無(wú)籽梨與雪花梨果汁加工性能的比較

趙玉華，高海生*，趙京獻(xiàn)

(1河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院，河北秦皇島，066600;2河北省林業(yè)科學(xué)院)

我國(guó)梨多以鮮食為主，只有極少量用于加工，每年約有占總產(chǎn)量30%的果實(shí)被廉價(jià)銷售或腐爛損耗，造成了極大的浪費(fèi)，因此對(duì)梨果進(jìn)行深加工勢(shì)在必行［3，4］。國(guó)際市場(chǎng)方面，到2020年，全球果汁及碳酸飲料將增至730億升［5］。據(jù)此推斷，未來(lái)中國(guó)果汁行業(yè)的發(fā)展空間非常廣闊，與此同時(shí)梨果汁也具備了非常好的投資優(yōu)勢(shì)。

無(wú)籽梨是梨的新品種，僅有軟核果心，無(wú)籽，故在梨果的深加工中無(wú)需去核處理，減少了果肉與空氣的接觸時(shí)間，提高了果實(shí)的利用率，有效地控制梨果加工中的褐變，可降低梨果的加工成本。為此，筆者以雪花梨作對(duì)照，對(duì)無(wú)籽梨果汁加工性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以期為無(wú)籽梨的深加工提供參考。

1 材料與方法

1．1 材料與儀器設(shè)備

1．1．1 實(shí)驗(yàn)材料與輔料 雪花梨(市售)、無(wú)籽梨(園藝工作者培育的新品種)、果膠酶(市售)、抗壞血酸(分析純)、明膠(市售)、單寧(市售)。

1．1．2 實(shí)驗(yàn)儀器 JJ-2打漿機(jī)，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司生產(chǎn);SPX-250B-Z恒溫培養(yǎng)箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠生產(chǎn);721分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn);SHD-Ⅲ真空泵，保定高新區(qū)陽(yáng)光科教儀器廠生產(chǎn)。

1．2 實(shí)驗(yàn)方法

1．2．1 梨果汁加工工藝流程

選果→洗果→破碎→護(hù)色→打漿→酶解→榨汁→澄清(護(hù)色)→過(guò)濾→調(diào)配(糖酸)→殺菌→裝罐→殺菌

1．2．2 選果和洗果 為了不影響果汁飲料的色、香、味，防止微生物污染，選擇無(wú)病蟲害，八九成熟的雪花梨和無(wú)籽梨［6］，在利用殘次果加工時(shí)去掉腐爛部分。用流動(dòng)水漂洗果實(shí)表面污物［7］。

1．2．3 破碎、護(hù)色、打漿 將洗凈的果實(shí)進(jìn)行切碎處理，碎塊大小以2～3 mm為宜，碎塊過(guò)大或過(guò)小都降低原料的出汁率［8］;為防止褐變，選用不同濃度的抗壞血酸作為護(hù)色劑進(jìn)行護(hù)色，以不添加護(hù)色劑為對(duì)照(ck)，將快速切碎的梨果塊放入打漿機(jī)，按上述實(shí)驗(yàn)方案在梨果打漿時(shí)加入不同數(shù)量的護(hù)色劑，觀察果漿的色澤變化［9］。

1．2．4 最佳酶解條件的確定 進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)以確定適宜的果膠酶用量、酶解溫度和酶解時(shí)間，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行3因素4水平正交實(shí)驗(yàn)［10，11］。以梨果出汁率作為酶解的效果指標(biāo)，同時(shí)以梨果破碎后不加果膠酶處理作為對(duì)照，并以雪花梨作對(duì)比。

1．2．5 澄清與過(guò)濾 采用冷凍澄清、果膠酶澄清和明膠、單寧澄清3種澄清方法進(jìn)行對(duì)比，以確定最佳澄清方法［13，14］。澄清結(jié)束后用真空泵進(jìn)行抽慮。

①冷凍澄清 將果汁在冰箱冷凍室內(nèi)凍結(jié)，凍結(jié)溫度為－5～－1℃。冷凍可改變果汁中膠體性質(zhì)，使果汁在解凍時(shí)形成沉淀［15］。

