復合澄清劑澄清菠蘿汁的工藝研究

李 濤,趙 云

(揭陽職業技術學院,廣東揭陽 522051)

復合澄清劑澄清菠蘿汁的工藝研究

李 濤,趙 云

(揭陽職業技術學院,廣東揭陽 522051)

對比不同澄清劑對菠蘿汁的澄清效果。選擇單寧與明膠復合澄清劑進行單因素分析和正交實驗。結果表明,單寧和明膠復合澄清劑澄清菠蘿汁的主要因素為溫度,其次為添加量、單寧∶明膠質量比和pH;菠蘿汁澄清的最佳工藝條件為加熱溫度55 ℃,單寧∶明膠(質量比)1∶2,添加量0.09 g/100 mL,pH3.0。在此條件下,得到澄清后菠蘿汁的透光率為94.8%,所得的菠蘿汁澄清透明,色澤自然。

復合澄清劑,菠蘿汁,澄清

菠蘿(Ananascomosus)別名鳳梨、王梨、黃梨,鳳梨科(Bromeliaceae)多年生常綠草本植物,是我國熱帶和亞熱帶地區四大名果之一,也是中南美洲和亞太地區重要的經濟作物[1]。

菠蘿果實營養豐富,除含有還原糖、氨基酸、蛋白質、粗纖維和有機酸外,還含有多種人體必需維生素,以及易為人體吸收的鈣、鐵、鎂等微量元素,具有利尿、解暑、解酒、降血壓、預防便秘和抗癌等功效[1-2]。但菠蘿季節性強,收獲期較為集中,鮮果含水量高,呼吸強度大,在貯藏、運輸過程容易腐爛變質。將鮮果加工成菠蘿汁是有效的解決途徑之一,但由于菠蘿果漿中含有易引起果汁混濁、沉淀的果膠和蛋白質等物質,容易產生混濁現象,影響產品感官品質[2]。為避免菠蘿汁在儲存或銷售過程中產生沉淀,在加工過程中需要通過澄清工藝解決該問題。

目前,康效寧[3],邢樹文[4],劉崑[5]等人主要研究了采用殼聚糖或果膠酶對菠蘿汁和其他果汁、果酒的澄清,單寧、明膠亦常用于酒類、果汁類食品的澄清,陸春霞[6],姚莉[7],張夢薇[8],尤麗新[9]等人研究了單寧或明膠對酒、飲料的澄清。本文在相關研究的基礎上,通過與殼聚糖、果膠酶等澄清劑進行對比,采用單寧和明膠復合澄清劑澄清菠蘿汁,旨在為菠蘿飲料澄清技術提供一定的實驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菠蘿 新鮮,成熟度八至九成，產自海南;殼聚糖 小櫻桃食品添加劑有限公司;果膠酶、單寧 國藥集團;明膠 河南博洋明膠有限公司;檸檬酸、檸檬酸鈉 均為國產分析純。

FA2004電子天平 上海舜宇恒平公司;PHS-2C酸度計 杭州奧立龍公司;S22PC可見分光光度計 上海棱光公司;80-2離心機 上海悅豐公司;HH-2數顯恒溫水浴鍋 常州澳華公司;JBQ-A1581攪拌機 廣東小熊公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 試樣制備 取菠蘿洗凈,切塊,在攪拌機里打漿5 min至攪碎無塊狀,然后用四層紗布過濾,菠蘿汁密封于棕色試劑瓶中,在0～4 ℃冷藏保存一周。

1.2.2 澄清度的測定 取菠蘿汁50 mL,添加0.12 g/100 mL的澄清劑,調節果汁pH為3,在恒溫水浴鍋中處理45 min,處理溫度為35 ℃,在4000 r/min下離心12 min,取其上清液,以蒸餾水作參比,在650 nm處測其透光率值,用T(%)表示菠蘿汁的透光率,T值越大,澄清度越高,表明果汁的澄清效果越好。

