紅棗渾濁汁貯藏過程中渾濁穩(wěn)定性的研究

馬婷婷，黃瑞蕊，田呈瑞，*，孫翔宇，梁 濤，黃 微

（1.陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安 710062；2.西北大學(xué)化工學(xué)院，陜西西安710069）

紅棗（Zizyphus Jujube Mill），又名中華大棗、棗、華棗、鼠李科棗屬植物棗樹果實(shí)，原產(chǎn)我國(guó)，在我國(guó)已有4000多年的栽培史。紅棗屬藥食同源食物，富含維生素、蛋白質(zhì)、糖類、皂苷、礦物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)和生物堿等，營(yíng)養(yǎng)豐富，還具有很強(qiáng)的醫(yī)療保健作用[1]。紅棗汁因其營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味濃郁而受到人們的喜愛，在紅棗渾濁汁中出現(xiàn)沉淀被看作是一種質(zhì)量缺陷，不僅影響了產(chǎn)品外觀及產(chǎn)品的貨架期，而且降低了產(chǎn)品的商業(yè)價(jià)值，已成為制約紅棗渾濁汁發(fā)展和棗汁品質(zhì)提高的關(guān)鍵技術(shù)問題[2-4]。紅棗渾濁汁中含有較多的果膠、蛋白質(zhì)和酚類物質(zhì)形成的懸浮顆粒，其渾濁穩(wěn)定性的保持是困擾食品研究者的一大難題[5-6]。在渾濁果汁中，往往有一些大分子物質(zhì)形成的懸浮顆粒，這些大分子會(huì)在果汁加工后期或存放過程中逐漸沉淀下來。大分子物質(zhì)主要有：酚類物質(zhì)、蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等。渾濁棗汁中多酚類物質(zhì)相對(duì)較多，酚類物質(zhì)在棗汁加工過程中雖然沒有直接氧化聚合，但在貯藏過程中隨著褐變反應(yīng)的進(jìn)行會(huì)逐漸出現(xiàn)渾濁，是破壞渾濁棗汁渾濁穩(wěn)定性的原因之一。同時(shí)，渾濁棗汁中蛋白質(zhì)也會(huì)與酚類物質(zhì)發(fā)生作用，破壞其渾濁穩(wěn)定性。果膠物質(zhì)在棗汁中含量也相對(duì)較高，一方面，果膠可對(duì)棗汁中殘存的果肉顆粒等細(xì)小懸浮物起保護(hù)作用，另一方面也會(huì)與蛋白質(zhì)、酚類物質(zhì)、細(xì)胞壁碎塊等形成懸浮膠粒。但當(dāng)這些膠粒物質(zhì)出現(xiàn)在棗汁加工過程中，由于熱處理或者添加電解質(zhì)物質(zhì)常引起電荷中和，導(dǎo)致微粒的凝集，會(huì)破壞渾濁棗汁渾濁穩(wěn)定性，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。除上述因素外，微生物、阿拉伯聚糖、單寧和金屬離子的存在也可能破壞渾濁棗汁渾濁穩(wěn)定性[7]，但這方面研究較少，而多酚和蛋白質(zhì)存在及其相互作用則是最重要的影響因素。本文研究了渾濁棗汁在貯藏期間可溶性蛋白含量、多酚含量、澄清度、濁度、可溶性固形物、褐變指數(shù)的變化情況，旨在探索影響渾濁穩(wěn)定性的因素，以及為改善其穩(wěn)定性提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅棗 產(chǎn)自陜北榆林，選用新鮮的、大小均一、成熟度好、無機(jī)械損傷的原料，放置于-20℃的冰箱中保存?zhèn)溆茫豢捡R斯亮藍(lán)G-250、牛血清白蛋白（BSA）、半乳糖醛酸（GA） 國(guó)藥集團(tuán)；磷酸、95%乙醇、蒸餾水、活性炭、沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)樣品、碳酸鈉、濃硫酸、氫氧化鈉 天津天力；以上試劑均為分析純。