②果膠酶澄清 將果膠酶混入果汁中，使果汁中果膠酶的質(zhì)量濃度為0．5 g/L，攪拌15～30 min，于50℃保持1 h，然后每隔0．5 h檢測(cè)一次澄清效果。檢測(cè)方法為:取1份果汁與2份體積分?jǐn)?shù)為0．95的酒精混合，輕輕上下倒置3次，靜置15 min，如有膠凝或絮狀物則果汁中仍有果膠［16～18］。在澄清過(guò)程中由于溫度較高易發(fā)生褐變，因此在選出最佳酶用量后，用不同濃度的抗壞血酸來(lái)進(jìn)行二次護(hù)色實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)透光率與吸光度以確定果膠酶澄清條件與最佳抗壞血酸用量［19］。

③明膠、單寧澄清 取預(yù)測(cè)果汁數(shù)份，每份100 mL，均加入定量單寧和明膠，使果汁中明膠的質(zhì)量濃度分別 0．2，0．4，0．6，0．8，1．0 g/L，果汁中單寧的質(zhì)量濃度分別為 0．1，0．2，0．3，0．4，0．5 g/L。同時(shí)以不加明膠、單寧為對(duì)照。加入時(shí)必須先加單寧，然后在充分?jǐn)嚢柘滦煨旒尤朊髂z，以起穩(wěn)定作用。然后將果汁于10℃下靜置10 h，使膠體凝聚沉淀。溫度過(guò)高則會(huì)引起沉淀緩慢，溫度過(guò)低會(huì)造成渾濁現(xiàn)象［20］。由于澄清過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)，與空氣接觸多易發(fā)生褐變，因此在選出最佳明膠單寧用量后，用不同濃度的抗壞血酸來(lái)進(jìn)行二次護(hù)色實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)透光率與吸光度以確定澄清條件和護(hù)色效果［21］。

1．2．6 調(diào)配 用手持測(cè)糖儀檢測(cè)過(guò)濾后的果汁中可溶性固形物含量，用酸堿滴定法檢測(cè)果汁酸度(以檸檬酸算)。調(diào)糖酸后，進(jìn)行感官鑒評(píng)，選出最佳糖酸比［22］。

1．2．7 殺菌 高溫(93±2)℃瞬時(shí)(30 s)滅菌與紫外殺菌(殺菌15 min［23］)相結(jié)合。

表1 抗壞血酸對(duì)梨果漿的護(hù)色效果

2 結(jié)果與分析

2．1 打漿過(guò)程中護(hù)色條件的確定

破碎打漿是提高梨果汁出汁率的一道重要工序，也是最容易發(fā)生褐變的階段。將梨切塊后馬上加入不同數(shù)量的抗壞血酸，然后打漿。結(jié)果表明:無(wú)籽梨果汁中抗壞血酸的質(zhì)量濃度為0．6 g/L，雪花梨果汁中抗壞血酸的質(zhì)量濃度為0．8 g/L，可抑制褐變的發(fā)生(表1)。此過(guò)程由于無(wú)籽梨無(wú)需去核，與空氣接觸時(shí)間短，所以防褐變效果較好。

2．2 果膠酶酶解條件對(duì)梨果實(shí)出汁率的影響

果膠酶的作用是分解果膠，通過(guò)細(xì)胞間原果膠部分的分解，果漿的結(jié)構(gòu)還保持一定的程度，這樣有利于果漿的壓榨，提高出汁率［24］。分別從A果膠酶添加量、B酶解溫度和C酶解時(shí)間幾個(gè)方面進(jìn)行研究。結(jié)果表明，果漿中果膠酶添加量為0．1 g/L時(shí)出汁率相對(duì)較高，較適宜的酶解溫度為30～40℃，酶解2～3 h出汁率較高(圖1～圖3)。根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果制定正交實(shí)驗(yàn)的因素和水平(表2)。

