山楂枸杞復(fù)合果汁飲料澄清效果研究

李 木，楊雪艷*，杜 磊

（1.復(fù)旦大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，上海 200433；2.運(yùn)城學(xué)院 生命科學(xué)系，山西 運(yùn)城 044000）

山楂枸杞復(fù)合果汁飲料澄清效果研究

李 木1，楊雪艷1*，杜 磊2

（1.復(fù)旦大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，上海 200433；2.運(yùn)城學(xué)院 生命科學(xué)系，山西 運(yùn)城 044000）

以殼聚糖為澄清劑，研究了殼聚糖添加量、果蔬汁溶液pH值、澄清溫度和時(shí)間對(duì)山楂枸杞復(fù)合果蔬汁的澄清效果.單因素試驗(yàn)顯示：殼聚糖用量為0.6～0.75 g/L，復(fù)合果蔬汁pH值為2.5～3.5，澄清溫度為35～45℃，澄清時(shí)間為60～80 min時(shí)，復(fù)合果蔬汁的透光率和出汁率均達(dá)到峰值.通過正交試驗(yàn)獲得的最佳工藝條件為：殼聚糖用量0.75 g/L，澄清溫度為45℃，澄清時(shí)間為60 min，復(fù)合果蔬汁pH為3.5.以此工藝條件處理山楂枸杞復(fù)合果蔬汁透光率達(dá)到96.1%.

殼聚糖；山楂；枸杞；復(fù)合飲料；澄清

0 前言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們?cè)絹碓街匾暿称窢I(yíng)養(yǎng)與自身健康.對(duì)于飲料而言，人們不再只要求生津止渴，而是迫切需求飲料的多樣化、方便化、營(yíng)養(yǎng)化、功能化.果蔬汁飲料含有豐富的碳水化合物（主要是葡萄糖和果糖）、氨基酸、維生素和礦物質(zhì)等多種易為人體吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以其營(yíng)養(yǎng)性和功能性日益受到消費(fèi)者的青睞[1-2].

山楂和枸杞都含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，前人以山楂和枸杞為材料，研制出山楂枸杞復(fù)合果蔬汁的最佳配方，不僅口感好，且風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富[3-4].澄清是果汁生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一.殼聚糖作為一種天然高分子螯合劑，可與酸或酸性化合物結(jié)合形成聚陽離子電解質(zhì)，還可與溶液中的帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)、纖維素、果膠相互作用而將它們絮凝下來，同時(shí)殼聚糖分子中的乙?；€可通過氫鍵吸附果汁中的某些酚類化合物[5-6].筆者以殼聚糖為澄清劑，研究了殼聚糖添加量、果蔬汁溶液pH值、澄清溫度和時(shí)間對(duì)山楂枸杞復(fù)合果蔬汁的澄清效果，期望通過本研究，為山楂枸杞復(fù)合果蔬汁的開發(fā)提供切實(shí)的理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

山楂、枸杞（市售）；蒸餾水（自制）；殼聚糖：生物工程（上海）有限公司.

JYZ—A511型榨汁機(jī)：九陽股份有限公司；FA1104型電子分析天平：上海恒平科學(xué)儀器有限公司；UV762型紫外可見分光光度計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；PHS—3C型酸度計(jì)：金壇市榮華儀器制造有限公司；WY—IT型手持折光儀、HHS型數(shù)顯恒溫水浴鍋：天津華北實(shí)驗(yàn)儀器有限公司.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)工藝流程

1.2.2 復(fù)合果蔬汁的制取

按照冷桂華[4]、杜磊等[7]的試驗(yàn)結(jié)果制取和調(diào)配山楂枸杞復(fù)合果蔬汁，調(diào)配配方：枸杞原汁15%，山楂原汁 40%，白砂糖10%，檸檬酸 0.05%.按比例調(diào)配好后，攪拌混勻.

1.2.3 殼聚糖用量對(duì)復(fù)合果蔬汁澄清效果的影響

在多次預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別量取10 mL復(fù)合果蔬汁（pH 3.5）于 7支試管中，依次加入殼聚糖0.55 g/L、0.6 g/L、0.65 g/L、0.7 g/L、0.75 g/L、0.8 g/L和0.85 g/L，輕搖勻后在50℃的恒溫水浴鍋中靜置90min.計(jì)算出汁率、可溶性固形物含量和透光率，分析得出最佳殼聚糖用量[9].

