橙汁混濁的穩(wěn)定性

向晨茜，蔣和體*

橙汁混濁的穩(wěn)定性

向晨茜，蔣和體*

(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400716)

研究成熟度、制汁工藝、酶處理、貯藏條件對橙汁混濁穩(wěn)定性影響。結(jié)果表明：隨著成熟度增加，橙汁混濁度呈上升趨勢；膠體磨細(xì)微化可以增加果漿中果膠、可溶性果膠的溶出，果膠含量顯著增加(P＜0.05)；果膠酯酶(PE)活性影響橙汁混濁穩(wěn)定性，應(yīng)完全鈍化；采用果膠酶酶解會破壞橙汁渾濁穩(wěn)定性，木瓜蛋白酶酶解橙汁渾濁度的影響不明顯；4℃和15℃貯藏對橙汁混濁度的影響不顯著(P＞0.05)，25℃貯藏對橙汁混濁度降低影響顯著(P＜0.05)，常溫貯藏不利于保持橙汁混濁穩(wěn)定性。

橙汁；成熟度；貯藏；混濁穩(wěn)定性

橙汁混濁態(tài)是橙汁的一項重要感官特征，混濁橙汁是一種不透明懸浮體系，其懸浮物由果膠、蛋白質(zhì)、纖維素和半纖維素、橙皮苷等組成，懸浮物賦予橙汁獨(dú)特口感、質(zhì)構(gòu)。橙汁的懸浮體系屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，隨著貯藏時間的延長，橙汁混濁態(tài)會發(fā)生變化，嚴(yán)重時會出現(xiàn)“水樣”般完全澄清的清液，降低了橙汁的感官品質(zhì)。保持橙汁懸浮物的穩(wěn)定是橙汁加工、貯藏的難點(diǎn)。本實(shí)驗通過研究原料成熟度、制汁工藝、酶處理貯藏條件等方面對橙汁混濁穩(wěn)定性影響，為解決橙汁貯藏保鮮技術(shù)提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

哈姆林、北碚447錦橙、特羅維塔、72-1臍橙 重慶市三峽建設(shè)集團(tuán)有限公司忠縣柑橘基地品種園。

乙醇、氫氧化鈉、濃硫酸 重慶川東化工集團(tuán)；果膠酶(60萬U/g) 和氏壁生物技術(shù)有限公司；果膠 Sigma公司；木瓜蛋白酶(80萬U/g) 南寧東恒華道生物科技有限責(zé)任公司；咔唑 北京化學(xué)試劑公司；半乳糖醛酸國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

TCP2測色色差計 北京奧依克光電儀器有限公司；Avanti J-30I冷凍離心機(jī) 日本日立公司；752型分光光度計 上海棱光技術(shù)有限公司；NDJ-5數(shù)字式黏度計 上海精天電子有限公司。

1.3 方法

1.3.1 果膠酯酶(PE)對橙汁混濁穩(wěn)定性的影響

采用北碚447錦橙進(jìn)行榨汁，鮮榨橙汁85℃、20s鈍化部分PE活性[1-2]，耐熱聚對苯二甲酸乙二酯(PET) 350mL熱罐裝后在水中快速冷卻至常溫，4℃保存。每間隔5d進(jìn)行果膠酯酶酶活力、混濁度的測定，進(jìn)行橙汁混濁穩(wěn)定性觀察。

1.3.2 原料成熟度對橙汁混濁穩(wěn)定性的影響

采用北碚447錦橙、72-1臍橙、哈姆林、特羅維塔4種原料進(jìn)行實(shí)驗。分析比較不同采摘時間橙汁中可溶性固形物、總糖、總酸、VC等含量和混濁度變化趨勢。

