高色值脫農(nóng)殘濃縮蘋果汁的生產(chǎn)工藝*

夏秋敏，王小宏，孟永宏，劉穎平，賀小化，郭玉蓉，鄧紅

1(陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安，710062)2(天水長城果汁集團有限公司，甘肅天水，741024)

近年來，世界蘋果年貿(mào)易量大約維持在600萬t，年貿(mào)易額約30億美元左右;世界濃縮蘋果汁的消費逐年上升。我國蘋果及其濃縮汁生產(chǎn)呈快速發(fā)展趨勢，2007年蘋果鮮果價格走高，濃縮蘋果汁及原料價也攀至頂峰［1－3］。據(jù)統(tǒng)計，目前我國的蘋果年產(chǎn)量達到2 500多萬t，蘋果汁的產(chǎn)量也居世界首位，達116萬t。但果汁的質(zhì)量卻不盡如人意，常因微生物污染、農(nóng)藥殘留和添加劑使用過量等原因而使出口受阻，嚴(yán)重影響了濃縮蘋果汁的經(jīng)濟效益和社會效益［4－6］。特別是入世后，隨著果蔬汁在國際貿(mào)易中份額和全球消費量的增加，各國對其質(zhì)量和安全的關(guān)注與日俱增，歐美各國對濃縮蘋果汁的質(zhì)量要求更高。這就使得我國蘋果汁生產(chǎn)企業(yè)必須提高工藝技術(shù)水平，加強質(zhì)量監(jiān)測和診斷環(huán)節(jié)，減少影響濃縮蘋果汁產(chǎn)品質(zhì)量的因素。

研究表明［7－9］，生產(chǎn)原料是影響濃縮蘋果汁品質(zhì)的一個重要因素，所以把鮮果可能引入的有害因素降至最低是個關(guān)鍵。本研究應(yīng)用陜西師范大學(xué)食品學(xué)院與西安鼎合機械公司共同研制的冷破碎設(shè)備，在常溫下把經(jīng)過清洗分撿過的蘋果輸送至特別設(shè)計的渦輪式冷提取設(shè)備料斗中進行削皮、去籽、打漿，即在蘋果加工的初始階段起就徹底去除那些對果汁產(chǎn)品后續(xù)質(zhì)量有嚴(yán)重影響的成分，如果皮、果柄、果籽、木質(zhì)素等，實現(xiàn)了榨汁前蘋果皮與蘋果肉的分離，這樣榨汁后蘋果汁的色澤將更加清亮，并且能把引起蘋果汁褐變和后渾濁的一些物質(zhì)隔離開，極大地提高了蘋果汁的質(zhì)量。這種能夠在榨汁前同時分離蘋果皮、果核及果肉工藝，稱之為“榨前分離工藝”。

目前，中國蘋果汁加工行業(yè)各個工廠均出現(xiàn)產(chǎn)品滯銷，產(chǎn)量下降現(xiàn)象，急需更新工藝開發(fā)新產(chǎn)品，冷破碎設(shè)備的應(yīng)用將給企業(yè)帶來新思路，幫助企業(yè)走出困境，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。正是在這樣的前提背景下，本文研究了傳統(tǒng)工藝與榨前分離工藝對濃縮蘋果汁品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗原材料

紅富士蘋果，市售(洗凈后低溫冰箱貯藏備用)。

1.2 實驗設(shè)備、儀器與試劑

冷破碎設(shè)備，由陜西師范大學(xué)食品學(xué)院和西安鼎合機械公司共同研制。

電熱恒溫水浴鍋，北京科偉永鑫實驗儀器設(shè)備廠;可見分光光度計，尤尼柯(上海)儀器有限公司;光電濁度儀，上海珊科儀器廠;電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司;WAY-80阿貝折光儀，上海光學(xué)儀器五廠有限公司;精密pH計，上海精密科學(xué)儀器有限公司;磁力攪拌恒溫槽，北京惠城嘉儀科技有限公司;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司。