1.2.4 復(fù)合果蔬汁的pH對(duì)復(fù)合果蔬汁澄清效果的影響

在多次預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，用5%的檸檬酸溶液將復(fù)合果蔬汁的 pH 分別 調(diào)至 2.5、2.8、3.0、3.5、3.8、4.0、4.5，分別量取上述不同pH值的復(fù)合果蔬汁各10mL于7支試管中，分別移取等量的最佳殼聚糖用量加入這7支試管中，輕搖勻后在50℃的恒溫水浴鍋中靜置90 min.計(jì)算出汁率、可溶性固形物含量和透光率，分析得出最佳pH值.

1.2.5 澄清溫度對(duì)復(fù)合果蔬汁澄清效果的影響

用5%的檸檬酸溶液將山楂枸杞復(fù)合果蔬汁的pH調(diào)至最適pH值.分別量取復(fù)合果蔬汁10mL于7支試管中，分別加入等量的最適殼聚糖用量，搖勻后，在多次預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別將這7支試管在 25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的恒溫水浴鍋中靜置90 min.計(jì)算出汁率、可溶性固形物含量和透光率，分析得出最佳澄清溫度.

1.2.6 澄清時(shí)間對(duì)復(fù)合果蔬汁澄清效果的影響

用5%的檸檬酸溶液將復(fù)合果蔬汁的pH調(diào)至最適pH值.分別量取10 mL于7支試管中，分別加入等量的最適殼聚糖用量，搖勻后將這7支試管在最適澄清溫度的恒溫水浴鍋中分別靜置30 min、40 min、50 min、60 min、70 min、 80 min、90 min.計(jì)算出汁率、可溶性固形物含量和透光率，分析得出最佳澄清時(shí)間.

1.2.7 正交試驗(yàn)

為了優(yōu)化山楂枸杞復(fù)合果蔬汁的工藝，根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以殼聚糖用量（A）、澄清溫度（B）、澄清時(shí)間（C）、復(fù)合果蔬汁pH值（D）為因素，設(shè)計(jì)了殼聚糖澄清山楂枸杞復(fù)合果蔬汁的4因素、3水平正交試驗(yàn).

1.3 數(shù)據(jù)測(cè)定方法

1.3.1 可溶性固形物含量的測(cè)定

采用手持折光儀直接測(cè)量.

1.3.2 澄清度的測(cè)定

采用分光光度法（722分光光度計(jì)）測(cè)定果汁的澄清度，即以蒸餾水作參比，比色杯厚1 cm，518 nm波長(zhǎng)下，測(cè)定果汁透光率，用透光率T（%）表示果汁的澄清度.

1.3.3 出汁率的測(cè)定

式中：P為出汁率，%；J為澄清汁質(zhì)量，g；W為混合果汁原漿質(zhì)量，g.

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖用量對(duì)復(fù)合果蔬汁澄清效果的影響

殼聚糖用量對(duì)復(fù)合果蔬汁透光率、出汁率的影響如圖1所示.結(jié)果分析如下：復(fù)合果蔬汁透光率、出汁率均隨著殼聚糖用量的增加，首先呈上升趨勢(shì)，達(dá)到一個(gè)峰值后呈下降趨勢(shì)，其中透光率在在殼聚糖的添加量為0.65～0.75 g/L區(qū)間達(dá)到峰值，出汁率在殼聚糖的添加量為0.6～0.7 g/L區(qū)間達(dá)到峰值.殼聚糖對(duì)復(fù)合果蔬汁澄清是因?yàn)槠浞肿觾?nèi)的羥殘基與復(fù)合果蔬汁中的果膠等陰離子物質(zhì)結(jié)合.起初結(jié)合程度隨殼聚糖用量的增加而增加，復(fù)合果蔬汁的透光率也逐漸增大，之后隨著殼聚糖用量的增加體系黏度增大，復(fù)合果蔬汁中懸浮的顆粒物質(zhì)難以沉降[10]，并且多余的殼聚糖又造成了復(fù)合果蔬汁的渾濁，從而使得復(fù)合果蔬汁的透光率有下降趨勢(shì).殼聚糖用量對(duì)可溶固形物含量影響不大，基本處于10%左右.

