黑加仑（Ribes nigrum L.）是虎耳草科（Saxifragaceae）多年生落叶果树，浆果紫黑色，主要种植于黑龙江、吉林、内蒙古、新疆等地区[1]。果实富含维生素、黄酮、多糖等物质，具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤、降血压、增强免疫等作用[2]。黑加仑果风味独特、营养丰富，有非常广泛的用途，主要用来加工成果汁、果酱、果酒及饮料等产品[3]。果汁作为水果的一种简单方便的食用方式深受消费者的喜爱，然而黑加仑果实中果胶含量高是导致榨汁困难的主要问题[4]。
果胶是存在于植物细胞壁中的多糖类物质，在维持植物组织的完整性、结构和功能的复杂性方面有重要的作用[5]。有研究表明果胶酶可以降低番石榴果浆的黏度、促进果胶类物质的溶解[6]、提高芦笋出汁率[7]、澄清苹果汁、降低浊度[8]，且对改善火龙果酒色泽、增强挥发性风味特征有明显效果[9]。使用果胶酶可以破坏果蔬细胞壁结构、水解果胶类物质、降低果汁黏度，在提高果汁产量、改善色泽、提升品质等方面有积极作用。因此，在黑加仑榨汁时可以加入适量的果胶酶制剂，用于降解果实中含有的果胶类物质，提高果汁的出汁率和果汁的品质[10]。
为探究果胶酶对黑加仑榨汁的影响，通过探究不同酶解浓度和酶解时间，综合分析酶解前后果汁出汁率、花色苷含量、悬浮稳定性、浊度、色差、可溶性固形物含量等指标与果胶酶解浓度及酶解时间之间的关系，明确果胶酶酶解黑加仑榨汁的最佳工艺，以期提高榨汁出汁率及果汁理化和感官品质，为其果汁的进一步加工和利用提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
黑加仑鲜果：黑龙江省鸡西市虎林县；果胶酶（酶活10 万U/g）：河南省万邦实业有限公司；盐酸、无水乙酸钠、氯化钾、氢氧化钠（均为分析纯）：上海麦克林生化科技有限公司。
1.2 仪器与设备
手持式折光仪（AK002B）：广州市爱宕科学仪器有限公司；酶标仪（SpectraMax190）：美谷分子仪器（上海）有限公司；色差仪（WR-18）：深圳市威福光电科技有限公司；pH 检测计（PH-828）：希玛仪表集团有限公司；离心机（TGL-16）：四川蜀科仪器有限公司；水浴锅（HH-6）：邦西仪器科技（上海）有限公司；电动破壁机（MJ-PB12Easy219）：美的集团股份有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 单因素试验
挑选500 g 九成熟、无破裂、无病虫害和无机械损伤的黑加仑鲜果清洗后，倒入电动破壁机中榨汁30 s，获得黑加仑果浆。将果浆依次转移到三角瓶中，分别加入质量浓度为0（对照组）、60、80、100 mg/L 的果胶酶，并放入50 ℃的水浴锅中进行酶解，酶解时间分别为60、90、120 min。酶解后立即置于90 ℃的水浴锅中灭酶5 min，随后用冰水浴冷却至室温。果浆在室温下5 000 r/min 离心15 min，取上清液，用4 层无菌纱布过滤，得到黑加仑果汁并冷藏于4 ℃冰箱，待测定后续指标[11]，每组设置3 个平行。
1.3.2 出汁率
黑加仑果汁出汁率（S，%）计算公式如下[12]。
式中：M1 为离心后上清液质量，g；M2 为离心前果浆质量，g。
1.3.3 悬浮稳定性
果汁的悬浮稳定性参照文献[13]的方法并略作修改：取黑加仑果汁样品，采用酶标仪测定其在660 nm波长处的吸光值，以去离子水为对照组。果汁样品的悬浮稳定性可以根据其吸光值的大小表示，吸光值越小，则代表果汁透光率越大，说明果汁的悬浮稳定性越差，反之，吸光值越大，则表示果汁悬浮稳定性越好[14]。
1.3.4 浊度
浊度以果汁样品在波长700 nm 下的吸光值表示，采用酶标仪进行测定[15]。相同条件下以去离子水的吸光值为对照组测定结果。
1.3.5 花色苷含量