1.3.3 榨汁工藝對橙汁混濁穩(wěn)定性的影響

臍橙用不同榨汁方式處理(手工榨汁、機(jī)械榨汁、機(jī)械榨汁并通過2μm膠體磨細(xì)微化處理)，90℃、30s鈍化果膠酯酶[2]，耐熱PET 350mL熱罐裝，測定其果膠、水溶性果膠、黏度、混濁度；每組處理保留10瓶，室溫條件下1個月觀察橙汁混濁穩(wěn)定性，統(tǒng)計分層瓶數(shù)。

1.3.4 酶處理對橙汁混濁穩(wěn)定性的影響

采用72-1臍橙進(jìn)行實(shí)驗。分別用果膠酶、木瓜蛋白酶處理機(jī)械榨橙汁，木瓜蛋白酶分別以500mg/L和800mg/L的添加量作用于橙汁(55℃、8h)，果膠酶的添加量分別為500、800mg/L，在45℃、8h的條件下測定橙汁黏度、混濁度、可溶性果膠及氨基酸態(tài)氮的含量變化。

1.3.5 貯藏溫度對橙汁穩(wěn)定性的影響

采用72-1臍橙進(jìn)行實(shí)驗。機(jī)械榨汁并通過2μm膠體磨細(xì)微化循環(huán)處理。橙汁90℃、30s，耐熱PET熱罐裝，在不同的貯藏溫度條件下(4、15、25℃)1個月，每間隔10d測定橙汁黏度、混濁度，每組處理保留10瓶用于橙汁混濁穩(wěn)定性觀察。

1.3.6 統(tǒng)計分析

所有數(shù)據(jù)均為3次的平均值，結(jié)果分析使用Excel和SPSS-12軟件分析。

1.3.7 分析測定

1.3.7.1 果膠酯酶酶活力的測定[1-2]

取20mL果膠于燒杯中，裝好保溫系統(tǒng)，待果膠溶液達(dá)到預(yù)定溫度(30℃)時，先用少量的0.05mol/L NaOH溶液將果膠溶液滴定到預(yù)定pH值(pH7.5)，計錄NaOH體積，再向反應(yīng)杯中移入2mL粗酶液，迅速將其pH值調(diào)至7.5，開始計時，隨時滴加NaOH溶液，使反應(yīng)混合物始終保持在pH7.5，到30min時計下所消耗的NaOH溶液體積。以單位蛋白1min內(nèi)消耗1mmol NaOH作為一個酶活單位，參考相關(guān)方法[3]并加以改進(jìn)。

式中：V1為加入酶液開始計時后消耗NaOH溶液體積/mL；c為滴定用NaOH溶液的濃度/(mol/L)；V為加入酶液體積/mL；t為反應(yīng)時間/min。

1.3.7.2 其他指標(biāo)測定

果膠總量、可溶性果膠含量的測定：按NY 82.11—1988《果汁測定方法 果膠的測定》[4]咔唑比色法測定?；鞚岫鹊臏y定[5]：以蒸餾水作空白，在波長660nm處觀察橙汁的吸光度A660nm。橙汁黏度的測定：采用數(shù)字式黏度計檢測。氨基酸態(tài)氮含量的測定：按GB/T 12143.2—89《果蔬汁飲料中氨基態(tài)氮的測定方法》[6]中甲醛值法測定?？扇苄怨绦挝锖康臏y定：采用手持折光儀測定?？偺呛康臏y定：按GB/T 6194—86《水果、蔬菜可溶性糖測定法》[7]測定?？偹岷繙y定：按GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定方法》[8]測定。VC含量測定：按GB 8210—1987《出口柑橘鮮果檢驗方法》[9]中2,6-二氯酚靛酚法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 果膠酯酶對橙汁混濁穩(wěn)定性的影響

圖1 不同貯存時間對果膠酯酶酶活力的影響Fig.1 Change of pectinesterase activity in orange juice during storage

圖2 不同貯存時間對橙汁混濁度的影響Fig.2 Change of turbidity in orange juice during storage

從圖1、2看出，果膠酯酶酶活力隨著貯藏時間的延長而逐漸降低，橙汁混濁度也逐漸下降。第20天時混濁度(A660nm)由鮮榨橙汁2.78降低到1.47，出現(xiàn)上清液，第25天時分層明顯，橙汁混濁度降低到0.52。

