柿子脫澀新工藝及其影響因素研究

董文賓, 周 悅, 修秀紅

(1.陜西科技大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院， 陜西 西安 710021； 2.山東福田藥業(yè)有限公司， 山東 禹城 251200)

0 引言

柿子屬準(zhǔn)果仁類、柿科(Ebenaceae)柿屬(Diospyros L．f．)植物，原產(chǎn)我國華中、華北一帶，距今已有三千多年栽培歷史[1].我國柿子品種很多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已達(dá)800余種，其產(chǎn)量也僅次于蘋果、梨、柑橘，居全國各類果品產(chǎn)量的第四位[2].

柿子不但營養(yǎng)豐富，而且柿子的果實(shí)及其加工制品還具有抗動(dòng)脈硬化、預(yù)防心血管疾病等藥用價(jià)值[3].柿子除鮮食外，還可加工成品種繁多的柿制品，如柿餅、柿干、柿粉、柿子酒及柿子醋等[4].因此，在盛產(chǎn)柿子地區(qū)發(fā)揮其資源優(yōu)勢(shì)，開展深加工具有重大意義.但目前柿果深加工環(huán)節(jié)仍受到鮮柿的貯運(yùn)、脫澀、復(fù)澀等問題的制約.而其中尤以柿子的脫澀問題較為突出，如何快速、安全、穩(wěn)定地脫除澀味，且不影響柿子原本的風(fēng)味，不僅是柿子脫澀技術(shù)發(fā)展的方向，也是促進(jìn)柿子加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先決條件.

柿子的傳統(tǒng)脫澀方法主要包括溫水脫澀法、石灰水脫澀法、二氧化碳脫澀法、氮?dú)饷摑ā㈦x子溶液脫澀法、刺果脫澀法、煙熏脫澀法、乙烯利脫澀法、酒精脫澀法、冷凍脫澀法等[5-10]，采用這些方法多數(shù)雖成本較低，但脫澀時(shí)間均較長，有些方法脫澀后對(duì)柿果的外觀和口味也有一定的影響，同時(shí)也存在脫澀效果差、易出現(xiàn)復(fù)澀、不耐貯藏等弊端，因此不利于工業(yè)化大規(guī)模在生產(chǎn)柿子制品中的應(yīng)用，故限制了柿子加工產(chǎn)品的生產(chǎn)，造成了柿子資源的浪費(fèi).目前也有提出將甲醇、乙醇、殺菌劑高錳酸鉀、多菌靈等按一定比例制成柿子的脫澀劑進(jìn)行脫澀的方法，此方法雖可縮短脫澀時(shí)間、延長柿子的貯藏保鮮期.但脫澀時(shí)間仍維持在數(shù)十小時(shí)，脫澀的操作方式不夠簡(jiǎn)便和安全.

我國柿子產(chǎn)量雖然較大，但對(duì)其加工利用程度與發(fā)達(dá)國家相比還相差甚遠(yuǎn).針對(duì)柿子的脫澀和復(fù)澀問題，本科研組人員在廣泛查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)并進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，成功地研制出了一種高效、能穩(wěn)定脫除柿子澀味，同時(shí)不影響柿子獨(dú)特風(fēng)味的脫澀方法，目前已申報(bào)中國發(fā)明專利.此方法不僅耗時(shí)短(整個(gè)脫澀過程僅為2 h左右)，而且成本較低，適合在大規(guī)模工業(yè)化柿子加工中的應(yīng)用，特別是可利用現(xiàn)有濃縮蘋果汁生產(chǎn)線不添置任何輔助設(shè)備而進(jìn)行脫澀濃縮柿子汁的生產(chǎn)，此技術(shù)的推廣應(yīng)用，可以有效促進(jìn)我國柿子深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

柿子品種：尖柿，2012年9月購于陜西藍(lán)田縣城；TS-2型脫澀劑：實(shí)驗(yàn)室自制；果膠酶：維諾信公司.

沒食子酸、無水碳酸鈉、磷酸、鎢酸鈉、磷鉬酸、硫酸鋰、濃鹽酸、溴水均為國產(chǎn)分析純.

Na2CO3溶液：稱取37.5 g無水碳酸鈉溶于250 mL溫水中，混勻，冷卻，稀釋至500 mL，過濾到儲(chǔ)液瓶中備用.

福林-肖卡顯色劑：稱取50.0 g鎢酸鈉，12.5 g鉬酸鈉，用350 mL水溶解到1 000 mL回流瓶中，加入25 mL磷酸及50 mL鹽酸，充分混勻，小火加熱回流2 h，再加入75 g硫酸鋰，25 mL蒸餾水，數(shù)滴溴水，然后繼續(xù)沸騰15 min，冷卻后轉(zhuǎn)入500 mL容量瓶定容，過濾后于棕色瓶中保存.

1.2 主要儀器

722N型分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；HH-2恒溫水浴鍋，北京科偉永興儀器有限公司；打漿機(jī)，順德市海電實(shí)業(yè)有限公司；BS224S電子天平，北京賽多利斯儀器有限公司.

1.3 試驗(yàn)方法

挑選、去蒂→清洗→ 稱重→ 榨汁→ 脫澀→ 酶解→ 過濾→ 柿子汁

1.4 單寧含量的測(cè)定

采用福林-肖卡試劑法[11]：以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品，得到回歸方程y=0.157 9x+0.000 9，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 8.

