甜瓜果汁澄清工藝研究

畢文

摘要：澄清是甜瓜果汁的加工過程中關鍵的一個環節。通過單因素及相應面分析確定，甜瓜果汁澄清的最佳工藝條件為殼聚糖添加量為6.2%，澄清溫度為30 ℃，澄清時間為36 h，透光率可達76.44%。

關鍵詞：甜瓜果汁;澄清工藝;研究

中圖分類號：S652? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? 文章編號：1001-1463（2019）07-0044-04

Abstract：Clarification is a key link in the processing of melon juice. This paper determines by single factor and corresponding surface experiments that the optimum conditions for clarifying melon juice are： chitosan is 6.2%， clarification temperature is 30 ℃， the clarification time is 36 hours and the light transmittance is up to 76.44%.

Key words：Melon juice;Clarification process;Study

澄清是果汁加工過程中關鍵的一個環節，添加澄清劑或采用不同的澄清方法，改善果汁的感官品質，關系著果汁飲料的色澤、形態、口感等感官品質。果汁作為一種商品，應該是清晰透明的，即便是有輕微的失光，都被認為是品質降低的表現，會影響到這種商品的銷售量[1 - 2 ]。當前我國果汁的澄清方法主要有物理澄清法、化學澄清法、酶澄清法。物理澄清法主要包括自然澄清法、吸附澄清法、超濾澄清法、冷凍澄清法和加熱凝聚澄清法[3 ];化學澄清法包括明膠丹寧澄清法和殼聚糖澄清法。我們根據單因素及相應面實驗確定化學澄清法的最佳澄清劑，并在一定的溫度和時間條件下按量添加澄清劑，以達到改善果汁感官品質的目的。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗材料

供試原料為厚皮甜瓜，品種為銀帝，由甘肅省河西瓜菜研究所提供。

1.2? ?試驗方法

1.2.1? ? 澄清劑制備方法? ? ?皂土的處理：將? 1 g皂土溶解于100 mL水中于60 ℃下膨脹12 h，配成1%的皂土溶液備用[4 ]。殼聚糖的處理：1 g 檸檬酸加98 g 水后加熱溶解，再加入1 g殼聚糖，繼續加熱，直到殼聚糖溶解，溶液透明，冷卻備用，殼聚糖需要現用現配。硅藻土的處理：稱取1 g硅藻土放入燒杯中，用100 mL水浸泡，充分吸水后加熱溶解，配成1%的溶液后冷卻備用。交聯聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）的處理：稱取PVPP 2 g放入燒杯中，用98 mL水溶解，配成2%的溶液備用。

1.2.2? ? 單因素試驗? ? 常用于果汁澄清的澄清劑有殼聚糖、明膠、單寧、皂土、硅溶膠、硅藻土、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等。其中對皂土、殼聚糖、硅藻土、PVP 4 個因素分別進行單因素試驗， 選用不同濃度皂土、殼聚糖、硅藻土、PVP進行澄清試驗。

1.2.3? ? 響應面試驗? ? 在單因素試驗基礎上，以殼聚糖添加量（%）、澄清溫度（℃）、澄清時間（h）為自變量（Xi），出汁率為響應值（Y），采用Design Expert 7.1.3中的Box-Behnken設計三因素二水平二次回歸方程，擬合自變量與出汁率之間的函數關系[5 ]。試驗因素水平見表1。

2? ?結果與分析

2.1? ?不同澄清劑對甜瓜果汁澄清效果的影響

2.1.1? ? 皂土添加量對甜瓜果汁澄清效果的影響? ? 試驗結果如圖1所示。皂土添加量從3%增加到12%，甜瓜果汁透光率不斷提高，皂土添加量為12%時透光率達到最大值，皂土添加量大于12%時透光率緩慢降低。

2.1.2? ? 殼聚糖添加量對甜瓜果汁澄清效果的影響? ? 如圖2所示，殼聚糖添加量從2%增加到6%，甜瓜果汁透光率不斷提高，殼聚糖添加量為6%時透光率達到最大值，殼聚糖添加量大于6%時透光率緩慢降低。

2.1.3? ? 硅藻土添加量對甜瓜果汁澄清效果的影響? ? 如圖3所示，硅藻土添加量從2%增加到6%，甜瓜果汁透光率不斷提高，硅藻土添加量為6%時透光率達到最大值，硅藻土添加量大于6%時透光率緩慢降低。