Versteeg等[10]研究認(rèn)為，在橙汁的加工過程中，部分果膠酯酶進(jìn)入橙汁中并作用于可溶性果膠，使之發(fā)生脫甲基作用，與二價陽離子形成不溶于水的果膠酸鹽，果膠酸鹽在沉降過程中，會吸附橙汁中的一些微細(xì)果肉及其他混濁成分，使之完全澄清。

2.2 原料成熟度對橙汁混濁穩(wěn)定性的影響

甜橙在成熟過程中，其營養(yǎng)成分會發(fā)生變化[11]，這對橙汁品質(zhì)和橙汁混濁度有一定影響，結(jié)果見圖3。

圖3 不同采摘時間對可溶性固形物含量的影響Fig.3 Effects of harvesting date on soluble solid contents of orange juice from different varieties

從圖3看出，可溶性固形物在成熟前期(2008年11月底)到成熟后期(2009年2月底)，其含量不斷上升：特羅維塔變化幅度較少；臍橙由9%增加到12%，幅度最大；其次是哈姆林，由9%增加到11.6%。

可溶性固形物含量是判斷原料成熟度的重要指標(biāo)之一，非濃縮還原(not from concentrate，NFC)果汁的生產(chǎn)以可溶性固形物含量10%為最低標(biāo)準(zhǔn)，以上品種應(yīng)該在12月底才進(jìn)入榨汁期。

圖4 不同采摘時間對總酸含量的影響Fig.4 Effects of harvesting date on total acid contents of orange juice from different varieties

由圖4可知，柑橘酸度早期含量高，隨著成熟度增加而減少[12]。北碚447錦橙在2008年11月25日總酸含量高達(dá)10.12g/L，成熟后期下降顯著，2009年2月20日，總酸含量8.35g/L，而哈姆林從9.96g/L下降到7.47g/L。

圖5 不同采摘時間對總糖含量的影響Fig.5 Effects of harvesting date on total sugar contents of orange juice from different varieties

由圖5可知，總糖含量隨著成熟度增加而上升，在實(shí)驗前期上升顯著，2009年1月底增加放緩。選擇適宜的成熟度，使果實(shí)內(nèi)糖、酸代謝積累逐漸達(dá)到了適宜的糖、酸含量和糖酸比，對生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)橙汁極其重要[13]。

圖6 不同采摘時間對VC含量的影響Fig.6 Effects of harvesting date on vitamin C contents of orange juice from different varieties

由圖6可知，VC含量變化趨勢除哈姆林外，其他3個品種都是其含量隨著成熟度增加而上升，2009年1月底增加緩慢，而哈姆林在2008年12月達(dá)到最高點(diǎn)后逐漸減少。

圖7 不同采摘時間對混濁度影響Fig.7 Effects of harvesting date on turbidity of orange juice from different varieties

混濁度變化趨勢從圖7可以看出，隨著成熟度增加，4個品種的橙汁混濁度上升。這說明采用充分成熟的原料榨汁可以提高橙汁的混濁度。

2.3 榨汁工藝對橙汁混濁穩(wěn)定性的影響

表1 榨汁工藝對橙汁混濁穩(wěn)定性的影響(n=3，x±s)Table 1 Effect of squeezing way on cloud stability of orange juice (n=3，x±s)

