不同澄清劑對紅棗汁的澄清效果的工藝研究

（遼東學院農學院，遼寧丹東118003）

棗樹以往大多分布于黃河中上游地區，隨著西部大開發和三農政策的深入貫徹，近年來棗樹種植面積不斷擴大，紅棗產量也呈逐年上升的趨勢，并出現了供大于求的狀況[1]。目前對紅棗的加工大多處于傳統的初加工階段，不能滿足大眾的需求，加工紅棗汁不僅保留了紅棗中大部分營養成分，而且口感風味、外觀色澤易被大眾接受，但是紅棗存在大量果膠類物質在加工中存在許多缺點[2-3]。目前雖然有一些對紅棗汁和其他水果澄清度的研究方法，卻沒有深入研究紅棗汁澄清最優的方法。

本試驗參考其它果汁澄清方法和紅棗自身的特性設計出一系列的提取方案，并將這些方案進行對比同時進行提取條件的優化，進而選出最優方案[4-5]。旨在為紅棗汁的精深加工提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

新疆大紅棗：丹東市場；殼聚糖（食品級）：上海伯奧生物科技有限公司；果膠酶（食品級，酶活：10 000 U/g）：山東棗莊市杰諾生物酶有限公司，使用時配制成0.2%果膠酶溶液；0.1 mol/L HCl溶液：開封市鑫泰化工有限公司；0.1 mol/L NaOH溶液：廣州凱爾化工科技有限公司；101-2電熱恒溫鼓風干燥箱：上海躍進醫療器械廠；DZKW-C電熱恒溫水浴鍋：北京市光明醫療儀器廠；AR 2140電子分析天平：奧豪斯國際貿易（上海）有限公司。

1.2 試驗方法

挑選無病蟲害、無腐爛變質和成熟飽滿的新鮮新疆大紅棗，經清水洗滌干凈，去核，在80℃下鼓風干燥3 h，使紅棗產生濃厚的焦糖香味，干燥處理后的紅棗用剪子剪碎成組織小塊，稱取3 g紅棗放入干凈小燒杯中，共30份，做記號。分別加入5 mL蒸餾水，放入恒溫水浴鍋中，浸泡30 min，1組～15組每組放入7 mL果膠酶，15組～30組每組放入0.02 g殼聚糖。先進行果膠酶和殼聚糖的單因素試驗，再進行果膠酶和殼聚糖的正交試驗，最后用紫外分光光度計進行吸光值的檢測[6-7]。

1.3 測定方法

以蒸餾水作為對照組，在628 nm波長下，用紫外分光光度計測定果汁的吸光值，用吸光值A表示果汁的澄清度。

2 結果與分析

2.1 果膠酶不同處理時間對紅棗汁澄清效果的影響

在1組～5組中，固液比 1∶5（g/mL）、溫度 50℃條件下，研究果膠酶不同處理時間對紅棗汁吸光值的影響。結果見圖1。

圖1 果膠酶不同處理時間對紅棗汁吸光值的影響Fig.1 Effect of treatment time on jujube juice light absorption by pectinase

由圖1可知，紅棗汁的吸光值隨著時間的增加而逐漸減小，當處理時間小于2 h時，紅棗汁的吸光值有明顯的減弱趨勢。到2 h時，吸光值達到最小。當處理時間大于2 h時，紅棗汁的吸光值趨于平穩，與2 h之間的差異不顯著，由于吸光值越小，澄清度越高，所以，選擇處理時間為2 h，這時紅棗汁的澄清度達到最佳。

2.2 果膠酶不同處理溫度對紅棗汁澄清效果的影響

在6組～10組中，固液比 1∶5（g/mL）、處理時間 2 h條件下，研究果膠酶不同處理溫度對紅棗汁吸光值的影響。結果見圖2。

圖2 果膠酶不同處理溫度對紅棗汁吸光值的影響Fig.2 Effect of treatment temperature on jujube juice light absorption by pectinase

由圖2可知，紅棗汁的吸光值隨著溫度的增加而先減小后增大，當處理溫度小于50℃時，紅棗汁的吸光值有明顯的減弱趨勢，到50℃時，吸光值達到最小。當處理溫度大于50℃時，紅棗汁的吸光值逐漸增加，可能是酶在50℃時活力最強，所以，選擇處理溫度為50℃，使紅棗汁的澄清度達到最佳。

2.3 果膠酶不同固液比對紅棗汁澄清效果的影響

在11組～15組中，溫度50℃、處理時間2 h條件下，研究果膠酶不同固液比對紅棗汁吸光值的影響。結果見圖3。

圖3 果膠酶不同固液比對紅棗汁吸光值的影響Fig.3 Effect of ratio of material to liquid on jujube juice light absorption by pectinase

由圖3可知，紅棗汁的吸光值隨著加水量的增加而減小，當加水量小于4倍時，紅棗汁的吸光值有明顯的減弱趨勢，加水量到4倍時，吸光值達到最小。當加水量達到5倍時沒有明顯的降低趨勢，由于考慮加水對營養成分含量的比例影響，所以，加水量為4倍，紅棗汁的澄清度最佳。

3.4 殼聚糖不同處理時間對紅棗汁澄清效果的影響

在16組～20組，溫度50℃、pH值為3條件下，研究殼聚糖不同處理時間對紅棗汁吸光值的影響。結果見圖4。

圖4 殼聚糖不同處理時間對紅棗汁吸光值的影響Fig.4 Effect of treatment time on jujube juice light absorption by chitosan

由圖4可知，紅棗汁的吸光值隨著時間的增加變化不大，當處理時間大于30 min時，紅棗汁的吸光值有沒有明顯的增加趨勢，所以，為了節省時間，選擇處理時間為30 min，這時紅棗汁的澄清度已經可以達到最佳。