果汁中花色苷含量测定采用pH 示差法[16]，取2 个10 mL 容量瓶，各加入1 mL 黑加仑果汁样品，分别用pH1.0[（0.2 mol/L KCl）∶（0.2 mol/L HCl）=25∶67，体积比]和pH4.5[（0.2 mol/L NaAc·3H2O）∶（0.2 mol/L HAc）=1∶1，体积比]的缓冲液定容至10 mL 并混合均匀，取200 μL 混合液，在波长510、700 nm 处分别测吸光值，对照组为1 mL 去离子水加9 mL 相应缓冲液。
花色苷含量（ACY，mg/100 mL）计算公式如下。
式中：A 为不同pH 值的待测液分别在510 nm 和700 nm 下吸光值差值；V 为果汁总体积，mL；n 为稀释倍数；449 为矢车菊素-3-葡萄糖苷的相对分子质量；m为黑加仑原料果的质量，g；29 600 为矢车菊素-3-葡萄糖苷的消光系数，L/（mol·cm）。
1.3.6 色差
室温下采用色差仪测定黑加仑果汁样品色差。取2 mL 黑加仑果汁样品于比色皿中，在反射模式下分别测定L0*值、a0*值、b0*值和L*值、a*值、b*值[17]。果汁样品总色差（ΔE）的计算公式如下。
式中：L0*、a0*、b0*分别为未酶解处理的黑加仑果汁测定值；L*、a*、b*表示果胶酶处理后黑加仑果汁测定值。
1.3.7 可溶性固形物含量
黑加仑果汁中可溶性固形物含量采用手持式折光仪测定[18]，即为黑加仑果汁中的可溶性固形物含量，以质量分数（%）表示，对照组以蒸馏水代替黑加仑果汁样品进行测定。
1.3.8 可滴定酸含量
采用国家标准GB 12456—2021《食品安全国家标准食品中总酸的测定》中酸碱指示剂标定法测定黑加仑果汁中的可滴定酸含量[19]。精密量取黑加仑果汁样品1 mL，于100 mL 容量瓶中加蒸馏水定容，摇匀后静置0.5 h，采用已标定的NaOH 溶液（0.1 mol/L）滴定，对照组以蒸馏水代替果汁样品稀释液进行滴定。
1.3.9 pH 值
黑加仑果汁pH 值使用pH 检测计进行测定[20]。取50 mL 果汁样品于烧杯中，将pH 检测计探头全部浸入果汁中约10 s，待仪器数值稳定后做相应的记录，对照组为蒸馏水的pH 值测定结果。
1.3.10 感官评价
对果汁从色泽、口感、气味、组织状态4 个方面[21]进行评价，评分选用百分制，评价小组由10 名经过选拔后严格培训的食品专业人员组成，以4 方面综合得分为最终评价结果。感官评分标准见表1。
表1 黑加仑果汁感官评分标准
Table 1 Sensory evaluation form of blackcurrant juice
评分指标色泽（20 分）口感（30 分）气味（30 分）组织状态（20 分）评分标准色泽暗淡，不够鲜艳明亮，无光泽色泽较暗，略有光泽色泽鲜艳，透亮有光泽过酸或过甜，口感较差酸甜不协调，偏酸或偏甜，口感一般酸甜适中，口感柔和无特殊气味香气较淡香气浓郁果汁黏稠不均匀，流动性差果汁有轻微黏稠，流动性较好果汁均匀不黏稠，流动性好得分1～＜11 11～＜16 16～20 1～＜11 11～＜21 21～30 1～＜11 11～＜21 21～30 1～＜11 11～＜16 16～20
1.4 数据处理
试验数据分析使用软件SPSS 26.0，绘图使用软件Origin 2018，所有试验处理均重复3 次并取平均值。
2 结果与分析
2.1 酶解浓度及酶解时间对出汁率的影响
果汁的出汁率是评价其加工利用的一项重要指标，果胶酶处理能够降解果实细胞壁中的果胶类物质、提高水果榨汁出汁率[22]。酶解浓度及酶解时间对黑加仑出汁率的影响见图1。
图1 酶解浓度及酶解时间对黑加仑出汁率的影响
Fig.1 Effect of concentration and time of enzymatic hydrolysis on the juice yield of blackcurrant
不同大写字母表示不同酶解浓度处理存在显著性差异，P＜0.05；不同小写字母表示不同酶解时间处理存在显著性差异，P＜0.05。