1.2.3 單因素實驗 采用1.2.2方法測其澄清度。測定條件為:固定澄清條件為pH=3,溫度35 ℃,處理時間為45 min,考察添加不同比例(添加量質量比g/g)的單寧∶明膠澄清劑(1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1)對澄清效果的影響;固定澄清條件為pH=3,溫度35 ℃,處理時間為45 min,單寧∶明膠比例為1∶1,考察添加量(0.02、0.04、0.06、0.08、0.12、0.14 g/100 mL)對澄清效果的影響;固定澄清條件為pH=3,溫度35 ℃,添加量0.12 g/100 mL,單寧∶明膠比例為1∶1,考察處理時間(15、30、45、60、75 min)對澄清效果的影響;固定澄清條件為pH=3,處理時間60 min,添加量0.12 g/100 mL,單寧∶明膠比例為1∶1,考察溫度(25、35、45、55、65 ℃)對澄清效果的影響;固定澄清條件為處理時間60 min,添加量0.12 g/100 mL,單寧∶明膠比例為1∶1,溫度55 ℃,考察pH(2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0)對澄清效果的影響。進行單因素實驗,考察各因素對菠蘿汁澄清度的影響。

1.2.4 正交實驗設計 在單因素實驗的基礎上,選擇溫度、添加量、單寧∶明膠比例和pH作為考察因素,進行L9(34)正交實驗,每個水平重復3次,實驗因素和水平見表1。

表1 因素水平表

2 結果與分析

2.1 不同澄清劑對澄清效果的影響

表2 不同澄清劑對澄清效果的影響

結果見表2。由表2可以看出,單寧+明膠復合澄清劑對菠蘿汁的澄清效果最佳,選擇單寧+明膠復合澄清劑作為菠蘿汁的澄清劑。

2.2 單寧和明膠的比例對澄清效果的影響

結果見圖1。由圖1可以看出,澄清效果隨著單寧∶明膠比值增大呈先增大后減小的趨勢,當單寧∶明膠質量比為1∶1時,菠蘿汁的澄清度達到最大,繼續增大單寧∶明膠比值,澄清效果反而降低,可能是由于帶正電荷的明膠和帶負電荷的單寧作用生成一種粘糊狀的化合物,將其他物質吸附下沉[10]。明膠或單寧添加量相差較大時,均會對菠蘿汁的澄清不利,因此選擇單寧∶明膠質量比為1∶1。

圖1 單寧和明膠的比例對澄清效果的影響Fig.1 Effect of the mass ratio of tannin to gelatin on clarification result of pineapple juice

2.3 添加量對澄清效果的影響

結果見圖2。由圖2可見,澄清劑的添加量達到0.12 g/100 mL時,澄清度達到最大,當繼續增加澄清劑用量時,由于明膠本身具有膠凝作用,澄清度反而下降。因此選擇添加量為0.12 g/100 mL。

圖2 添加量對澄清效果的影響Fig.2 Effect of addition quantity on clarification result of pineapple juice

2.4 處理時間對澄清效果的影響

結果見圖3。由圖3可見,處理時間對菠蘿汁澄清效果影響不明顯,隨著處理時間的延長,菠蘿汁的澄清度總體呈增加的趨勢;當處理時間為60 min時,澄清度達到最大,繼續增加處理時間,澄清度反而降低,可能是形成的膠體物質又重新溶解于溶液中,因此選擇處理時間為60 min。

圖3 處理時間對澄清效果的影響Fig.3 Effect of treatment time on clarification result of pineapple juice

圖4 處理溫度對澄清效果的影響Fig.4 Effect of treatment temperature on clarification result of pineapple juice

2.5 處理溫度對澄清效果的影響

結果見圖4。由圖4可以看出,當處理溫度達到55 ℃時,澄清度達到最大,當繼續升高溫度時,澄清度反而下降,澄清效果不太理想,主要是由于溫度對菠蘿汁中的膠體物質的穩定性有較大的影響,溫度過高,明膠或單寧可能會降解,導致澄清效果降低,因此選擇處理溫度為55 ℃。

2.6 pH對澄清效果的影響

表4 各因素顯著性分析

結果見圖5。由圖5可以看出,當pH達到3.5時,澄清度達到最大,當繼續增大pH時,澄清度反而下降。可能是由于pH超過3.5時,比較接近明膠的等電點,使得其溶解度降低,單寧亦容易分解,澄清效果變差,因此選擇pH為3.5。

圖5 pH對澄清效果的影響Fig.5 Effect of pH on clarification result of pineapple juice

2.7 菠蘿汁澄清的工藝條件優化

根據單因素實驗結果,設計實驗方案和實驗結果如表3所示,每個水平平行3次實驗,以平均澄清度作為考察指標。由表3可知,影響單寧和明膠復合澄清劑澄清菠蘿汁的因素主次順序為添加量(B)>溫度(A)>單寧∶明膠(C)>pH(D),單寧和明膠復合澄清劑澄清菠蘿汁的最佳工藝條件為:A2B1C3D1,即加熱溫度為55 ℃,添加量為0.09 g/100 mL,單寧∶明膠(質量比)為1∶2,pH為3.0。在此最優組合下平行實驗3次,得到澄清后菠蘿汁的透光率為94.8%。