BS200S-WEl電子分析天平 北京賽多利斯；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海?，?；電熱恒溫箱 上海杜普儀器；打漿機(jī) 美國(guó)ACA公司；LXJ-II B型高速離心機(jī) 上海安亭；濁度儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司；751-GD型紫外可見光分光光度計(jì) 上海分析儀器廠；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋 國(guó)華電器有限公司；WYT-4手持糖量計(jì) 吳州中友光學(xué)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 棗汁的制備 新鮮紅棗→篩選除雜→清洗→浸泡→去核→預(yù)煮→打漿→提汁→冷卻→棗汁。

1.2.2 濁度的測(cè)定 打漿、離心后的棗汁用濁度計(jì)測(cè)定其濁度，間隔一定時(shí)間取瓶頂部棗汁按文獻(xiàn)[8]測(cè)定，濁度單位以NTU表示。

1.2.3 可溶性蛋白的測(cè)定[9]準(zhǔn)確移取1mL經(jīng)活性炭脫色后的果汁置于試管中，加入2.0mL考馬斯亮藍(lán)G250溶液，用蒸餾水定容至4.0mL，搖勻，在室溫下反應(yīng)10min，以空白（不加果汁）溶液做參比溶液，于595nm波長(zhǎng)處測(cè)定可溶性蛋白含量，結(jié)果以牛血清蛋白等價(jià)表示。牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度梯度：0.0、10.4、20.8、31.2、41.6、52.0、62.4、72.8μg/mL。

1.2.4 總酚的測(cè)定 用移液槍準(zhǔn)確量取1mL制備好的樣品溶液于10mL容量瓶中，加入6mL蒸餾水，0.5mL福林試劑和1.5mL 20%碳酸鈉溶液，用水定容至刻度，混勻，75℃下反應(yīng)10min，冷卻，于760nm波長(zhǎng)下比色，測(cè)定吸光度。以Folin-ciocalteu法[10-11]于760nm下比色測(cè)定總酚含量，結(jié)果以沒食子酸等價(jià)表示。沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度梯度：0、200、400、600、800、1000、1200mg/L。

1.2.5 可溶性固形物含量的測(cè)定[12]用手持糖度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，每份樣品重復(fù)三次，取平均值，結(jié)果以°Brix表示。

1.2.6 澄清度測(cè)定[13]把紅棗渾濁汁用蒸餾水稀釋到10°Brix，用紫外可見分光光度計(jì)，1cm厚比色皿，以蒸餾水作參比，在660nm波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度，以透光率表示棗汁澄清度。

1.2.7 褐變指數(shù)測(cè)定 測(cè)定步驟參照文獻(xiàn)[14]。

1.2.8 統(tǒng)計(jì)分析 采用Origin 7.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅棗渾濁汁在貯藏期間濁度的變化

從圖1可以看出，貯藏初期，棗汁濁度迅速下降，4℃和25℃貯藏的棗汁濁度下降較為明顯，4℃貯藏的棗汁濁度從124NTU下降到101NTU，25℃貯藏的棗汁濁度從127NTU下降到112NTU，隨著貯藏的進(jìn)行，棗汁的濁度呈現(xiàn)一段穩(wěn)定的趨勢(shì)，這是因?yàn)橘A藏初期棗汁中相對(duì)大的顆?？焖倬奂鲁?，造成濁度的迅速下降，隨著留在上部的大的顆粒數(shù)目的減小，顆粒下沉的速率降低，或者由于新的小的顆粒的逐漸產(chǎn)生，濁度的下降逐漸趨緩并呈一段穩(wěn)定趨勢(shì)。還可看出溫度對(duì)紅棗濁汁的濁度影響較大，在貯藏前10d內(nèi)，25℃下棗汁的濁度最大，貯藏10d后，37℃貯藏條件下的棗汁濁度最大，4℃貯藏條件下的棗汁濁度最小，原因可能是溫度越高，蛋白質(zhì)分子越伸展，疏水性基團(tuán)暴露越多，有利于蛋白質(zhì)和多酚通過疏水鍵相互作用，使?jié)岫仍黾覽15-16]；同時(shí)單寧酸在較高溫度下也容易暴露更多部位，有效地與蛋白質(zhì)結(jié)合并且導(dǎo)致濁度的增加。此外，在37℃貯藏的棗汁濁度在貯藏后期呈上升趨勢(shì)，這是因?yàn)椋?7℃時(shí)果汁的褐變較強(qiáng)，酚類的氧化聚合最劇烈，很可能由此而產(chǎn)生比其他溫度下更多的深色色素顆粒，不但影響了棗汁的顏色（見圖6），而且增加了棗汁的濁度。由此可知，貯藏溫度越高，果汁濁度越大。并且渾濁紅棗汁在貯藏后期濁度基本呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，紅棗汁濁度增加，這與Siebert KJ的報(bào)道一致[17-19]。