圖1 殼聚糖用量對(duì)復(fù)合果蔬汁透光率、出汁率的影響

2.2 復(fù)合果蔬汁pH值對(duì)澄清效果的影響

復(fù)合果蔬汁pH值對(duì)透光率、出汁率的影響如圖2所示.結(jié)果分析如下：隨著復(fù)合果蔬汁pH值不斷增大，使復(fù)合果蔬汁中果膠類物質(zhì)酸性減弱變得易與殼聚糖螯合，從而復(fù)合果蔬汁不斷被澄清，透光率呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)，pH值為2.8～3.5時(shí)，透光率維持在92.21%～94.07%之間.當(dāng)pH值繼續(xù)增大時(shí)，影響了殼聚糖分子中游離氨基的量及果膠等膠體類物質(zhì)所帶的電荷量[11-12]，使絮凝沉淀效果下降，復(fù)合果蔬汁的透光率又呈下降趨勢(shì).圖2顯示復(fù)合果蔬汁pH值也對(duì)出汁率有影響，出汁率變化趨勢(shì)先上升后下降，pH值為2.5～3.5時(shí)，出汁率維持在82.63%～84.68%之間.復(fù)合果蔬汁pH值對(duì)可溶固形物含量影響不大，基本處于10%左右.

圖2 復(fù)合果蔬汁pH值對(duì)透光率、出汁率的影響

2.3 澄清溫度對(duì)復(fù)合果蔬汁澄清效果的影響

澄清溫度對(duì)復(fù)合果蔬汁透光率、出汁率的影響如圖3所示.結(jié)果分析如下：隨著澄清溫度的不斷升高復(fù)合果蔬汁的透光率先呈上升趨勢(shì)，澄清溫度為35～45℃時(shí)透光率維持在90.37%～92.27%之間，之后透光率隨澄清溫度繼續(xù)升高又呈下降趨勢(shì).圖3顯示在40℃左右時(shí)復(fù)合果蔬汁的出汁率最高值為88.1%，高于或低于此溫度出汁率均下降，可溶性固形物含量并不隨澄清溫度的變化而變化，基本處于10%左右.

圖3 澄清溫度對(duì)復(fù)合果蔬汁透光率、出汁率的影響

2.4 澄清時(shí)間對(duì)復(fù)合果蔬汁澄清效果的影響

澄清時(shí)間對(duì)復(fù)合果蔬汁透光率、出汁率的影響如圖4所示.結(jié)果分析如下：當(dāng)澄清時(shí)間由30 min延長(zhǎng)到70 min時(shí)殼聚糖分子內(nèi)的游離羥基與復(fù)合果蔬汁中的果膠類物質(zhì)充分螯合而沉淀下來，使透光率不斷增大，當(dāng)澄清時(shí)間為70～80 min時(shí)，復(fù)合果蔬汁的透光率穩(wěn)定在92.87%～93.56%之間.之后隨澄清時(shí)間延長(zhǎng)透光率明顯下降.分析原因可能是由于澄清時(shí)間過長(zhǎng)使得部分沉淀物又重新溶解導(dǎo)致復(fù)合果蔬汁再次產(chǎn)生輕微渾濁.圖4顯示澄清時(shí)間對(duì)復(fù)合果蔬汁的出汁率影響與對(duì)透光率的影響差不多，隨時(shí)間的延長(zhǎng)先上升后又下降，在澄清時(shí)間為60～70 min時(shí)出汁率達(dá)到峰值.澄清時(shí)間對(duì)可溶性固形物含量影響不太明顯，其值基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，均在10%左右.

圖4 澄清時(shí)間對(duì)復(fù)合果蔬汁透光率、出汁率的影響

2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

上述單因素試驗(yàn)得到殼聚糖的用量、復(fù)合果蔬汁的pH值、澄清溫度、澄清時(shí)間4個(gè)因素的最適值或最適范圍，以此為依據(jù)進(jìn)行了4因素3水平的正交試驗(yàn).正交試驗(yàn)因素、水平見表1.

表1 殼聚糖澄清復(fù)合果蔬汁的的因素與水平

根據(jù)表 1所選因素、水平，選用 L9（34）正交試驗(yàn)表列出上述4因素3水平的試驗(yàn)過程，如表2所示.正交試驗(yàn)結(jié)果和極差值R顯示，殼聚糖澄清山楂枸杞復(fù)合果蔬汁試驗(yàn)中，4因素對(duì)澄清效果的影響程度從大到小依次為復(fù)合果蔬汁pH值＞澄清溫度＞殼聚糖用量＞澄清時(shí)間.最優(yōu)工藝組合為A3B3C1D3，即殼聚糖用量0.75 g/L，澄清溫度為45℃，澄清時(shí)間為60 min，復(fù)合果蔬汁pH為3.5.以此工藝條件處理山楂枸杞復(fù)合果蔬汁透光率達(dá)到96.1%，出汁率為87.6%，可溶性固形物含量10.8%.

