獼猴桃冷凍破壁離心取汁工藝

吳樹(shù)青，董 明*，王 強(qiáng)，劉延娟

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽 合肥 230036)

獼猴桃冷凍破壁離心取汁工藝

吳樹(shù)青，董 明*，王 強(qiáng)，劉延娟

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽 合肥 230036)

根據(jù)緩慢凍結(jié)破壞細(xì)胞壁的原理，采用凍融離心取汁新工藝制取獼猴桃果汁，對(duì)冷凍破壁和離心工藝參數(shù)進(jìn)行單因素和正交試驗(yàn)分析。結(jié)果表明：冷凍破壁離心取汁工藝所制備的果汁在出汁率、VC含量、透光率及色澤方面都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)榨汁工藝，最佳工藝條件為切片厚度0.6cm、－14℃冷凍10h、30℃解凍30min、3000r/min離心20min、100目過(guò)濾。

獼猴桃；冷凍破壁；離心取汁；出汁率；VC

Abstract：According to the principle that slow freezing causes cell wall damage, a process for the production of kiwifruit juice was designed based on freezing and thawing for cell wall disruption and centrifugation. Optimal process conditions for freezing,thawing and centrifugation were investigated using single factor and orthogonal array design methods. Results indicated that the productivity, vitamin C content, transmittance and color of kiwifruit juice produced using this process were obviously superior to the juice from traditional squeezing. Slice thickness of 0.6 cm, freezing time of 10 h at －14 ℃, thawing time of 30 min at room temperature, centrifugation time of 20 min at 3000 r/min and filtration pore size of 100 mesh were found optimum.

Key words：kiwifruit；freezing and thawing；juice from centrifugation；juice productivity；vitamin C

獼猴桃(A.chinensisPlanch)又名羊桃、藤梨、基維果(kiwifruit)，營(yíng)養(yǎng)豐富，富含17種氨基酸及多種維生素、碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)成分，每100g鮮果中含VC 70～400mg，約為柑橘的5～10倍，蘋(píng)果的20～80倍[1-2]。長(zhǎng)期飲用獼猴桃果汁，可降低血清、紅細(xì)胞丙二醛(MDA)含量及提高機(jī)體免疫球蛋白水平，有明顯的抗癌和抗疲勞作用[3-10]。

傳統(tǒng)榨汁需破碎、熱殺酶處理后壓榨取汁，果膠含量較高時(shí)還需果漿酶水解處理，工藝復(fù)雜，營(yíng)養(yǎng)成分破壞嚴(yán)重[11-12]。因此，在獼猴桃果汁加工過(guò)程中如何保持原汁VC含量和其他的營(yíng)養(yǎng)成分，成為果汁加工中的一大難題。冷凍破壁取汁工藝在國(guó)內(nèi)外研究甚少，而且大都是研究速凍原料解凍后壓榨取汁[13-15]。本實(shí)驗(yàn)利用緩慢凍結(jié)破壞細(xì)胞壁的原理，研究冷凍破壁離心法制備獼猴桃果汁工藝，以期提高效率，降低成本，減少加工過(guò)程中VC和其他營(yíng)養(yǎng)成分的損耗。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

中華獼猴桃：品種為安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的中華獼猴桃品系“特選-815”，果型大，黃色果肉，果實(shí)硬度≥9kg/cm2。2008年11月7日采自安徽省霍邱縣皖西獼猴桃研究所。

KDN-F01果漿酶 青島康地恩生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-1800型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海美譜達(dá)儀器有限公司；GY-1型果實(shí)硬度計(jì)、糖度計(jì) 北京儀器儀表有限公司；雷磁pHS-3DpH計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司；TD5A-WS臺(tái)式低速離心機(jī) 長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 不同取汁工藝的比較

壓榨取汁工藝：獼猴桃→清洗去皮→切分→打漿→果漿酶酶解→滅酶→100目壓榨過(guò)濾→獼猴桃原汁。

冷凍破壁離心取汁工藝：獼猴桃→清洗去皮→切片→護(hù)色→冷凍→解凍→離心→100目過(guò)濾→獼猴桃原汁。

對(duì)兩種工藝生產(chǎn)的果汁的出汁率、可溶性固形物、還原糖、總酸、VC含量和透光率等各種指標(biāo)進(jìn)行分析檢測(cè)，比較獼猴桃不同取汁工藝效果。