果膠存在于橙類果實(shí)的中果皮和內(nèi)果皮中，在壓榨制汁過程中進(jìn)入橙汁成為很重要的物質(zhì)，有一部分與較大的肉眼可見的顆粒結(jié)合在一起，形成果漿；另一部分與懸浮的小顆粒結(jié)合在一起，形成橙汁混濁物；還有一部分以可溶性形式存在于橙汁的清液中。由表1可知，機(jī)械榨汁與手工榨汁相比較，前者可以使果肉中的成分更多的進(jìn)入到榨汁中，既可以增加出汁率，又可以提高榨汁的成分含量，增加穩(wěn)定性。膠體磨細(xì)微化可以增加果漿中果膠、可溶性果膠的溶出使果膠含量顯著增加 (P＜0.05)，橙汁黏度提高，增加穩(wěn)定性，混濁穩(wěn)定性觀察無分層現(xiàn)象出現(xiàn)。渾濁性飲料的生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用到膠體磨或均質(zhì)機(jī)，但在橙汁榨汁工藝中尚未使用，研究結(jié)果表明通過增加膠體磨細(xì)微化工藝處理可以改善橙汁穩(wěn)定性。

Venolia等[14-15]研究了檸檬汁中的混濁顆粒，指出檸檬汁的穩(wěn)定性與其顆粒大小特性存在必然聯(lián)系，濃縮稀釋汁的混濁顆粒小于鮮榨汁的混濁顆粒，因此濃縮稀釋汁的混濁穩(wěn)定性好于鮮榨汁。

2.4 酶處理對橙汁混濁穩(wěn)定性的影響

圖8 果膠酶處理對橙汁混濁度的影響Fig.8 Effect of pectinase treatment on turbidity of orange juice

由圖8可知，添加果膠酶，45℃處理1h后開始出現(xiàn)絮狀分層；2h時出現(xiàn)上清液，混濁度急劇下降；到6h時，橙汁混濁穩(wěn)定性已經(jīng)徹底破壞。這一研究結(jié)果表明，在生產(chǎn)混濁型橙汁工藝中不能采用果膠酶處理工藝。果膠酶可降低橙汁的黏度，并提高果汁的澄清度[16-17]。聚半乳糖醛酸酶可從果膠分子內(nèi)部無規(guī)則地截斷α-(1,4)鍵，使高分子的半乳糖醛酸降解為半乳糖醛酸和果膠酸等小分子物質(zhì)，并且果膠的多糖鏈被降解，果膠分子的連續(xù)降解使果汁的黏度下降，原來存在于果汁中的固形物失去依托而沉降下來。

圖9 木瓜蛋白酶對橙汁混濁度的影響Fig.9 Effect of papain treatment on turbidity of orange juice

由圖9可知，木瓜蛋白酶對橙汁混濁度的影響比較小(P＞0.05)。

表2 酶處理對橙汁黏度、氨基酸態(tài)氮、水溶性果膠含量的影響Table 2 Effect of enzymatic treatment on viscosity and amino acid nitrogen and water-soluble pectin contents of orange juice

由表2可知，果膠酶酶解使得橙汁的黏度明顯著降低(P＜0.05)。果膠酶主要含有果膠酯酶和聚半乳糖醛酸酶的活性，可將果膠降解為小分子，使橙汁黏度降低，并釋放出游離羧基[18]，果膠酶處理可降低橙汁中可溶性蛋白及果膠的含量[19]。木瓜蛋白酶使大分子蛋白質(zhì)降解為多肽或氨基酸，橙汁氨基酸態(tài)氮含量增加顯著(P＜0.05)，而對橙汁的黏度和水溶性果膠影響不明顯。

2.5 貯藏溫度對橙汁混濁穩(wěn)定性的影響

圖10 貯藏溫度對橙汁混濁度的影響Fig.10 Effect of storage temperature on turbidity of orange juice

由圖10可知，4℃和15℃貯藏對橙汁混濁度的影響不顯著(P＞0.05)，25℃貯藏對橙汁混濁度降低影響顯著(P＜0.05)，常溫(25℃)貯藏不利于保持橙汁混濁穩(wěn)定性。

由圖11可知，橙汁黏度隨著貯藏時間延長而逐漸降低，但各貯藏溫度條件對橙汁黏度降低影響不顯著(P＞0.05)。每組處理進(jìn)行橙汁混濁穩(wěn)定性觀察，尚未出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

圖11 貯藏溫度對橙汁黏度的影響Fig.11 Effect of storage temperature on viscosity of orange juice