3.5 殼聚糖不同處理溫度對紅棗汁澄清效果的影響

在21組～25組，處理時間30 min、pH值為3條件下，研究殼聚糖不同處理溫度對紅棗汁吸光值的影響。結果見圖5。

圖5 殼聚糖不同處理溫度對紅棗汁吸光值的影響Fig.5 Effect of treatment temperature on jujube juice light absorption by chitosan

由圖5可知，紅棗汁的吸光值隨著溫度的增加而先減小后增大，當處理溫度小于50℃時，紅棗汁的吸光值有明顯的減弱趨勢，到50℃時，吸光值達到最小。當處理溫度大于50℃時，紅棗汁的吸光值增加，所以，處理溫度為50℃，紅棗汁的澄清度最佳。

3.6 殼聚糖不同pH值對紅棗汁澄清效果的影響

在26組～30組中，處理時間30 min、溫度50℃條件下，研究殼聚糖不同pH值對紅棗汁吸光值的影響。結果見圖6。

由圖6可知，紅棗汁的吸光值隨著pH值的增加而先減小后增大，當pH值小于3時，紅棗汁的吸光值有明顯的減弱趨勢，到pH值等于3時，吸光值達到最小。當pH值大3時，紅棗汁的吸光值有上升的變化，原因可能是殼聚糖與果膠物質的凝結能力下降導致，所以，pH值為3，紅棗汁的澄清度最佳。

圖6 殼聚糖不同pH值對紅棗汁吸光值的影響Fig.6 Effect of pH value on jujube juice light absorption by chitosan

3.7 果膠酶澄清紅棗汁正交試驗

稱取3 g紅棗放入小杯中，共9份，做記號。分別加入5 mL蒸餾水，放入恒溫水浴鍋中，浸泡30 min，每組放入7 mL果膠酶。

根據以上果膠酶對紅棗汁澄清的單因素試驗的結果，正交試驗設計成三因素三水平進行試驗，見表1。

表1 果膠酶澄清紅棗汁正交試驗Table 1 Orthogonal experiment of pectinase to jujube juice clarification

通過對正交試驗結果表1的直觀分析，因素C的極差最大，其次是A，最后是B，可見決定試驗結果因素的主次順序為C＞A＞B。從正交表分析數據得出最優組合為A1B3C3，進一步選取A2B2C3、A1B2C2做驗證試驗，結果顯示：A2B2C3的吸光值最小為0.151，其它兩組分別為A1B3C3為0.195，A1B2C2為0.205，吸光值越小說明澄清度越高，驗證結果得出：澄清效果最適組合為A2B2C3，即溫度為 50℃，時間為 2 h，固液比 1∶5（g/mL），酶用量為7 mL。

3.8 殼聚糖澄清紅棗汁正交試驗

稱取3 g紅棗放入小杯中，共9份，做記號。分別加入5 mL蒸餾水，放入恒溫水浴鍋中，浸泡30 min，每組放入0.02 g殼聚糖，

根據以上殼聚糖對紅棗汁澄清的單因素試驗的結果，正交試驗設計三因素三水平進行試驗，見表2。

表2 殼聚糖澄清紅棗汁正交試驗Table 2 Orthogonal experiment of chitosan to jujube juice clarification

通過對正交試驗結果表2的直觀分析，因素C的極差最大，其次是A，最后是B，可見決定試驗結果因素的主次順序為C＞A＞B。從正交表分析數據得出最優組合為 A1B1C1，進一步選取 A2B3C1、A1B2C2、A3B1C3做驗證試驗，結果顯示：A1B2C2的吸光值最小為0.085，其它三組分別為 A2B3C1為 0.091，A1B1C1為 0.090，A3B1C3為0.089，吸光值越小說明澄清度越高，驗證結果得出：最適組合為A1B2C2，即溫度為50℃，時間為30 min，pH=3，殼聚糖用量為0.02 g。

3.9 果膠酶酶解法和殼聚糖浸提棗汁方法比較

根據以上的試驗結果，在最佳工藝條件下浸提棗汁，分別測得棗汁的提取率結果，見表3。

表3 果膠酶酶解法和殼聚糖浸提棗汁方法比較Table 3 The comparison of pectinase enzymatic hydrolysis to chitosan extraction of jujube juice

從表3可得出，殼聚糖法吸光值要小于酶解法的吸光值，所以殼聚糖法的澄清效果要好于酶解法，無論是處理時間還是處理溫度殼聚糖法都要優于酶解法，而且殼聚糖的價格遠遠小于果膠酶的價格，大大降低了成本。

3 結論

隨著科學技術的發展，以紅棗為原料的精深加工產品日益增多，這些產品的生產首先要對紅棗進行浸提取汁[8-9]。因此，對紅棗汁提取工藝研究顯得尤為重要。

通過設計兩個三因素三水平的試驗，獲得了紅棗汁的吸光值，第一組果膠酶的添加量、處理時間、處理溫度、固液比的正交設計，確定了最優工藝條件為：果膠酶添加量7 mL、處理時間2 h、處理溫度50℃、固液比1∶5（g/mL）為最佳。第二組殼聚糖的添加量、處理時間、處理溫度、pH值的正交設計，確定最優工藝條件為：殼聚糖0.02 g、處理時間30 min、pH值為3為最佳。在實驗室條件下，優化紅棗汁澄清的最佳工藝，確定的最佳參數對紅棗汁澄清工藝的具有重要意義。

該方法用殼聚糖提取棗汁，提取時間短、溫度低，對棗汁的營養物質如維生素、有機酸等的破壞少，而且提取的棗汁澄清透明，風味自然，極大地提高了棗汁壓榨量和產量，是一種較為理想的、高效經濟的棗汁提取新工藝[10]。