1.3.2 冷凍破壁離心取汁工藝參數(shù)的單因素試驗(yàn)

對(duì)冷凍破壁離心取汁工藝流程中切片厚度、冷凍溫度和時(shí)間、離心轉(zhuǎn)速和時(shí)間進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以出汁率和果汁VC含量為參比標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.3 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇冷凍溫度(A)、冷凍時(shí)間(B)與離心分離的轉(zhuǎn)速(C)3個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，采用正交表L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)(表1)，以出汁率和VC含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定冷凍破壁離心取汁的最佳工藝條件。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels in the orthogonal array design

1.3.4 分析方法

總酸：酸堿滴定法；可溶性固形物：手持折光計(jì)；總糖含量：蒽酮比色法；VC含量：紫外快速法[16]；透光率：采用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)在625nm波長(zhǎng)處測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同取汁工藝的比較

表2 兩種工藝的果汁理化指標(biāo)比較Table 2 Physical and chemical indexes of kiwifruit juices produced using two different processes

從表2可看出，用冷凍破壁離心法工藝所制備的果汁，出汁率、VC含量、透光率、色澤等主要指標(biāo)均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)榨汁工藝生產(chǎn)的果汁。透光率越大，說(shuō)明引起果汁混濁的物質(zhì)越少，果汁中的果膠蛋白質(zhì)的含量越少，越容易過(guò)濾澄清。傳統(tǒng)壓榨工藝制取的果汁混濁，呈棕黃色，VC損失較多，且果汁必須經(jīng)過(guò)果膠酶澄清處理，但可溶性固形物及總糖含量略高于冷凍破壁離心法。

2.2 切片厚度的影響

獼猴桃切片厚度為0.3、0.6、0.9、1.2cm，在0.2%亞硫酸氫鈉溶液中護(hù)色20min，－10℃條件下冷凍14h，取出在30℃條件下解凍30min，放入離心機(jī)中3000r/min離心20min，最后用100目濾布過(guò)濾得到原汁，以出汁率為指標(biāo)，所得結(jié)果如圖1所示。

圖1 切片厚度對(duì)出汁率的影響Fig.1 Effect of slice thickness on juice productivity

由圖1可得，獼猴桃出汁率隨著切片厚度的增加而逐漸下降，0.3cm和0.6cm出汁率相差很小，考慮到切片太薄不易操作，增加了與空氣接觸面積，易于氧化褐變，所以切片厚度選擇0.6cm較為適合。

2.3 冷凍溫度和時(shí)間的影響

冷凍溫度的影響：靜態(tài)冷凍使果實(shí)細(xì)胞間隙水分緩慢凍結(jié)，冰晶少且逐漸增大，利用冰晶體的機(jī)械作用破壞細(xì)胞壁。切片厚度為0.6cm，在－6、－10、－14、－18℃條件下分別冷凍10h，取出后在30℃條件下解凍30min，然后放入離心機(jī)中，在3000r/min的條件下離心20min，最后用100目濾布過(guò)濾得到原汁，檢測(cè)出汁率和VC含量，結(jié)果如圖2所示。

圖2 冷凍溫度對(duì)取汁效果的影響Fig.2 Effect of freeing temprature on juice productivity

由圖2可知，冷凍溫度對(duì)出汁率和VC含量都有較為顯著影響。在－6～－14℃之間隨溫度的降低，出汁率和VC含量均呈上升趨勢(shì)，－18℃條件下出汁率趨于平穩(wěn)，而VC含量下降。由此得出－14℃是較為理想的冷凍溫度。

冷凍時(shí)間的影響：切片厚度為0.6cm，在－10℃的條件下冷凍6、10、14、18h，取出解凍、離心取汁(方法同前)，以出汁率和VC含量為指標(biāo)所得結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 冷凍時(shí)間對(duì)取汁效果的影響Fig.3 Effect of freezing time on juice productivity

