番木瓜芹菜復合果蔬汁澄清工藝研制

杜 磊，王長彪

(1.運城學院 生命科學系，山西運城044000;2.山西省農業科學院生物技術研究中心，太原，030031)

隨著人們生活品質的提高，對于衣食住行的要求也越來越多。在飲料方面，近些年多營養、多功能的復合飲料層出不窮，其中復合果蔬汁深受老百姓歡迎［1，2］。番木瓜芹菜復合果蔬汁是前人開發出來的一款具有抗癌功能的飲料，芹菜中含有的芹菜素對胃癌、皮膚癌、前列腺癌等多種癌癥有抑制及預防功效，番木瓜汁濃郁醇香，除了富含多種營養元素之外，還可以緩解改善芹菜汁不易被消費者接受的口味［3－6］，目前關于番木瓜芹菜復合果蔬汁澄清效果的研究鮮有報道。本文首次以殼聚糖為澄清劑［7］，對番木瓜芹菜復合果蔬汁的澄清工藝進行了研究，以期為芹菜番木瓜復合果蔬汁的開發提供理論依據。

1.材料與方法

1.1 材料與儀器

常山國華電器有限公司制造的HH－4型數顯恒溫水浴鍋，上海舜宇恒平科學儀器有限公司制造的FA2104型電子分析天平，上海儀電分析儀器有限公司制造的UV762型紫外可見分光光度計，美的集團股份有限公司制造的BL25C33多功能攪拌機，天津市華北試驗儀器有限公司制造的WY－IT型手持折光儀，上海生物工程有限公司生產的殼聚糖，蒸餾水實驗室自制，芹菜、番木瓜購于山西運城華聯超市。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 制備番木瓜芹菜復合果蔬汁

依據番木瓜汁20%，芹菜汁10%，白砂糖10%的配方［6］調配番木瓜芹菜復合果蔬汁，攪拌均勻后在 50℃ 、20MPa 下均質 2min［8］。

1.2.3 殼聚糖用量對番木瓜芹菜復合果蔬汁澄清效果的影響

室溫條件下，調整復合果蔬汁pH為3.51，各量取50mL于6支試管中，在邊加邊搖的狀態下于各試管中依次加入殼聚糖，殼聚糖終濃度依次為0.06g/L、0.08g/L、0.10g/L、0.12g/L、0.14g/L 和 0.16g/L，輕輕搖勻確保殼聚糖和果蔬汁充分接觸，將6支試管靜置于50℃的水浴鍋中90min。依據有關公式計算出汁率、可溶性固形物含量和透光率，最后得出本實驗條件下的殼聚糖最適用量［9］，本實驗每個處理3次重復，下同。

1.2.4 番木瓜芹菜復合果蔬汁的pH值對澄清效果的影響

室溫條件下，準備6份復合果蔬汁并分別將pH調至 2.40、2.81、3.30、3.75、4.18、4.70，各量取50mL于6支試管中，在邊加邊搖的狀態下于各試管中依次加入已得出的殼聚糖最適用量，將6支試管靜置于50℃的水浴鍋中90min。依據有關公式計算出汁率、可溶性固形物含量和透光率，最后得出本實驗條件下的最適pH值。

1.2.5 溫度對番木瓜芹菜復合果蔬汁澄清效果的影響

室溫條件下，將復合果蔬汁pH調至已得出的最適澄清pH值。各量取50mL于6支試管中，在邊加邊搖的狀態下于各試管中依次加入已得出的殼聚糖最適用量，將6支試管靜置于恒溫水浴鍋中90min，水浴鍋溫度依次為 30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃。依據有關公式計算出汁率、可溶性固形物含量和透光率，最后得出本實驗條件下的最適澄清溫度。

