用，当料液质量比为1:2.5，重复使用5次后，处理液角质酶活性降低40-50％。

经所述复合酶液处理后的枸杞初始干燥温度须不高于45℃，初始干燥温度过高影响干果品质。

第二方面，本发明提供一种作用于枸杞果皮可提高枸杞干燥效率的复合酶液，所述酶解液中含有质量浓度为：0.3～0.6％的角质酶和0.2～0.4％的果胶酶，以水配制。优选地，所述酶解液中含有质量浓度为0.6％的角质酶和0.2％的果胶酶。更优选地，所述酶解液的处理时间为20-30min，处理温度为25-40℃。该复合酶液对枸杞外表皮蜡质层和角质层的主要组成成分有降解活性，有助于促进果肉中的水分向外扩散，提高枸杞干燥效率。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：

(一)本方法解决了传统碱性化学促干剂处理后所导致的干果表面化学品残留“白霜现象”，安全性高，且反应条件温和，操作简便，在减少枸杞干燥时间和能耗的前提下，提高了的枸杞干果的品质。

(二)本发明采用现代酶工程技术解决了传统化学脱蜡促干剂废液大量排放所导致污染环境等关键技术问题，酶的使用浓度低且反应活性高，使用的酶源于微生物发酵，由生物大分子蛋白质组成，其处理废液对环境友好。本发明可进一步增强我国枸杞干燥技术的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中单一酶处理枸杞干燥曲线。

图2为本发明较佳实施例中单一酶处理枸杞干燥速率。

图3为本发明较佳实施例中不同组合复合酶液处理枸杞干燥曲线。其中，A1～A4分别表示0.5％果胶酶复配0.6％、0.5％、0.4％、0.3％的角质酶；B1～B4分别表示0.4％果胶酶复配0.6％、0.5％、0.4％、0.3％的角质酶；C1～C4分别表示0.3％果胶酶复配0.6％、0.5％、0.4％、0.3％的角质酶；D1～D4分别表示0.2％果胶酶复配0.6％、0.5％、0.4％、0.3％的角质酶。

图4为本发明较佳实施例中不同复合酶液处理枸杞干燥速率(含水率变化速率)。其中，A1～A4分别表示0.5％果胶酶复配0.6％、0.5％、0.4％、0.3％的角质酶；B1～B4 分别表示0.4％果胶酶复配0.6％、0.5％、0.4％、0.3％的角质酶；C1～C4分别表示0.3％果胶酶复配0.6％、0.5％、0.4％、0.3％的角质酶；D1～D4分别表示0.2％果胶酶复配0.6％、0.5％、0.4％、0.3％的角质酶。

图5为本发明较佳实施例中0.2％果胶酶+0.6％角质酶复合酶液不同温度条件下处理的枸杞干燥曲线。

图6为本发明较佳实施例中0.2％果胶酶+0.6％角质酶复合酶液不同温度条件下处理的枸杞干燥速率。

图7为本发明较佳实施例中0.2％果胶酶+0.6％角质酶复合酶液在35℃下不同处理时间枸杞干燥曲线。

图8为本发明较佳实施例中0.2％果胶酶+0.6％角质酶复合酶液在35℃下不同处理时间的枸杞干燥速率。

图9为本发明较佳实施例中0.2％果胶酶+0.6％角质酶复合酶液在35℃下循环使用复合酶制剂进行枸杞复合酶液次数的枸杞干燥曲线。

图10为本发明较佳实施例中0.2％果胶酶+0.6％角质酶复合酶液在35℃下循环使用复合酶制剂进行枸杞复合酶液次数的枸杞干燥曲线。

具体实施方式

本发明提供一种生物酶枸杞促干的方法，具体步骤为：按一定比例配置复合酶处理液，将枸杞鲜果加入复合酶液中，适当搅拌使鲜果表皮与酶液充分接触；在25-40℃温度范围内处理20-30min；清洗后捞出鲜果，沥干表面水分；最后，置于烘箱中45℃ 8h→50℃10h→55℃≥10h。梯度升温制干。所述复合酶液的组分为：0.3～0.6％的角质酶+0.2～0.4％的果胶酶，以水配制。

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

以下实施例中使用的角质酶为EC3.1.1.74，果胶酶为EC 3.1.1.11。

实施例1不同种类单一酶处理进行枸杞促干的方法

在643g水中加入357mL的果胶酶(蛋白浓度14mg/mL)配制0.5％的果胶酶处理液1L；在833g水中加入167mL的角质酶(蛋白浓度30mg/mL)配制0.5％的角质酶处理液；在881g水中加入119mL的半纤维素酶(蛋白浓度42mg/mL)配制0.5％的半纤维素酶处理液1L，将新鲜枸杞浸入酶解液中，料液比为1:2.5；适当搅拌使酶液与枸杞果皮充分接触后，在30℃条件下保持30min；将枸杞鲜果与酶处理液倒入带孔容器中，滤出酶液；预处理后枸杞过清水后沥干；最后，将枸杞鲜果置于鼓风干燥器中，平铺，梯度升温烘干，干燥条件为45℃8h→50℃10h→55℃≥10h。