2.1.4? ? PVPP添加量對甜瓜果汁澄清效果的影響? ? 如圖4所示，PVPP添加量從1%增加到10%，甜瓜果汁透光率不斷提高，PVPP添加量為10%時透光率達到最大值，PVPP添加量大于10%時透光率緩慢降低。

通過對皂土、殼聚糖、硅藻土、PVPP四種試劑不同添加量進行澄清實驗，得出添加6%的殼聚糖澄清效果最好。

2.2? ?添加殼聚糖條件優化

2.2.1? ? 不同溫度下殼聚糖澄清甜瓜果汁的效果? ? ?添加6%的殼聚糖，進行不同溫度下澄清效果的單因素試驗（圖5）。調整溫度從20 ℃到30 ℃，透光率逐漸增大，30 ℃時透光率達到最大值，溫度超過30 ℃時透光率迅速下降，即最佳溫度為30 ℃。

2.2.2? ? 不同時間殼聚糖澄清甜瓜果汁效果

添加6%的殼聚糖，設置溫度為30 ℃，時行同時間下澄清效果的單因素試驗（圖6）。調整時間從12 h到36 h，透光率逐漸增大，36 h時透光率達到最大值，時間超過36 h時，透光率基本保持不變，即最佳澄清時間為36 h。

2.3? ?澄清響應面分析

2.3.1? ? 響應面試驗結果及模型的建立? ?在單因素試驗基礎上，以殼聚糖添加量（%）、澄清溫度（℃）、澄清時間（h）為自變量（Xi），透光率為響應值（Y），采用Design Expert 7.1.3中的Box-Behnken設計三因素二水平二次回歸方程，擬合自變量與出汁率之間的函數關系。甜瓜試驗設計方案及結果見表2，回歸方差分析見表3。擬合所得多元二次回歸方程為：Y=76.44+0.36X1+0.58X2+0.91X3- 1.40X1X2-0.025X1X3-0.10X2X3-1.66X12-0.18X22-

1.11X32。

2.3.2? ? 響應面分析? ? 為形象描述交互項對響應值——透光率的影響，經Design Expert 7.1.3分析得到響應面圖，見圖7、圖8、圖9。可以看出，殼聚糖添加量在4%～7%，澄清溫度在26 ℃以上，透光率可達最大值。當殼聚糖添加量在5%～7%，澄清時間在32 h以上，透光率可達最大值。

當澄清溫度在28 ℃以上，澄清時間在32 h之后，透光率可達最大值。

2.3.3? ? 響應面工藝驗證? ? ?從表中分析可以得到，模型P < 0.000 1，模型顯著;失擬項P =0.191 9 > 0.05，失擬項不顯著;決定系數（R-squared）為0.970 9，校正系數（Adj R- squared）為0.933 4。證明實際試驗結果與該回歸模型相吻合。通過分析得出各因素對透光率的影響依次為澄清時間 > 澄清溫度 > 殼聚糖添加量。

通過Design Expert 7.1.3求解回歸方程，得到甜瓜果汁澄清的最佳工藝條件為殼聚糖添加量為6.2%，澄清溫度為30 ℃，澄清時間為36 h，透光率可達76.44%。

3? ?結論

通過用因素試驗及響應面分析，得出了甜果果汁澄清工藝，實際操作中殼聚糖添加量為6%，澄清溫度為30 ℃，澄清時間為36 h。此條件下，透光率為76%。實際值與預測值之間相對誤差為0.006%，回歸模型擬合較好。

參考文獻：

[1] 付云霄.? 殼聚糖在果汁澄清中的應用[J].? 食品工程，2011，3（3）：15-19.

[2] 馮煥德，張永茂，康三江，等.? 我國蘋果酒產業現狀及發展對策[J].? 甘肅農業科技，2011（6）：66-68.

[3] 潘? ?葉，王? ?娟.? 菠蘿果汁的渾濁及澄清機理的初步研究[J] .? 現代食品科技，2010，

10（26）：1071-1074.

[4] 薛桂新，王海松.? 蘋果梨酒澄清劑及澄清條件的研究[J].? 釀酒科技，2009，11（185）：62-65.

[5] 袁? ?輝，白云鳳.? 中心組合和響應面分析優化枇杷果酒發酵工藝[J].? 中國釀造，2010（2）：103-106.

（本文責編：陳? ? 珩）