圖1 貯藏時(shí)間和溫度對(duì)紅棗渾濁汁濁度的影響Fig.1 Effect of storage time and temperature on the turbidity of cloudy Jujube juices

2.2 紅棗渾濁汁在貯藏期間可溶性蛋白的變化

由圖2可知，紅棗渾濁汁在貯藏過程中可溶性蛋白含量呈下降趨勢(shì)，這可能是由于棗汁懸浮物沉降過程中蛋白質(zhì)被一起吸附沉淀[20]。貯藏前期，可溶性蛋白含量迅速下降，隨著貯藏的進(jìn)行，可溶性蛋白含量減少緩慢，在貯藏后期可溶性蛋白含量變化不大。此外，由圖2還可看出，貯藏溫度對(duì)可溶性蛋白含量的影響較為明顯。4℃貯藏條件下棗汁的可溶性蛋白含量明顯高于25℃和37℃貯藏條件下的含量。

圖2 貯藏時(shí)間和溫度對(duì)紅棗渾濁汁可溶性蛋白的影響Fig.2 Effect of storage time and temperature on the soluble protein of cloudy Jujube juices

2.3 紅棗渾濁汁在貯藏期間總酚的變化

從圖3可以看出，紅棗渾濁汁在貯藏過程中總酚含量是逐漸下降的，在貯藏前期，總酚下降的速度較快，在貯藏后期，總酚含量趨于穩(wěn)定。由圖3還可以看出，貯藏溫度對(duì)總酚影響較大，總酚含量與貯藏溫度基本成正相關(guān)，4℃時(shí)總酚含量最低，37℃時(shí)總酚含量最高，這是因?yàn)闇囟雀哂欣诰酆?，所以生成的聚合物較多，因此，貯藏溫度高，生成的酚類聚合物越多。

圖3 貯藏時(shí)間和溫度對(duì)紅棗渾濁汁總酚的影響Fig.3 Effect of storage time and temperature on the total phenol of cloudy Jujube juices

2.4 紅棗渾濁汁在貯藏期間可溶性固形物的變化

從圖4可以看出，紅棗渾濁汁中可溶性固形物含量在貯藏前20d略有波動(dòng)，貯藏后期趨于穩(wěn)定。從37℃的數(shù)據(jù)可以明顯看出這一變化，貯藏第1d紅棗渾濁汁的可溶性固形物約為9.2°Brix，第2d為9.15°Brix，第6d為9.23°Brix，第8d為9.16°Brix，第12d為9.21°Brix。此外還可看出不同溫度下紅棗濁汁的可溶性固形物變化不大。

圖4 貯藏時(shí)間和溫度對(duì)紅棗渾濁汁可溶性固形物的影響Fig.4 Effect of storage time and temperature on the soluble solids of cloudy Jujube juices

2.5 紅棗渾濁汁在貯藏期間澄清度的變化

從圖5可以看出，紅棗渾濁汁在貯藏過程中的前10d透光率均有小幅上升，這可能是由于棗汁中大分子懸浮物的沉淀和聚合使得透光率增大[21]。還可以看到在37℃貯藏的棗汁在貯藏后期的透光率逐漸下降，并且透光率明顯低于4℃和25℃時(shí)的透光率。當(dāng)貯藏溫度為4℃時(shí)，棗汁的透光率明顯高于25℃和37℃，因此可以得到：貯藏溫度越高紅棗渾濁汁透光率越低，并且在貯藏前10d，紅棗渾濁汁的透光率明顯增大；貯藏50d以后，透光率呈下降趨勢(shì)。