由图1 可知，黑加仑果汁的出汁率在果胶酶酶解前后有明显区别。在酶解浓度为60～80 mg/L，黑加仑出汁率随酶解浓度的增加呈现升高的趋势，当果胶酶解浓度超过80 mg/L 后，出汁率随酶解浓度增加没有明显的变化；在酶解时间60～90 min 范围内，黑加仑鲜果的出汁率随着酶解时间的延长而升高，在酶解时间90～120 min 内，出汁率随酶解时间的延长变化不明显，即酶解90 min 效果较好，说明出汁率随酶解时间的延长呈现先上升后基本不变的趋势，综合分析是因为最初果汁中果胶含量高，在果胶酶酶解后被不断分解，使得果汁中的果胶含量逐渐下降，果汁黏度降低[23]，出汁率增加。随酶解时间延长，在果胶被完全水解后，果汁的出汁率不再增加，由于果汁总含量不变，即果汁中的果胶类物质含量固定，所有果胶类物质均已有效地与酶分子结合，即使果胶酶解浓度增大、酶解反应加速，出汁率的变化仍然不显著，本研究结果与高红芳[24]采用酶法制备欧李汁结果一致。
2.2 酶解浓度及酶解时间对黑加仑果汁悬浮稳定性的影响
果汁的悬浮稳定性是衡量果汁品质的指标[25]。酶解浓度及酶解时间对黑加仑果汁悬浮稳定性的影响见图2。
图2 酶解浓度及酶解时间对黑加仑果汁悬浮稳定性的影响
Fig.2 Effect of concentration and time of enzymatic hydrolysis on suspension stability of blackcurrant juice
不同大写字母表示不同酶解浓度处理存在显著性差异，P＜0.05；不同小写字母表示不同酶解时间处理存在显著性差异，P＜0.05。
由图2 可知，黑加仑果汁样品在660 nm 处的吸光值随酶解浓度的增加和酶解时间的延长先增大后减小。在酶解浓度恒定时，酶解时间为90 min 的果汁样品吸光值达到最大；当酶解时间固定时，酶解浓度为80 mg/L 的果汁样品吸光值最大。因此，可以推测黑加仑果汁在酶解浓度80 mg/L、酶解时间90 min 时的悬浮稳定性最好。原因是在果胶酶解浓度较低、酶解时间较短的情况下，酶和果胶类物质未完全反应，果汁中的果胶类物质水解不充分，残留的果胶物质较多，使得果汁的悬浮稳定性较差；而当酶解浓度过高、酶解时间过长时，果胶类物质被过分水解，细胞结构被破坏，导致持水力下降，果汁悬浮稳定性减小。此结果与张晓旻等[26]研究番茄制汁过程中酶解工艺的优化结果相似。
2.3 酶解浓度及酶解时间对黑加仑果汁浊度的影响
浊度是果汁销售的重要指标之一，用于表示果汁的浑浊程度，果胶物质的存在会导致鲜榨果汁的浑浊[27]。酶解浓度及酶解时间对黑加仑果汁浊度的影响见图3。
图3 酶解浓度及酶解时间对黑加仑果汁浊度的影响
Fig.3 Effect of concentration and time of enzymatic hydrolysis on turbidity of blackcurrant juice
不同大写字母表示不同酶解浓度处理存在显著性差异，P＜0.05；不同小写字母表示不同酶解时间处理存在显著性差异，P＜0.05。
由图3 可知，黑加仑果汁样品浊度在果胶酶酶解后明显降低。当果胶酶解浓度不断增大时，果汁样品浊度呈现先减小后增大的趋势，酶解浓度为80 mg/L时，果汁样品浊度最小。酶解时间与果汁浊度的关系有别于酶解浓度与果汁浊度之间的关系。当酶解时间为120 min 时，果汁样品浊度达到最大，表示果汁的浑浊程度最高。而酶解时间分别为60 min 和90 min 时，果汁样品的浊度均较小，即果汁样品浑浊程度较低，且两者差异性不明显。说明在果胶酶解浓度为80 mg/L，酶解时间为60、90 min 时，黑加仑果汁的浊度较理想。原因是在酶解浓度较低、酶解时间较短时，果胶酶对降低黑加仑果汁浊度有促进作用；而当酶解浓度、酶解时间超过一定范围后，大量的果胶酶虽然能够快速降解果胶，但果胶酶属于蛋白质，加入过量容易沉淀絮凝使果汁混浊，此外，长时间的酶解虽然能较完全地水解黑加仑果汁中的果胶，使果汁浑浊程度降低，但此过程中产生的大量悬浮颗粒物质的沉降，会造成果汁中沉淀物絮凝，导致浊度反增[28]。本试验结果与Cerreti 等[29]、Saxena 等[30]的结果一致。
2.4 酶解浓度及酶解时间对黑加仑汁花色苷含量的影响
黑加仑果实中花色苷含量较高，具有抗氧化功效[31]。酶解浓度及酶解时间对黑加仑果汁花色苷含量的影响见图4。
图4 酶解浓度及酶解时间对黑加仑果汁花色苷含量的影响