試驗中所用的標(biāo)準(zhǔn)品半乳糖醛酸，由美國Sigma公司生產(chǎn);咔唑、鹽酸羥胺、吡啶、氫氧化鈉、醋酸酐、鹽酸、冰乙酸、愈創(chuàng)木酚、乙醇、沒食子酸、抗壞血酸、Folin-Ciocalten試劑、無水碳酸鈉等，均為分析純。果漿酶SEB MASH(酶相對活力231U/mL)、果膠酶DP 200(酶相對活力207450AJDU/gm)、淀粉酶 AG 300(酶相對活力345U/gm)，印度 Advanced enzymes公司提供。

1.3 工藝流程

蘋果→揀選→清洗→破碎(傳統(tǒng)工藝與榨前分離工藝)→酶解→榨汁→過濾→蘋果汁

所有果汁樣品均稀釋至11.5°Brix進行指標(biāo)分析。

1.4 分析方法

1.4.1 蘋果汁色值、透光率等指標(biāo)的測定

蘋果汁的色值、透光率、可滴定酸等指標(biāo)的測定方法均參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18963－2003［10］進行。

1.4.2 果膠的測定

果膠含量的測定采用比色法，參照文獻［11］。

1.4.3 總酚的測定

總酚含量測定:將得到的蘋果汁樣品在3 000 r/min條件下離心15 min，然后取5mL的上清液加甲醇定容至50 mL后振搖5 min，再用濾紙過濾，濾液用Folin-酚法［12］測定果汁中的總酚含量，結(jié)果以沒食子酸含量計算。

1.4.4 農(nóng)殘的測定

本實驗主要測定了2種農(nóng)藥殘留敵百蟲和敵敵畏的含量。敵百蟲含量和敵敵畏含量的測定均采用氣相色譜法參照文獻［13］進行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 分析用標(biāo)準(zhǔn)曲線

按照1.4.2和1.4.3中方法分別繪制了測定果膠含量和總酚含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖1和圖2。

圖1 果膠測定用半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve for galacturonic acid

以半乳糖醛酸的濃度為橫坐標(biāo)，測得的吸光值為縱坐標(biāo)，制得果膠測定用標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為y=0.006 2x+0.058 1，R2=0.996。

以沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)，測得的吸光值為縱坐標(biāo)，制得測定總酚含量標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為y=0.078 4x+0.019 3，R2=0.996 4。

圖2 總酚測定標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 Standard curve for total Polyphenols determination

2.2 蘋果汁透光率、色值、可滴定酸測定結(jié)果

按照1.4.1的方法分別測定了不同工藝下蘋果汁的的透光率、色值、可滴定酸，結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同工藝果汁的透光率、色值、可滴定酸對比Fig.3 Comparison diagram of transmittance，color value and titratable acidity in different apple juice concentrate

如圖3所示，榨前分離工藝對果汁色值的影響比較顯著，對可滴定酸含量的影響較小，對果汁透光率的影響不顯著。

從試驗結(jié)果可以看出，2種工藝生產(chǎn)的果汁透光率都比較高，果汁樣品的澄清度均在合格范圍內(nèi)，證明了果皮、果核等物質(zhì)不是影響果汁透光率的主要因素。根據(jù)文獻報道，果汁的澄清度主要與澄清的方式有關(guān)，由于試驗采取超濾膜過濾的方式進行果汁的澄清工藝，因此榨前分離果汁的澄清度與傳統(tǒng)果汁無顯著差異。

圖3結(jié)果同時顯示，榨前分離濃縮蘋果汁的色值比傳統(tǒng)工藝濃縮蘋果汁的色值高出97.4%，說明榨前分離工藝可以明顯提高果汁的色值;而榨前分離濃縮果汁和傳統(tǒng)工藝濃縮果汁的酸度分別為2.36和2.61，榨前分離工藝使有機酸含量減少了10.6%，分析原因可能是果皮當(dāng)中含有的很多有機酸，如檸檬酸、蘋果酸、富馬酸等，在加工過程中隨果皮被分離，因此降低了果汁的酸度。

2.3 果膠和多酚含量的測定結(jié)果

果汁生產(chǎn)中前巴氏殺菌之后要進行酶解工藝，主要是在果漿中加入果膠酶和淀粉酶，目的是分解果膠和淀粉等物質(zhì)，減輕果汁的濁度，抑制果汁的二次渾濁［14］，果膠和多酚物質(zhì)作為果汁中的特征成分，其含量的多少對果汁品質(zhì)存在一定影響。