3 結(jié) 論

3.1 未完全鈍化果膠酯酶活性的橙汁在4℃保存條件下，果膠酯酶酶活力隨著貯藏時間的延長而逐漸降低，橙汁混濁度也逐漸下降，第20天時混濁度(A660nm)由鮮榨橙汁2.78降低到1.47，出現(xiàn)上清液，第25天時分層明顯，橙汁混濁度降到0.52。

3.2 分析比較北碚447錦橙、臍橙、哈姆林、特羅維塔4個品種在成熟過程中，其營養(yǎng)成分變化趨勢：可溶性固形物、總糖、VC(哈姆林除外)含量隨著成熟度增加而上升，臍橙可溶性固形物含量增幅最大，從9%上升到12%；總酸含量隨著成熟度增加而下降，降幅最大的是北碚447錦橙，從10.12g/L降低到8.35g/L；哈姆林VC含量在12月達(dá)到最高點(diǎn)后逐漸減少；隨著成熟度增加，橙汁混濁度呈上升趨勢；以上品種應(yīng)在12月底才能進(jìn)入榨汁期。

選擇適宜的成熟度，使果實(shí)內(nèi)糖、酸代謝積累逐漸達(dá)到了適宜的糖、酸含量和糖酸比，對提高橙汁混濁度，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)橙汁極其重要。

3.3 機(jī)械榨汁與手工榨汁相比較，前者可以使果肉中的成分更多的進(jìn)入到榨汁中，提高榨汁的成分含量，增加穩(wěn)定性。膠體磨細(xì)微化可以增加果漿中果膠、可溶性果膠的溶出，果膠含量增加顯著(P＜0.05)，橙汁黏度提高，增加穩(wěn)定性。

3.4 添加果膠酶酶解使得橙汁的黏度明顯著降低(P＜0.05)，破壞橙汁混濁穩(wěn)定性；木瓜蛋白酶酶解對橙汁混濁度的影響較少(P＞0.05)，木瓜蛋白酶使大分子蛋白質(zhì)降解為多肽或氨基酸，橙汁氨基酸態(tài)氮含量增加顯著(P＜0.05)。

3.5 橙汁貯藏溫度對橙汁混濁度的實(shí)驗結(jié)果表明：4℃和15℃貯藏對橙汁混濁度的影響不顯著(P＞0.05)，25℃貯藏對橙汁混濁度降低影響顯著(P＜0.05)，常溫(25℃)貯藏不利于保持橙汁混濁穩(wěn)定性。

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Cloud Stability of Orange Juice

XIANG Chen-xi，JIANG He-ti*
(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China)

The effects of degree of maturity (DM) of fruit, squeezing way, enzymatic treatment and storage temperature on the cloud stability of orange juice were investigated. As fruit DM increased, the turbidity of squeezed orange juice showed an increasing trend. Micronization by a colloid mill could improve the release of pectin and soluble pectin from fruit pulp, resulting in a significant increase in pectin content in fruit juice (P ＜ 0.05). Pectinesterase presence had notable effect on the cloud stability of orange juice, so this enzyme should be inactivated. Pectinase treatment damaged the cloud stability of orange juice, while the effect of papain treatment was unobvious. No significant change (P ＞ 0.05) was observed for orange juice quality during storage at 4 or 15 ℃, but the turbidity of orange juice decreased significantly during storage at 25 ℃ (P ＜ 0.05). Ambient temperature storage was unbeneficial for the cloud stability of range juice.

orange juice；maturity；storage；cloud stability

TS255.44

A

1002-6630(2010)19-0106-05

2010-06-23

“十一五”國家科技支撐計劃項目(2007BAD47B05)；西南大學(xué)博士基金項目(SWU109029)

向晨茜(1987—)，女，碩士研究生，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工工程。E-mail：checy21@126.com *通信作者：蔣和體(1963—)，男，教授，博士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工。E-mail：jheti@126.com