在梨果汁提取過(guò)程中，梨果破碎后未用果膠酶處理而直接榨汁的原料利用率低，雪花梨的出汁率只有76．1%，無(wú)籽梨的出汁率只有74．2%;而經(jīng)過(guò)果膠酶處理的果漿出汁率顯著提高。說(shuō)明影響梨果漿酶法液化效果的主次因素是:B＞A＞C，即酶解溫度＞果膠酶用量＞酶解時(shí)間(表3，表4)。

考慮果膠酶的價(jià)格高以及生產(chǎn)成本問(wèn)題，無(wú)籽梨和雪花梨在酶濃度為0．1 g/L的時(shí)候效果最好(表3，表4)。雪花梨和無(wú)籽梨的最佳酶解工藝條件為:酶用量均為0．1 g/L，酶解溫度40℃，酶解時(shí)間為2 h與2．5 h。進(jìn)一步試驗(yàn)表明，雪花梨果漿在A3B2C2最佳酶解條件下進(jìn)行酶解，可使出汁率達(dá)87．5%，比不用果膠酶處理而直接榨汁的出汁率提高了11．4個(gè)百分點(diǎn)(表3);無(wú)籽梨果漿在A3B2C2最佳酶解條件下進(jìn)行酶解，可使出汁率達(dá)85．2%，比破碎后不用果膠酶處理而直接榨汁的出汁率提高了11．0個(gè)百分點(diǎn)(表4)。

圖1 果膠酶添加量對(duì)梨出汁率的影響

圖2 酶解溫度對(duì)梨出汁率的影響

圖3 酶解時(shí)間對(duì)梨出汁率的影響

表2 果膠酶酶解梨汁的試驗(yàn)因素和水平

表3 果膠酶酶解條件對(duì)雪花梨出汁率的影響

2．3 最佳澄清處理?xiàng)l件的確定

2．3．1 明膠、單寧澄清最佳條件的確定

①明膠單寧最佳使用量的確定 壓榨出的果汁本身就含有少量的單寧，單寧和明膠反應(yīng)可形成明膠單寧酸鹽絡(luò)合物，隨著絡(luò)合物的沉淀，果汁中的懸浮顆粒被纏繞也隨之沉淀。但如果明膠過(guò)量，不僅會(huì)妨礙聚集過(guò)程，反而能保護(hù)和穩(wěn)定膠體，其本身形成一種膠態(tài)溶液，從而影響果汁的澄清效果。結(jié)果表明，雪花梨果汁和無(wú)籽梨果汁的最佳澄清效果均為明膠0．4 g/L，單寧0．2 g/L(表7)。

表4 果膠酶酶解條件對(duì)無(wú)籽梨出汁率的影響

②明膠單寧法澄清過(guò)程中的護(hù)色 由于明膠單寧澄清法處理時(shí)間長(zhǎng)，在澄清的過(guò)程中容易發(fā)生褐變，因此在此過(guò)程中加抗壞血酸以抑制褐變的發(fā)生。結(jié)果表明，雪花梨果汁中抗壞血酸質(zhì)量濃度為0．1 g/L時(shí)就能較好地防止褐變，而無(wú)籽梨果汁中抗壞血酸質(zhì)量濃度為0．2 g/L的時(shí)候能較好地防止褐變(表8)。但用明膠單寧法澄清后，雪花梨果汁清亮透明，而無(wú)籽梨果汁呈較渾濁的黃白色。