Fig.4 Effect of enzymolysis concentration and enzymolysis time on anthocyanin content of blackcurrant juice
不同大写字母表示不同酶解浓度处理存在显著性差异，P＜0.05；不同小写字母表示不同酶解时间处理存在显著性差异，P＜0.05。
由图4 可知，与对照组相比，果胶酶酶解后黑加仑果汁中花色苷含量升高，在酶解时间90 min、酶解浓度80 mg/L 时，黑加仑果汁中的花色苷含量最高。在酶解浓度60～100 mg/L 范围内，果汁样品中花色苷含量随酶解浓度的变化不显著，可能是在果汁含量一定时，加入低浓度果胶酶酶解后，果汁中含有的花色苷类物质已接近充分释放，因此花色苷含量随酶解浓度的变化不明显，此结果与Mieszczakowska-Frąc 等[32]研究酶对黑加仑和李子汁品质的影响结果类似；在酶解时间60～120 min 范围内，随着酶解时间的延长，果汁样品中花色苷含量先上升后逐渐下降，其中酶解90 min 时花色苷含量最高。可能是因为酶解时间过长，花色苷被氧化分解而减少、导致黑加仑果汁中花色苷含量降低。此结果与赵月等[33]的研究结果相似。
2.5 酶解浓度及酶解时间对黑加仑汁色差的影响
色泽是评价果汁稳定性的重要指标[34]，对黑加仑果汁样品不同酶解浓度和酶解时间的色差测定结果见图5。
图5 酶解浓度及酶解时间对黑加仑果汁L*、a*、b*、ΔE 值的影响
Fig.5 Effect of enzymolysis concentration and enzymolysis time on L*，a*，b*，ΔE values of blackcurrant juice
不同大写字母表示不同酶解浓度处理存在显著性差异，P＜0.05；不同小写字母表示不同酶解时间处理存在显著性差异，P＜0.05。
由图5 可知，与对照组相比，果汁样品的L*值、a*值、b*值在酶解后均升高，说明果胶酶能够降低黑加仑果汁的浑浊程度，增加色泽，具有澄清果汁的作用[35]。原因是果胶酶可以分解植物细胞的多聚糖类物质以及部分纤维素类物质和原果胶，使细胞壁破裂，果胶类物质也可以被分解成水溶性小分子物质，使果汁澄清、色泽稳定。结果与赵世民等[36]研究果胶酶对火龙果汁的澄清效果相似。在酶解浓度100 mg/L、酶解时间90 min时果汁样品的色差值最大，而果汁样品色差（ΔE）变化与酶解浓度和酶解时间变化关系不显著，是因为ΔE值与L*值、a*值、b*值有关，而在酶解浓度60～100 mg/L和酶解时间60～120 min 范围内，酶解浓度及酶解时间的变化对L*值、a*值、b*值的影响不显著。果汁中花色苷含量是决定其颜色的主要因素，在酶解浓度60～100 mg/L 范围内，花色苷含量随酶解浓度的变化不显著，从而导致酶解浓度对果汁色差的影响不明显，结果与Ninga 等[6]研究番石榴果肉的果胶酶水解结果相似。
2.6 酶解浓度及酶解时间对黑加仑果汁理化性质的影响
黑加仑果汁样品中的可溶性固性物含量、可滴定酸含量及pH 值结果如表2 所示。
表2 酶解浓度及酶解时间对黑加仑汁可溶性固形物含量、可滴定酸含量、pH 值的影响
Table 2 Effects of enzymolysis concentration and enzymolysis time on soluble solids，titrable acids and pH of blackcurrant juice
注：不同大写字母表示不同酶解浓度处理存在显著性差异，P＜0.05；不同小写字母表示不同酶解时间处理存在显著性差异，P＜0.05。
