นวัตกรรมเอนไซม์ในกระบวนการผลิตน้ำผลไม้
ปัจจุบัน เอนไซม์มีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในกระบวนการผลิตเครื่องดื่มที่มากกว่าการช่วยปรับปรุงผลผลิตและการเพิ่มความใสให้กับผลิตภัณฑ์ โดยเอนไซม์มักจะถูกนำมาใช้เพื่อเสริมคุณสมบัติต่างๆ ให้กับน้ำผลไม้แปรรูป ดังนี้
การใช้เอนไซม์ในการช่วยสกัดสารสำคัญ
กลไกหลักของเอนไซม์ในการช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ คือ การย่อยสลายโครงสร้างผนังเซลล์ของพืชอย่างเป็นระบบ โดยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพมักถูกกักเก็บไว้ภายในเซลล์หรือถูกจับอยู่กับองค์ประกอบโครงสร้างของผนังเซลล์ด้วยปฏิกิริยาหลากหลายรูปแบบ เช่น สารประกอบฟีนอลิกมักสร้างพันธะเชิงซ้อนกับพอลิแซ็กคาไรด์ของผนังเซลล์ ขณะที่ฟลาโวนอยด์มักถูกกักเก็บไว้ในแวคิวโอลหรือจับกับองค์ประกอบของโปรตีน ซึ่งการใช้เอนไซม์ที่มีความจำเพาะอย่างเซลลูเลส เฮมิเซลลูเลส และเพกติเนสจะช่วยทำลายตัวกั้นเหล่านี้ผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิสได้แบบจำเพาะเจาะจง ซึ่งสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพต่างๆ ที่ถูกกักเก็บไว้จะถูกปลดปล่อยสู่เมทริกซ์ของน้ำผลไม้ได้ในที่สุด
การปรับเนื้อสัมผัสของน้ำผลไม้ด้วยเอนไซม์จำเพาะ
นอกจากความสามารถในการเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการดังกล่าวแล้ว เอนไซม์ยังมีบทบาทสำคัญในการช่วยปรับเนื้อสัมผัสของน้ำผลไม้ ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อการยอมรับของผู้บริโภค โดยมีเอนไซม์เพกติเนส (pectinases) ซึ่งเป็นเอนไซม์หลักที่ใช้ในการปรับปรุงเนื้อสัมผัส ทั้งนี้ เอนไซม์เพกติเนสแต่ละชนิดจะมีผลต่อโครงสร้างของเพกตินที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังมีเอนไซม์เซลลูเลส (cellulases) และเฮมิเซลลูเลส (hemicellulases) ที่สามารถย่อยสลายองค์ประกอบเฉพาะของผนังเซลล์พืช เช่น เซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลส ซึ่งเอนไซม์เหล่านี้จะช่วยปรับปรุงความคงตัวของสารแขวนลอยและเนื้อสัมผัสของผลิตภัณฑ์ได้อีกด้วย
บทบาทของเอนไซม์ต่อการลดปริมาณน้ำตาลในน้ำผลไม้
เอนไซม์มีบทบาทสำคัญในการช่วยลดปริมาณน้ำตาลในกระบวนการผลิตน้ำผลไม้ โดยที่ไม่ส่งผลกระทบต่อกลิ่นรสของผลิตภัณฑ์ โดยเอนไซม์ไกลโคซิเดส (glycosidases) ที่มีความจำเพาะ เช่น เอนไซม์อินเวอร์เทส (invertase) จะย่อยสลายน้ำตาลซูโครสให้กลายเป็นกลูโคสและฟรุกโตส ซึ่งสามารถถูกกำจัดออกได้บางส่วนจากผลิตภัณฑ์โดยผ่านกระบวนการกรองด้วยเมมเบรน (membrane filtration) ขณะเดียวกัน เอนไซม์กลูโคสออกซิเดส (glucose oxidase) ก็สามารถเร่งปฏิกิริยาในการเปลี่ยนกลูโคสให้เป็นกรดกลูโคนิก (gluconic acid) ซึ่งจะช่วยลดความหวานของน้ำผลไม้ลงได้โดยที่ไม่ส่งผลกระทบต่อรสชาติ
Translated and Complied By:
Natchaya Duangjarus
Editorial Team
Food Focus Thailand Magazine
editor@foodfocusthailand.com
Enzymes currently have potential applications in fruit juice processing beyond yield improvement and product clarification. They are often used to enhance the properties of processed juices, such as:
Enzyme-Assisted Bioactive Extraction
The primary mechanism by which enzymes facilitate the extraction of bioactive compounds involves the systematic degradation of plant cell wall structures. Bioactive compounds are often compartmentalized within cellular organelles or bound to structural components of the cell wall through various interactions. For example, phenolic compounds frequently form complexes with cell wall polysaccharides, while flavonoids may be sequestered in vacuoles or bound to proteins. However, specialized enzyme formulations containing cellulases, hemicellulases, and pectinases disrupt these cellular barriers through targeted hydrolysis, releasing entrapped compounds into the juice matrix.
Fruit Juice’s Texture Modification Using Specific Enzyme
The textural properties of juice significantly impact consumer acceptance, with enzymes playing a pivotal role in targeted modification. Pectinases are the primary enzymes employed for texture manipulation, with different types producing specific effects. Beyond pectinases, cellulases and hemicellulases target specific plant cell wall components, breaking down cellulose and hemicellulose to further modify suspension stability and mouthfeel.
The Role of Enzymes in Sugar Reduction in Fruit Juice
Enzymes play a crucial role in reducing sugar content during juice production while maintaining the flavor profile. Specific glycosidases, such as invertase, selectively target sucrose, breaking it down into glucose and fructose, which can then be partially removed through membrane filtration. Additionally, glucose oxidase converts glucose to gluconic acid, effectively reducing sweetness without compromising taste.