1.2.6 澄清時間對番木瓜芹菜復合果蔬汁澄清效果的影響

室溫條件下，將復合果蔬汁pH調至已得出的最適澄清pH值，各量取50mL于6支試管中，在邊加邊搖的狀態下于各試管中依次加入已得出的殼聚糖最適用量，將6支試管靜置于已得出的最適澄清溫度的水浴鍋中，靜置時間分別為30min、40min、50min、60min、70min、80min。依據有關公式計算出汁率、可溶性固形物含量和透光率，得出本實驗條件下的最適澄清時間。

1.2.7 正交試驗

在上述單因素實驗的基礎上，設計了殼聚糖澄清番木瓜芹菜復合果蔬汁的四因素、三水平正交實驗，四因素依次為澄清劑用量(A)、復合果蔬汁pH值(B)、澄清溫度(C)、澄清時間(D)。

1.3 數據測定方法

1.3.1 可溶性固形物含量

采用手持折光儀測量可溶性固形物含量。

1.3.2 澄清度

采用分光光度法，通過測量796nm波長下的透光率T(%)來表示復合果蔬汁的澄清度，參比為蒸餾水。

1.3.3 出汁率

2.結果與分析

2.1 殼聚糖用量對番木瓜芹菜復合果蔬汁澄清效果的影響

下圖1顯示的是殼聚糖用量對復合果蔬汁澄清效果的影響。結果顯示殼聚糖用量在0.08－0.12g/L區間時透光率和出汁率均達到唯一的峰值，分別為97.81%和97.62%。圖1中顯示透光率、出汁率隨著殼聚糖用量的增加，數值均呈現先上升再下降的趨勢。其原理如下:殼聚糖對果汁的澄清是因為它分子內的羥殘基與果汁中的果膠上攜帶的陰離子結合形成沉淀，隨著殼聚糖用量的增加，透光率增大，當用量達到一定程度時，體系粘度會因為殼聚糖用量過多而增加，從而導致果汁中懸浮的顆粒不易下降［10］，最終導致透光率下降。本部分實驗中可溶固形物含量基本處于8.5%左右，其數值基本不受殼聚糖用量變化的影響。

圖1 殼聚糖用量對復合果蔬汁透光率、出汁率的影響Figure1 Effect of chitosan concentration on clarification of transmittance and juice date

2.2 復合果蔬汁pH值對澄清效果的影響

下圖2顯示的是復合果蔬汁pH值對澄清效果的影響。結果顯示pH值為3.3－3.75區間時透光率和出汁率均達到唯一的峰值，分別為98.29%和97.41%。圖2中顯示透光率、出汁率隨著pH值的增加，數值均呈現先上升再下降的趨勢。這是因為pH值增大影響了殼聚糖分子中游離氨基的量及果膠等膠體類物質所帶的電荷量［11］，最終影響了絮凝沉淀的效果，pH值較小時，絮凝沉淀的效果較好，隨著pH值增大，絮凝沉淀的效果變差。本部分實驗中可溶固形物含量基本處于8.5%左右，其數值基本不受pH值變化的影響。

2.3 澄清溫度對復合果蔬汁澄清效果的影響

圖2 復合果蔬汁pH值對復合果蔬汁透光率，出汁率的影響Figure 2 Effect of pH on clarification of transmittance and juice date

下圖3顯示的是澄清溫度對澄清效果的影響。結果顯示澄清溫度為40－50℃區間時透光率和出汁率均達到唯一的峰值，分別為98.23%和97.34%。圖3中顯示透光率、出汁率隨著澄清溫度的增加，數值均呈現先上升再下降的趨勢。本部分實驗中可溶固形物含量基本處于8.5%左右，其數值基本不受澄清溫度變化的影響。

圖3 澄清溫度對復合果蔬汁透光率，出汁率的影響Figure 3 Effect of temperature on clarification of transmittance and juice date