圖5 貯藏時(shí)間和溫度對(duì)紅棗渾濁汁澄清度的影響Fig.5 Effect of storage time and temperature on the clarity of cloudy Jujube juices

2.6 紅棗渾濁汁在貯藏期間褐變指數(shù)的變化

從圖6可以看出，紅棗渾濁汁在貯藏過程中褐變指數(shù)呈上升勢(shì)，在4℃貯藏時(shí)的褐變指數(shù)變化較慢，在25℃變化很快，而在37℃則加速了這種變化過程，變化最快。由圖6可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，褐變指數(shù)不斷升高，并且隨著貯藏溫度的升高，褐變?cè)絹碓絿?yán)重，尤其到貯藏第67d時(shí)褐變較嚴(yán)重。這是因?yàn)楫?dāng)溫度升高時(shí)酚類的氧化聚合變得劇烈，很可能由此而產(chǎn)生比其他溫度下更多的深色色素顆粒，使得棗汁的褐變指數(shù)升高，并且會(huì)加深棗汁的顏色。貯藏過程中發(fā)生的褐變主要是非酶褐變，涉及到Maillard反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)、游離氨基酸的變化、維生素C降解及酚類化合物的氧化聚合[16]。

圖6 貯藏間褐變指數(shù)的變化Fig.6 Effect of storage time and temperature on the browning index of cloudy Jujube juices

3 結(jié)論與討論

溫度對(duì)紅棗濁汁的濁度影響較大，在貯藏前10d內(nèi)，25℃下棗汁的濁度最大；貯藏10d后，37℃貯藏條件下的棗汁濁度最大，4℃貯藏條件下的棗汁濁度最小?？扇苄缘鞍缀侩S貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)和貯藏溫度的升高而降低，貯藏溫度對(duì)可溶性蛋白含量的影響較為明顯?？偡雍侩S貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。紅棗渾濁汁中可溶性固形物含量在貯藏前20d略有波動(dòng)，貯藏后期趨于穩(wěn)定。貯藏溫度越高紅棗渾濁汁透光率越低，并且在貯藏前10d，紅棗渾濁汁的透光率明顯增大；貯藏50d以后，透光率呈下降趨勢(shì)。褐變指數(shù)隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)和貯藏溫度的升高呈上升趨勢(shì)；溫度對(duì)棗汁貯藏過程中穩(wěn)定性影響較大，貯存溫度越高，棗汁的渾濁穩(wěn)定性越差。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)4℃貯藏有利于其原有品質(zhì)的保持，有利于保持棗汁的渾濁穩(wěn)定性。而貯藏溫度越高、貯藏期越長(zhǎng)，渾濁棗汁濁度變大，透光率下降，褐變程度加劇，從而不利于保持棗汁的渾濁穩(wěn)定性，尤其是37℃貯藏的棗汁濁度最高，透光率最低，褐變程度最嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了棗汁的品質(zhì)及貯藏期；而4℃貯藏的棗汁的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于25℃和37℃，有利于渾濁棗汁原有品質(zhì)的保存，因此建議實(shí)際生產(chǎn)銷售中采用4℃貯藏，并且貯藏過程中要注意保持溫度的恒定。

本文通過對(duì)紅棗渾濁汁貯藏期間可溶性蛋白含量、總酚含量、澄清度、濁度、可溶性固形物、褐變指數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)的變化研究，初步探討了影響紅棗渾濁汁渾濁穩(wěn)定性的因素。但紅棗渾濁汁的渾濁穩(wěn)定性卻一直未得到徹底的解決，目前控制后混濁的研究主要集中在過濾澄清、酶解、超濾和吸附等方面，但是在實(shí)際生產(chǎn)上，混濁仍然是無法避免的，有許多問題值得深入研究：蛋白質(zhì)和多酚是如何聚合的；酚類是如何聚合的；具體的加工操作和貯藏條件對(duì)酚類聚合和其與蛋白質(zhì)的聚合有何影響。在渾濁穩(wěn)定性的研究中，目前紅棗渾濁汁渾濁穩(wěn)定性的機(jī)理仍不清晰，對(duì)濁汁的渾濁穩(wěn)定性仍需進(jìn)一步深入研究。

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