清水对照处理枸杞的方法如下：在1Kg清水中，以相同料液比加入新鲜枸杞，处理时间为0.5h，其余处理条件与干燥条件同上述酶处理方法。

碱对照处理枸杞的方法如下：在1Kg水中，加入20g碳酸钠(食用碱)配制枸杞碱处理液(2％，w/v)，处理时间为2min，其余处理条件与干燥条件同上述酶处理法。

单一酶处理配料表见表1，单一酶处理枸杞干燥曲线如图1所示，各组枸杞干燥速率(含水率变化速率)如图2所示，3种不同种类酶液处理后的枸杞干燥速率均高于清水对照处理，其中0.5％角质酶单独处理的枸杞干燥速率优于2％碱处理，0.5％果胶酶单独处理的枸杞干燥速率与碱处理的枸杞干燥速率相当。

表1单一酶处理配料表

实施例2使用复合酶制剂进行枸杞促干的配方优化

以果胶酶和角质酶为例，在水中加入质量浓度分别为0.2％、0.3％、0.4％、0.5％的果胶酶和质量浓度分别为0.3％、0.4％、0.5％、0.6％角质酶，配置不同浓度组合的复合酶处理液，将不同将新鲜枸杞浸入复合酶处理液中,料液比为1:2.5；当枸杞果粒较小时可适当增加料液比；适当搅拌使酶液与枸杞表皮充分接触后，在30℃条件下保持30min；将枸杞鲜果与酶处理液倒入带孔容器，滤出酶液；预处理后的枸杞过清水后沥干；最后，将枸杞果置于鼓风干燥器中，平铺，梯度升温烘干，干燥条件为干燥条件为：45℃8h→50℃10h→55℃≥10h。

(1)复合酶正交组合配方见表2：

表2复合酶制剂正交组合表

各复合酶液处理枸杞干燥曲线如图3所示。

各复合酶液处理枸杞干燥速率如图4所示。

可见，当复合酶处理液由0.6％角质酶+0.2％果胶酶组成时，其对枸杞的促干效果最佳，而0.5％角质酶与0.5％果胶酶复合处理的枸杞干燥速率最低。

实施例3使用复合酶液进行枸杞促干的处理温度优化

在657g水中加入143mL的果胶酶(蛋白浓度14mg/mL)与200mL的角质酶配制0.2％果胶酶+0.6％角质酶复合酶处理液1L；将新鲜枸杞浸入酶解液中,料液比为1:2.5；适当搅拌使酶液与枸杞果皮充分接触后，分别在20、25、30、35、 40℃条件下保持30min；滤出酶液；收集处理后的枸杞过清水后沥干；最后，将枸杞果置于鼓风干燥器中，平铺，梯度升温烘干，干燥条件为45℃8h→50℃10h→55℃≥10h。连续监测枸杞的质量变化。结果显示，所述复合酶液在20-40℃范围内处理枸杞30min其干燥速率随温度的升高而增加。综合考虑加热能耗和酶的稳定性，处理温度选择35℃较为适宜。温度优化反应条件见表3。

表3温度优化反应条件

不同温度条件下处理的枸杞干燥曲线如图5所示。

不同温度条件下处理的枸杞干燥速率如图6所示。

实施例4使用复合酶液进行枸杞促干的处理时间优化

在657g水中加入143mL的果胶酶(蛋白浓度14mg/mL)与200mL的角质酶配制0.2％果胶酶+0.6％角质酶复合酶处理液1L；将新鲜枸杞浸入酶解液中,料液比为1:2.5；适当搅拌使酶液与枸杞果皮充分接触后，分别在30℃条件下保持2、15、30、45、60min；滤出酶液；收集处理后的枸杞过清水后沥干；最后，将枸杞果置于鼓风干燥器中，平铺，梯度升温烘干，干燥条件为45℃8h→50℃10h→55℃≥ 10h，连续监测枸杞的质量变化。如图8所示，所述复合酶液在30℃条件下处理枸杞时间选择30min较为适宜。处理时间优化反应条件见表4。

表4处理时间优化反应条件表

不同处理时间的枸杞干燥曲线如图7所示。

不同处理时间的枸杞干燥速率如图8所示。

实施例5循环使用复合酶制剂进行枸杞促干的方法

使用带孔容器将已处理过一次枸杞的复合酶液滤出并收集得单次处理酶液，以1:2.5的料液比向单次处理酶液中加入未处理的枸杞鲜果，适当搅拌使酶液与枸杞果皮充分接触后，在30℃条件下保持30min；再次滤出酶液得二次处理酶液，使用二次处理酶液以上述相同条件和方法处理下一批枸杞鲜果；循环使用3-4次后得酶活性降低的酶处理尾液。酶处理尾液可作为废液弃去，亦可与单次处理酶液混合使用；将处理后的枸杞过清水后沥干；最后，置于鼓风干燥器中，平铺，梯度升温烘干，干燥条件为45℃8h→50℃10h→55℃≥10h。所述酶处理液需隔日待用时可在冰水中保存，长期保存时需4℃冷藏。重复使用5次的复合酶液处理的枸杞干燥速率为原酶液的96.7-98.9％。循环使用复合酶制剂进行枸杞复合酶液不同处理时间枸杞干燥曲线如图9所示。循环使用复合酶制剂进行枸杞复合酶液不同处理时间枸杞干燥曲线如图 10所示。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。