表3 正交實驗結果

在方差分析中,由于pH因素的均方差遠小于其他三個因素的均方差,可作為誤差。分析結果表明,溫度、添加量和單寧∶明膠對菠蘿汁的澄清無顯著影響。根據F值可知影響菠蘿汁澄清的因素從大到小的順序為:溫度>添加量>單寧∶明膠>pH。

3 結論

通過不同澄清劑對菠蘿汁進行處理,得出單寧與明膠復合澄清劑比殼聚糖、殼聚糖和明膠復合澄清劑澄清效果好,選擇單寧與明膠復合澄清劑進行單因素實驗和正交實驗,確定最佳工藝條件如下:加熱溫度為55 ℃,添加量為0.09 g/100 mL,單寧∶明膠(質量比)為1∶2,pH為3.0。在此最優組合下平行實驗3次,得到澄清后菠蘿汁的透光率為94.8%,所得的菠蘿汁澄清透明,色澤自然,采用單寧和明膠處理菠蘿汁有較好的澄清效果。

4 討論

果汁加工過程中,為了提高果汁的澄清、穩定效果,常采用澄清劑處理果汁[11]。采用單一澄清劑往往難以達到理想的效果,本研究以明膠和單寧復合澄清劑澄清菠蘿汁取得了一定的效果。為進一步提高果汁的穩定性和質量,在后續的研究中可考慮澄清和護色同時進行。

[1]張海生.殼聚糖固定化果膠酶用于澄清菠蘿汁的研究[J]. 農業機械,2012(2):113-115.

[2]徐曉嬌,趙文婧,武平.殼聚糖對菠蘿汁澄清作用的影響[J].食品研究與開發,2011,32(9):106-108.

[3]康效寧,吉建邦,李梁,等.菠蘿清汁優化工藝技術研究[J].食品工業,2016,37(5):150-154.

[4]邢樹文.殼聚糖對馬蹄汁澄清效果的影響[J].食品與機械,2011,27(1):118-120.

[5]劉崑,高婷婷,楊柳.殼聚糖對葡萄汁的澄清作用[J].食品與發酵工業,2011,37(3):118-121.

[6]陸春霞,梁貴秋,吳婧婧,等.明膠對3種桑椹酒澄清效果的研究[J].食品科技,2013(8):138-141.

[7]姚莉,詹振國,王燕寧.枇杷果酒澄清工藝探究[J].廣東化工,2016,43(21):68-69.

[8]張夢薇.不同澄清方法對枸杞子釀造干酒澄清效果研究[J].中國食品添加劑,2016(9):169-173.

[9]尤麗新,劉芳,尤麗霞,等.菠蘿汁、梨汁復合復合飲料護色及澄清條件的優化[J].現代食品,2015,23:58-60.

[10]李建婷,張曉丹,陳慧,等.不同澄清劑對椪柑酒澄清效果研究[J].農產品加工,2016(18):5-7.

[11]吳漢東.不同澄清劑對葡萄汁澄清效果研究[J].食品工業,2013,34(3):147-149.

Research on clarification of pineapple juice with compound clarifier

LI Tao,ZHAO Yun

(Jieyang Vocational and Technical College,Jieyang 522051,China)

The clarification effect of different clarifier on pineapple juice was compared. The compound clarifier of tannin and gelatin was chosen for single factor analysis and orthogonal test.The results showed that the orders of clarification of pineapple juice with the compound clarifier of tannin and gelatin were temperature addition quantity,the mass ratio of tannin to gelatin and pH.The optimal conditions of clarification of pineapple juice were obtained as follows:temperature 55 ℃,the mass ratio of tannin to gelatin 1∶2,addition quantity 0.09 g/100 mL and pH3.0. In this case,the transmittance of pineapple juice was 94.8%. The pineapple juice was clear and transparent with natural color.

compound clarifier;pineapple juice;clarification

2016-11-14

李濤(1981-)，男，碩士，講師，研究方向：食品分析檢測與質量安全，E-mail:lucky489@126.com。

揭陽市科技計劃項目(201407)；揭陽職業技術學院2014學年度科研項目(JYCZZCX031513)。

TS255.1

B

1002-0306(2017)09-0164-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.09.023