3 結(jié)論

殼聚糖對(duì)山楂枸杞復(fù)合果蔬汁澄清的單因素試驗(yàn)研究表明：殼聚糖用量為0.6～0.75 g/L，復(fù)合果蔬汁pH值為2.5～3.5，澄清溫度為35～45℃，澄清時(shí)間為60～80min時(shí)，透光率、出汁率均較高.采用正交試驗(yàn)，得出殼聚糖對(duì)山楂枸杞復(fù)合果蔬汁澄清效果試驗(yàn)中，4因素對(duì)澄清效果的影響程度從大到小依次為：復(fù)合果蔬汁pH值＞澄清溫度＞殼聚糖用量＞澄清時(shí)間.最優(yōu)工藝組合為殼聚糖用量0.75 g/L，澄清溫度為 45℃，澄清時(shí)間為60 min，復(fù)合果蔬汁pH為3.5.以此工藝條件處理山楂枸杞復(fù)合果蔬汁透光率達(dá)到96.1%，出汁率為87.6%，可溶性固形物含量10.8%.

表2 L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果

［1］姜福林，張華，石太淵，等.果蔬飲料現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景調(diào)查研究報(bào)告［J］.遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003（6）:15-18.

［2］胡小松，李積宏，崔雨材.現(xiàn)代果蔬汁加工工藝學(xué)［M］.北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，1997:71-73.

［3］蔣其斌.枸杞汁保健泡騰沖劑的研制［J］.食品科技，2005（7）:60-62.

［4］冷桂華.枸杞山楂汁復(fù)合飲料的研制［J］.飲料工業(yè)，2008（12）:38-40.

［5］Knorr D.Recovery and utilization of chitin in food processing waste management［J］ .Food Technol，1991（1）:114-119.

［6］劉長(zhǎng)嵐，崔文新.甲殼素、殼聚糖及其衍生物在食品工業(yè)中應(yīng)用動(dòng)向的研究［J］.山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2003，18（2）:76-78.

［7］杜磊，王蕾.枸杞山楂復(fù)合果汁的澄清工藝條件研究［J］.飲料工業(yè)，2009（12）:10-14.

［8］王辰，嚴(yán)奉偉，黃學(xué)敏.殼聚糖對(duì)芹菜汁澄清效果的研究［J］.現(xiàn)代食品科技，2006，22（4）:96-98.

［9］劉成梅，游海.天然產(chǎn)物有效成分的分離與應(yīng)用［M］.北京:北京工業(yè)出版社，2003：20-40.

［10］王岸娜.殼聚糖澄清獼猴桃果汁及其澄清機(jī)理的探討［D］.無錫：江南大學(xué)，2004.

［11］林炎平.殼聚糖的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用［J］.化學(xué)工程師，1998，68:33-34.

［12］常德富，王江濤.殼聚糖的化學(xué)改性及其應(yīng)用［J］.日用化學(xué)工業(yè)，2006，36（4）:243-246.

STUDY ON CLARIFICATION PROCESSOF COMPOUND BEVERAGE CONTAINING HAWTHORN ANDWOLFBERRY

LIMu1,YANG Xue-yan1,DU Lei2
（1.School of life Sciences,Fudan University,Shanghai 200433,China；2.Department of Life Sciences，Yuncheng University，Yuncheng 044000，China）

In this paper，we studied the effects of chitosan amount，pH value，clarification temperature，and time on the clarification effect of a compound beverage containing haw thorn and medlar.Single factor experiments showed that the transm ittance and the juice yield of the compound beverage reached the peak value under the conditions of chitosan amount 0.6 to 0.75 g/L，pH 2.5 to 3.5，clarification temperature 35 to 45 ℃ and time 60 to 80 minutes.The optimum conditions were obtained through the orthogonal experiments，and the optimum conditions were as follows:chitosan amount 0.75 g/L，clarification temperature 45 ℃，time 60 m inutes and pH 3.5.Under the optimum conditions，the transm ittance of the compound beverage reached 96.1%

chitosan； haw thorn； medlar； compound beverage； clarification

TS 275.5

B

1673-2383（2012）02-0070-04

http://www.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20120427.1359.016.html

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2012-04-27 01:59:37 PM

2011-09-27

山西省青年科技研究基金（2011021031）

李木（1982-），男，貴州貴陽人，碩士研究生，研究方向?yàn)樯锛夹g(shù).

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