由圖3可知，在－10℃條件下，隨著冷凍時(shí)間的延長(zhǎng)，出汁率變化不大，但VC含量變化較大，在10h時(shí)VC含量最高，隨后逐漸下降。

2.4 離心轉(zhuǎn)速和時(shí)間的影響

離心轉(zhuǎn)速的影響：切片厚度為0.6cm，在0.2%亞硫酸氫鈉溶液中護(hù)色20min，－10℃冷凍14h，取出30℃解凍30min，放入離心機(jī)中以1000～4000r/min離心30min，經(jīng)過(guò)100目過(guò)濾得到原汁，以出汁率和VC含量為指標(biāo)所得結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 離心轉(zhuǎn)速對(duì)取汁效果的影響Fig.4 Effect of centrifugation speed on juice productivity

由圖4可知，離心轉(zhuǎn)速的大小對(duì)VC含量影響不大，但對(duì)出汁率影響較明顯。隨著轉(zhuǎn)速加大，出汁率逐漸上升，在4000r/min達(dá)到最大，但在此轉(zhuǎn)速下的得到的果汁色澤相對(duì)較深，綜合取汁后的效果，離心轉(zhuǎn)速為3000r/min更加適合。

離心時(shí)間的影響：在上述相同的處理?xiàng)l件下，采用3000r/min離心10～40min后得到原汁，其出汁率和VC含量變化見(jiàn)圖5。

圖5 離心時(shí)間對(duì)取汁效果的影響Fig.5 Effect of centrifugation time on juice productivity

由圖5可看出，離心時(shí)間對(duì)獼猴桃汁的出汁率和VC含量影響不大，在20min時(shí)相對(duì)較好。

2.5 冷凍破壁離心取汁工藝的正交試驗(yàn)分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇A冷凍溫度(－10、－14、－18℃)、B冷凍時(shí)間(10、14、18h)、C離心分離的轉(zhuǎn)速(2000、3000、4000r/min) 3個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，以出汁率和VC含量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，篩選冷凍破壁離心取汁的最佳工藝條件，見(jiàn)表3。

表3 L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Orthogonal array design layout and experimental results

從表3可以看出，出汁率和VC含量?jī)芍笜?biāo)的極差大小決定因素的主次順序不同，從出汁率指標(biāo)分析，因素主次順序?yàn)锳＞C＞B，取汁的最佳工藝為A3C2B1，但是A2與A3相差很??；從VC含量指標(biāo)分析，因素主次順序?yàn)锽＞A＞C，取汁的最佳工藝為B1A2C1，但是C1與C2相差很小。綜合考慮各項(xiàng)指標(biāo)，確定最佳取汁工藝為A2B1C2，即在－14℃的條件下冷凍10h、30℃解凍30min、3000r/min離心過(guò)濾制取獼猴桃原汁效果最好。

表4 正交試驗(yàn)方差分析表Table 4 Variance analysis for juice productivity with different process conditions

由表4的方差分析可知，冷凍溫度對(duì)出汁率的影響極顯著(P＜0.01)，離心轉(zhuǎn)速對(duì)出汁率的影響顯著(P＜0.05)，冷凍時(shí)間對(duì)VC含量的影響顯著(P＜0.05)。

3 結(jié) 論

獼猴桃冷凍破壁離心取汁工藝在出汁率、果汁VC含量、透光率以及色澤方面都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)榨汁工藝?？刂偏J猴桃切片厚度為0.6cm，在－14℃的條件下冷凍10h，30℃解凍30min，3000r/min離心20min，100目過(guò)濾，可以得到較為澄清的獼猴桃原汁。

冷凍破壁離心取汁法是在微觀水平利用凍結(jié)產(chǎn)生的機(jī)械力破壞組織細(xì)胞壁，從而有利于組織汁液的釋放，因此可提高出汁率，減少果膠物質(zhì)的溶出和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失[17]。采用冷凍破壁離心工藝制取獼猴桃果汁符合“綠色、營(yíng)養(yǎng)、環(huán)保、健康”要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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Production of Kiwifruit Juice by Freezing and Thawing for Cell Wall Disruption and Centrifugation

WU Shu-qing，DONG Ming*，WANG Qiang，LIU Yan-juan
(College of Tea and Food Science and Technology, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China)

TS255.44

A

1002-6630(2010)18-0055-04

2009-12-14

吳樹(shù)青(1984—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程。E-mail：shu789@163.com

*通信作者：董明(1958—)，男，副教授，碩士，研究方向?yàn)楣呒庸づc貯運(yùn)技術(shù)。E-mail：dongm58@163.com