2.4 澄清時間對復合果蔬汁澄清效果的影響

下圖4顯示的是澄清時間對澄清效果的影響。結果顯示澄清時間為50－60min區間時透光率和出汁率均達到唯一的峰值，分別為97.74%和97.15%。圖4中顯示透光率、出汁率隨著澄清時間的增加，數值均呈現先上升再下降的趨勢。這是因為當澄清時間小于50min時，殼聚糖分子內的游離羥基與復合果蔬汁中的果膠類物質，隨著時間的延長，達到充分螯合而沉淀下來;當澄清時間大于60min時，部分沉淀物可能又重新溶解導致復合果蔬汁再次產生輕微渾濁［11］，從而導致澄清度下降。本部分實驗中可溶固形物含量基本處于8.5%左右，其數值基本不受澄清時間變化的影響。

2.5 正交試驗結果及分析

通過單因素實驗得到了殼聚糖的用量、復合果蔬汁的pH值、澄清溫度、澄清時間四個因素的最適值或最適范圍，在此基礎上進行了四因素三水平的正交試驗。正交試驗因素、水平見下表1。

圖4 澄清時間對復合果蔬汁透光率，出汁率的影響Figure 4 Effect of times on clarification of transmittance and juice date

表1 正交實驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test

下表2顯示的是四因素三水平的試驗過程，正交試驗結果和極差值R顯示，四個單因素影響澄清效果的重要程度從大到小依次為殼聚糖用量＞澄清時間＞澄清溫度＞復合果蔬汁pH值。最優工藝組合為A2B1C3D2，即殼聚糖用量0.1g/L、復合果蔬汁的pH值3.50、澄清溫度48℃、澄清時間55min。以此工藝條件處理番木瓜芹菜復合果蔬汁透光率達到98.8%。

表2 L9(34)正交試驗表Table 2 Orthogonal test L9(34)result and analysis

3.結論

殼聚糖對番木瓜芹菜復合果蔬汁澄清的單因素試驗結果表明，殼聚糖用量為0.08－0.12g/L，果蔬汁 pH 值為3.3－3.75，澄清溫度為40－50℃，澄清時間為50－60min時，澄清效果較好且可溶性固形物含量基本處于穩定狀態，均在8.5%左右;殼聚糖對番木瓜芹菜復合果蔬汁澄清的正交試驗結果表明，四個單因素影響澄清效果的重要程度從大到小依次為殼聚糖用量＞澄清時間＞澄清溫度＞復合果蔬汁pH值。最優工藝組合為殼聚糖用量0.1g/L、復合果蔬汁pH值3.50、澄清溫度48℃、澄清時間55min，澄清后番木瓜芹菜復合果蔬汁透光率達到98.8%。

［1］姜福林，張華，石太淵，等.果蔬飲料現狀及市場前景調查研究報告［J］.遼寧農業科學，2003(6).

［2］胡小松，李積宏，崔雨材.現代果蔬汁加工工藝學［M］.北京:中國輕工業出版社，1997.

［3］隋煥平，夏薇，張玉梅.芹菜提取物中總黃酮含量測定［J］.中國公共衛生，2000(4).

［4］王辰，嚴奉偉，黃學敏.殼聚糖對芹菜汁澄清效果的研究［J］.現代食品科技，2006(4).

［5］王辰，李琳.芹菜汁澄清條件和黃酮類化合物穩定性研究［J］.現代食品科技，2006(3).

［6］夏杏洲，彭克東，彭球生.番木瓜芹菜復合果蔬汁飲料的研制［J］.食品工業科技，2003(12).

［7］徐涓，張弘，孫彥琳，等.殼聚糖對瑪咖汁澄清作用的影響［J］.食品工業科技，2013(9).

［8］劉成梅，游海.天然產物有效成分的分離與應用［M］.北京:北京工業出版社，2003.

［9］王岸娜.殼聚糖澄清獼猴桃果汁及其澄清機理的探討［D］.江南大學博士學位論文，2004(6).

［10］許鍵，蔡慧農，倪輝，等.殼聚糖澄清蘆柑果汁工藝條件的優化［J］.農業工程學報，2013(23).

［11］邢樹文.殼聚糖對馬蹄汁澄清效果的影響［J］.食品與機械，2011(1).