按照1.4.2和1.4.3所述的測定方法，不同工藝下蘋果汁中果膠和多酚含量的測定結(jié)果如圖4、圖5所示。

圖4 不同工藝濃縮蘋果汁中果膠含量對比Fig.4 Comparison diagram of pectin content in different apple juice concentrate

圖5 不同工藝濃縮果汁中多酚含量對比Fig.5 Comparison diagram of polyphenol content in different apple juice concentrate

從圖4可以看出，榨前分離濃縮果汁比傳統(tǒng)工藝濃縮果汁中的果膠含量少34.8%。分析其原因可能有:(1)果膠主要分布在果皮中，而果皮等物質(zhì)隨著榨前分離不能參與榨汁，從源頭上減少了果膠的含量;(2)果汁加工工藝過程中有酶解過程，通過果膠酶將果漿中的果膠物質(zhì)降解為半乳糖醛酸單體和其低聚物，因此存在于果汁中果膠被分解了。Sorrivas等人［15］發(fā)現(xiàn)，果膠分子可促進果膠和蛋白絮凝，會導(dǎo)致果汁出現(xiàn)渾濁和膠態(tài)懸浮的不穩(wěn)定現(xiàn)象，所以榨前分離工藝對果汁中果膠含量的降低有益于提高果汁的貯藏穩(wěn)定性。

從圖5可以看出，2種果汁中多酚含量都較高，傳統(tǒng)工藝濃縮果汁的多酚含量比榨前分離果汁多3.4%，Marinova等人報道了蘋果果皮中含有豐富的多酚類物質(zhì)［16］，Lea等人的研究表明，蘋果中得酚類化合物對于蘋果的顏色、味道、風(fēng)味等都有著重要影響，酚類物質(zhì)是果汁的重要營養(yǎng)成分［17］。大量研究也表明，果汁的褐變和后混濁均與多酚物質(zhì)的氧化有關(guān)。榨前分離工藝雖然減少了總酚含量，部分降低了果汁的營養(yǎng)，但是可以通過從果皮中提取多酚再添加到果汁中，強化其營養(yǎng)，也可避免加工過程中造成多酚損失的不良影響。

2.3 兩種農(nóng)殘的測定結(jié)果

目前有很多文獻報道了農(nóng)藥殘留對人類健康造成了威脅，許多人類疾病和中毒事件都是由農(nóng)藥殘留引發(fā)的，因此，控制和去除果汁中殘留的農(nóng)藥，是我國果汁加工企業(yè)必須解決的重大課題［18］。

按照1.4.4的方法即參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 761－2008［13］，采用氣相色譜法進行測定了2種農(nóng)藥殘留敵百蟲和敵敵畏的含量，見表1。

表1 不同工藝濃縮蘋果汁中2種農(nóng)藥殘留的測定結(jié)果Table 1 Determination results of two pesticide residue in different apple juice concentrate

從表1可以看出，蘋果汁中檢測出了敵百蟲和敵敵畏2種，這與原料蘋果生長期間所使用的農(nóng)藥有關(guān)。表1中數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)工藝濃縮果汁中的農(nóng)藥殘留為1.560 mg/kg，榨前分離濃縮蘋果汁中的農(nóng)藥殘留為0.234 mg/kg，比傳統(tǒng)工藝濃縮果汁農(nóng)藥殘留降低了85%，其中敵百蟲殘留降低了61.7%，敵敵畏殘留降低了86.9%。從食品安全的角度看，榨前分離濃縮果汁的食用安全性高于傳統(tǒng)工藝果汁，這說明榨前分離工藝可有效地降低果汁中的農(nóng)藥殘留。

3 結(jié)論

(1)榨前分離工藝與傳統(tǒng)工藝比較，蘋果汁的色值升高了97.41%;且蘋果汁的果膠含量減少了34.8%，可緩解后混濁問題，使果汁后期的貯藏穩(wěn)定性提高。

(2)榨前分離工藝與傳統(tǒng)工藝比較，果汁的多酚含量減少了3.4%，可避免果皮中的多酚物質(zhì)對果汁品質(zhì)造成影響，緩解濃縮果汁酶促褐變、非酶褐變等現(xiàn)象。

(3)榨前分離工藝使蘋果汁中的農(nóng)藥殘留大大降低，極大地提高了蘋果汁的食用安全性。

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