表5 無(wú)籽梨酶解方差分析

表6 雪花梨酶解方差分析

表7 不同明膠單寧用量對(duì)梨汁澄清的影響

表8 不同濃度抗壞血酸對(duì)梨汁的護(hù)色效果

2．3．2 果膠酶澄清

①澄清時(shí)間的確定 對(duì)于澄清果汁來(lái)說(shuō)，果汁中含有的果膠物質(zhì)會(huì)使果汁渾濁不清，并且還起著保護(hù)其他物質(zhì)的作用，阻礙果汁的澄清。加酶澄清是利用果膠酶制劑來(lái)水解果汁中的果膠物質(zhì)，使果汁中的其他物質(zhì)失去果膠的保護(hù)作用而共同沉淀，達(dá)到澄清的目的。將果膠酶混入果汁中，使果汁中果膠酶的質(zhì)量濃度為0．5 g/L，攪拌15 ～30 min，于45 ℃保持1 h，然后每隔30 min檢測(cè)1次澄清效果，以確定最佳酶解澄清時(shí)間。結(jié)果表明，雪花梨果汁中的果膠在1．5 h后即被完全水解，無(wú)籽梨果汁中的果膠在3 h后才被完全水解(表9)。

②果膠酶澄清過(guò)程的防褐變研究 結(jié)果表明，雪花梨在使用0．3 g/L抗壞血酸時(shí)護(hù)色效果較好，再加大抗壞血酸的濃度，護(hù)色效果無(wú)明顯改善(表10)。無(wú)籽梨本身酸度較高，加入抗壞血酸使得無(wú)籽梨果汁的pH值過(guò)低，降低酶的活性。因此隨著抗壞血酸濃度的加大，澄清效果受到影響，沉淀相對(duì)較多，透光率下降，故不適宜用抗壞血酸在果膠酶澄清過(guò)程進(jìn)行護(hù)色。

表9 果膠酶澄清時(shí)間的確定

表10 酶解澄清過(guò)程中不同質(zhì)量濃度抗壞血酸的護(hù)色效果

表11 梨汁冷凍澄清效果比較

2．3．3 冷凍法澄清 在－5～－1℃的溫度下將果汁進(jìn)行凍結(jié)。冷凍可改變果汁中膠體的性質(zhì)，使果汁在解凍時(shí)形成沉淀。結(jié)果表明，雪花梨冷凍澄清效果好(表11)。由于冷凍澄清溫度低，果汁基本沒(méi)發(fā)生褐變現(xiàn)象。

3 結(jié)論與討論

3．1 破碎打漿過(guò)程中的護(hù)色

雪花梨中加入抗壞血酸護(hù)色，其最佳質(zhì)量濃度為0．8 g/L;無(wú)籽梨中加入抗壞血酸護(hù)色，其最佳質(zhì)量濃度為0．6 g/L。在此過(guò)程中無(wú)籽梨的抗褐變能力相對(duì)較好。

3．2 酶解條件及出汁率

雪花梨和無(wú)籽梨最佳酶解條件分別是酶的質(zhì)量濃度均為0．1 g/L，酶解溫度為40℃，酶解時(shí)間為2 h與2．5 h。雪花梨最大出汁率為87．5%，無(wú)籽梨最大出汁率為85．2%。無(wú)籽梨的出汁率比雪花梨低。

3．3 最佳澄清條件

雪花梨采用冷凍澄清法效果最好，并無(wú)褐變發(fā)生。無(wú)籽梨采用0．5 g/L的果膠酶澄清3 h，并加入0．2 g/L的抗壞血酸護(hù)色，雖澄清效果稍好于冷凍澄清，但相對(duì)于冷凍澄清其褐變更不易控制，因此建議用冷凍澄清。

3．4 感觀

雪花梨果汁成品色澤呈淡黃色，無(wú)變色現(xiàn)象;清澈透明、晶亮、無(wú)混濁和沉淀。無(wú)籽梨果汁成品色澤呈黃白色，無(wú)變色現(xiàn)象;渾濁無(wú)沉淀。

無(wú)籽梨應(yīng)用在澄清果汁加工中具有不用去核、抗褐變能力較好等優(yōu)點(diǎn)，但存在出汁率較低，澄清較難，澄清效果不好等缺點(diǎn)。

3．5 討論

本次研究表明，無(wú)籽梨并不是很適合澄清果汁的加工，可以考慮用于渾濁果汁或者帶肉果汁的加工。梨果汁加工過(guò)程中褐變的控制、酶解條件的選擇、澄清方法的確定都有待于進(jìn)一步的研究改進(jìn)。

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