豆腐柴叶复合酶解工艺的研究

赵宏伟

（合肥膳之纤生物科技有限公司，安徽合肥 230001）

豆腐柴，马鞭科豆腐柴属多年生落叶灌木，在我国分布广泛，资源丰富。豆腐柴叶是一种优良的药食兼用植物资源，“树叶豆腐”就是以豆腐柴叶为主要原料制作的一种地方传统食品，在多地广受欢迎。豆腐柴叶营养丰富，尤其富含多种膳食纤维成分，但是由于豆腐柴叶中部分膳食纤维为水不溶性的大分子，直接以豆腐柴叶为原料开发的产品不仅口感较差而且膳食纤维利用率低[1-5]。本文采用半纤维素酶、纤维素酶和果胶酶对豆腐柴叶进行复合酶解，将豆腐柴叶中不容易被利用的大分子纤维成分酶解为易于被微生物和人体吸收利用的小分子成分，旨在提高豆腐柴叶的营养价值和开发利用价值。

本文以豆腐柴叶为研究对象，以豆腐柴叶酶解率和酶解液中可溶性固形物含量为评价指标，采用单因素和正交试验，研究不同因素对豆腐柴叶酶解效果的影响，建立豆腐柴叶复合酶解的优化 工艺。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

豆腐柴叶采摘自合肥膳之纤生物科技有限公司种植基地；半纤维素酶（酶活力50 000 U/g）、纤维素酶（酶活力50 000 U/g）、果胶酶（酶活力 60 000 U/g），采购于上海源叶生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平，南京昕仪生物科技有限公司；恒温烘箱，苏州欧文烘箱制造有限公司；离心机，广州吉迪仪器有限公司；真空泵，郑州长城科工贸有限公司；糖度计，依凡科技（杭州）有限公司；pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；水浴锅，常州国华电器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 复合酶解单因素试验

（1）最适酶解温度确定。在酶解时间240 min、体系pH值5.0、酶添加量0.5%（每100 g豆腐柴叶添加0.5 g酶）的条件下，测定不同种类酶在不同酶解温度下对豆腐柴叶的酶解效果，确定不同种类酶的最适酶解温度。

（2）最适体系pH值筛选。在酶解时间240 min，酶解温度55 ℃，酶添加量0.5%的条件下，测定不同种类酶在不同体系pH值下对豆腐柴叶的酶解效果，确定不同种类酶的最适体系pH值。

（3）最适加酶量确定。在酶解时间240 min，酶解温度55 ℃，体系pH值5.0的条件下，测定不同种类酶在不同添加量时对豆腐柴叶的酶解效果，确定不同种类酶的最适添加量。

（4）最适酶解时间确定。酶解温度55 ℃，体系pH值5.0，酶添加量0.5%的条件下，测定不同种类酶在不同酶解时间下对豆腐柴叶的酶解效果，确定不同种类酶的最适酶解时间。

1.3.2 复合酶解正交试验

在单因素试验结果的基础上，以酶解时间、酶解温度、体系pH值、加酶量为主要影响因素，以豆腐柴叶酶解率和酶解液中可溶性固形物含量为评价指标，采用L9(34)正交试验，研究豆腐柴叶复合酶解的优化工艺。正交试验因素水平设计如表1所示。

表1 L9(34)豆腐柴叶复合酶解正交试验因素水平表

1.3.3 评价指标测定及计算方法

可溶性固形物含量通过糖度计直接测定。酶解率计算方法如下：

式中：m1为酶解前物料干重，g；m2为酶解后物料干重，g。

2 结果与分析

2.1 豆腐柴叶复合酶解单因素试验结果

2.1.1 酶解温度对不同种类酶酶解效果的影响

酶解温度是影响酶解效果的关键因素之一，酶在最适反应温度条件下才能发挥最大活性，不同酶的最适反应温度不同。试验结果表明（图1～ 图3），在对豆腐柴叶进行酶解时，半纤维素酶的最适反应温度为55 ℃左右，纤维素酶的最适反应温度为 50 ℃左右，果胶酶的最适反应温度为50 ℃左右。

图1 温度对半纤维素酶酶解效果的影响

图2 温度对纤维素酶酶解效果的影响

图3 温度对果胶酶酶解效果的影响

2.1.2 体系pH值对不同种类酶酶解效果的影响

体系pH值也是影响酶解效果的关键因素，酶在最适pH条件下才能发挥最大活性，不同酶的最适反应pH不同。试验结果表明（图4～图6），在对豆腐柴叶进行酶解时，半纤维素酶的最适反应pH为5.0左右，纤维素酶的最适反应pH为5.0左右，果胶酶的最适反应pH为5.0左右。

图4 体系pH值对半纤维素酶酶解效果的影响

图6 体系pH值对果胶酶酶解效果的影响

图5 体系pH值对纤维素酶酶解效果的影响

2.1.3 加酶量对不同种类酶酶解效果的影响

加酶量不仅是影响酶解反应的重要因素，也是成本控制中需要考虑的重要因素。试验结果表明（图7～图9），在对豆腐柴叶进行酶解时，半纤维素酶的最适添加量在0.5%左右，纤维素酶的最适添加量在1.0%左右，果胶酶的最适添加量在0.5%左右。

图7 加酶量对半纤维素酶酶解效果的影响

图9 加酶量对果胶酶酶解效果的影响

2.1.4 酶解时间对不同种类酶酶解效果的影响

酶解时间也是影响酶解反应的重要因素，试验结果表明（图10～图12），在对豆腐柴叶进行酶解时，半纤维素酶的最适酶解时间在180 min左右，纤维素酶的最适酶解时间在210 min左右，果胶酶的最适酶解时间在180 min左右。

图8 加酶量对纤维素酶酶解效果的影响

图10 酶解时间对半纤维素酶酶解效果的影响

图12 酶解时间对果胶酶酶解效果的影响

图11 酶解时间对纤维素酶酶解效果的影响

2.2 豆腐柴叶复合酶解正交试验结果

由表2知，影响豆腐柴叶复合酶解率因素的主次顺序为D＞A＞B＞C，豆腐柴叶酶解率指标的因素优选组合为A3B2C1D3。可溶性固形物含量指标正交试验结果表明，影响酶解液中可溶性固形物含量因素的主次顺序为D＞B＞A＞C，酶解液中可溶性固形物含量指标的因素优选组合为A3B2C2D3。结合生产成本控制，选择C1为优选水平，最终确定豆腐柴叶复合酶解的优选工艺参数为酶解时间 240 min，酶解温度55 ℃，体系pH值5.0，半纤维素酶添加量0.5%，纤维素酶添加量0.5%，果胶酶添加量0.5%。

表2 L9（34）豆腐柴叶复合酶解正交试验结果分析表

3 结论

本文以豆腐柴叶为原料，以豆腐柴叶的酶解率和酶解液中可溶性固形物含量为评价指标，采用半纤维素酶、纤维素酶、果胶酶对豆腐柴叶进行复合酶解，研究豆腐柴叶的复合酶解工艺。通过对酶解温度、体系pH值、加酶量、酶解时间等参数进行优化，得到豆腐柴叶复合酶解的优化工艺为酶解时间 240 min，酶解温度55 ℃，体系pH值5.0，半纤维素酶添加量0.5%，纤维素酶添加量0.5%，果胶酶添加量0.5%。复合酶解处理可以将豆腐柴叶中部分不溶性大分子纤维成分水解为小分子可溶性成分，有效地提高了豆腐柴叶的营养价值和开发利用价值。