酶解浓度/（mg/L）项目可溶性固形物含量/%酶解时间/min 60 90 120可滴定酸含量/（mol/L）60 90 120 pH 值60 90 120 0 12.63±0.06Ca 12.70±0.17Ca 12.63±0.06Ba 0.367±0.003Aa 0.365±0.001Aa 0.359±0.001Ab 2.85±0.01Aa 2.85±0.01Aa 2.85±0.01Aa 60 13.40±0.10Bb 13.43±0.06Bb 13.57±0.10Aa 0.333±0.001Ba 0.326±0.001Bb 0.329±0.001Ba 2.85±0.02Aa 2.84±0.02Aa 2.84±0.03Aa 80 13.53±0.06Ab 13.67±0.06Aa 13.63±0.06Aa 0.316±0.001Cb 0.315±0.001Cb 0.322±0.001Ba 2.85±0.01Aa 2.85±0.01Aa 2.85±0.02Aa 100 13.53±0.06Ab 13.68±0.12Aa 13.63±0.00Aa 0.323±0.002Ca 0.314±0.001Cb 0.324±0.002Ba 2.84±0.03Aa 2.84±0.02Aa 2.84±0.03Aa
由表2 可知，与对照组相比，黑加仑果汁的可溶性固形物含量在果胶酶酶解后明显增加，当酶解浓度超过80 mg/L、酶解时间超过90 min 后，果汁样品中可溶性固形物含量随果胶酶解浓度的增加和酶解时间的延长变化很小，表明在酶解浓度80 mg/L、酶解时间90 min果汁中的果胶类物质可较好地完成酶解。原因是果胶酶可水解黑加仑果实细胞壁中的刚性物质并使其转变成可溶性的糖，从而彻底破坏果实细胞壁，使细胞内物质完全释放，增加果汁中的可溶性固形物含量，但当酶解浓度和酶解时间超过一定范围后，由于细胞壁中的物质被充分水解，所以变化不明显。研究结果与Kallel等[10]酶法处理和微滤对两种突尼斯刺梨汁理化性质及抗氧化活性的影响结果类似。
对果汁样品中可滴定酸含量测定结果表明，对照组含量大于酶解组，在酶解浓度60～80 mg/L、酶解时间60～120 min 内，样品中可滴定酸含量随酶解浓度的增加和酶解时间的延长变化不明显。原因可能是果胶中的半乳糖醛酸被果胶酶分解，使有机酸含量下降，但是果胶酶对细胞中的酸性物质作用效果并不明显，因此，果汁样品中的可滴定酸含量随酶解浓度的增大和酶解时间的延长变化不大，研究结果与张霁红等[37]、Ninga等[6]研结果相似。
对果汁样品pH 值的测定结果表明，对照组和酶解组果汁的pH 值差异性不显著，表明果胶酶酶解浓度及酶解时间的变化对黑加仑果汁的pH 值影响并不明显。
2.7 酶解浓度及酶解时间对黑加仑果汁感官评分的影响
消费者接受度是评价果汁品质的一个重要因素，对酶解浓度及酶解时间对果汁的影响进行感官品评分析，结果如图6 所示。
图6 酶解浓度及酶解时间对黑加仑果汁感官评分的影响
Fig.6 Effect of enzymolysis concentration and enzymolysis time on sensory evaluation of blackcurrant juice
不同大写字母表示不同酶解浓度处理存在显著性差异，P＜0.05；不同小写字母表示不同酶解时间处理存在显著性差异，P＜0.05。
由图6 可知，相比对照组，果汁在酶解后感官评分均增加，酶解浓度60 mg/L 和其他浓度对果汁感官评分的影响存在显著性差异，当酶解浓度达到80 mg/L后，酶解浓度的变化对果汁感官评分无显著性差异。就酶解时间对果汁感官评分的影响而言，酶解60 min和其他酶解时间对果汁感官评分的影响存在显著性差异，而其他处理之间不存在差异显著性。综上所述，在酶解浓度为80 mg/L、酶解时间为90 min，黑加仑果汁在色泽、口感、气味、组织状态四方面表现更佳，容易被广泛接受。
3 结论
本试验通过研究果胶酶酶解浓度、酶解时间对黑加仑鲜果榨汁的出汁率、果汁悬浮稳定性、浊度、色差、花色苷含量及理化性质等指标的影响，表明对于黑加仑鲜果而言，使用果胶酶酶解法出汁率要明显优于传统压榨取汁法。而且酶解后果汁的花色苷含量、悬浮稳定性均显著性增加、浊度明显降低，果汁品质得到明显提升。综合分析，在酶解浓度为80 mg/L、酶解时间为90 min 的条件下，可以得到较高出汁率和品质良好的黑加仑果汁，此方法能为解决黑加仑果传统压榨出汁率低及果汁品质不良的问题提供参考，果胶酶的种类对黑加仑榨汁的出汁率及果汁品质问题的影响有待进一步研究。
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