1.5 提取條件的單因素實(shí)驗(yàn)

脫澀溫度采用45 ℃、55 ℃、65 ℃、75 ℃ 4個(gè)水平，脫澀時(shí)間采用0.5 h、1 h、1.5 h、2 h 4個(gè)水平，脫澀劑添加量為柿子重量的0.5%、1%、1.5%、2% 4水平，以單寧含量為指標(biāo)，分別進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn).

1.6 正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選定脫澀溫度(A)、脫澀時(shí)間(B)、脫澀劑添加量(C)這3個(gè)因素在3個(gè)水平上進(jìn)行L9(33)正交試驗(yàn)，確定最佳脫澀工藝.

表1 L9(33)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2 結(jié)果與討論

2.1 脫澀條件單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 脫澀溫度的影響

稱取10 g果實(shí)勻漿3份，在其他條件相同下(脫澀劑添加量1.5%，脫澀時(shí)間1 h)，將樣品分別在45 ℃、55 ℃、65 ℃、75 ℃下進(jìn)行脫澀，加入0.1 g/L果膠酶于51 ℃水浴酶解2 h后取出，冷卻，定容至100 mL容量瓶中，吸取5 mL樣品液，3 000 r/min離心10 min，取上清液測(cè)定單寧含量，結(jié)果如圖1所示.試驗(yàn)結(jié)果表明，單寧含量隨脫澀溫度的升高而降低，至65 ℃時(shí)達(dá)到最低，溫度繼續(xù)升高柿子汁中的單寧含量會(huì)增加，這是由于柿果脫澀時(shí)可溶性單寧相互聚合形成了不可溶性的單寧或與脫澀劑生成沉淀，并沒有將單寧從柿果中除去.而不可溶性單寧并不穩(wěn)定，在較高溫度下，單寧聚合度下降又使不可溶性單寧再次成為可溶性單寧，從而出現(xiàn)復(fù)澀[12]，使柿子汁的澀味增加.故選擇脫澀溫度為65 ℃.在此溫度下脫澀后將柿渣分離，過濾后得到的柿子汁經(jīng)高溫便不會(huì)出現(xiàn)復(fù)澀現(xiàn)象.

圖1 脫澀溫度對(duì)柿子單寧含量的影響

2.1.2 脫澀時(shí)間的影響

稱取10 g果實(shí)勻漿3份，在其他條件相同下(脫澀劑添加量1.5%，脫澀溫度65 ℃)，將樣品分別脫澀0.5 h，1 h，1.5 h，2 h，加入0.1 g/L果膠酶于51 ℃水浴酶解2 h后取出，冷卻，定容至100 mL容量瓶中，吸取5 mL樣品液，3 000 r/min離心10 min，取上清測(cè)定單寧含量，結(jié)果如圖2所示.試驗(yàn)結(jié)果表明，單寧含量隨脫澀時(shí)間的增加而降低，在0.5～1 h內(nèi)隨脫澀時(shí)間的延長單寧含量顯著降低，至1 h時(shí)達(dá)到最低，繼續(xù)延長脫澀時(shí)間單寧含量有所增加，但增加量很小，在實(shí)際生產(chǎn)中延長脫澀時(shí)間會(huì)使生產(chǎn)周期延長，增加能量消耗，提高成本.因此，理想的脫澀時(shí)間為1 h，此時(shí)的單寧含量最低.

圖2 脫澀時(shí)間對(duì)柿子單寧含量的影響

2.1.3 脫澀劑添加量的影響

稱取10 g果實(shí)勻漿3份，在其他條件相同下(脫澀時(shí)間1 h，脫澀溫度65 ℃)，將樣品分別脫澀0.5 h、1 h、1.5 h、2 h，加入0.1 g/L果膠酶于51 ℃水浴酶解2 h后取出，冷卻，定容至100 mL容量瓶中，吸取5 mL樣品液，3 000 r/min離心10 min，取上清測(cè)定單寧含量，結(jié)果如圖3所示.試驗(yàn)結(jié)果表明，單寧含量隨脫澀劑添加量的增加而降低，至1.5%時(shí)達(dá)到最低，此時(shí)，脫澀劑對(duì)柿子中單寧的結(jié)合作用已達(dá)到最大，繼續(xù)增大脫澀劑添加量并不能顯著降低單寧含量，故選擇脫澀劑添加量為1.5%.

圖3 脫澀劑添加量對(duì)柿子單寧含量的影響

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

表2 L9(33)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果(單位：mg/g)

根據(jù)極差分析可知，RA>RC>RB，即脫澀溫度、脫澀時(shí)間、脫澀劑添加量對(duì)柿子脫澀效果的影響程度由高到低依次為：脫澀溫度>脫澀劑添加量>脫澀時(shí)間，其中脫澀溫度對(duì)脫澀效果的影響最大.柿子脫澀因素A中k3>k1>k2,取A2；因素B中k2>k1>k3，取B3；因素C中k1>k2>k3，取C3，故最優(yōu)組合為A2B3C3，即脫澀溫度65 ℃、脫澀時(shí)間1.5 h、脫澀劑添加量1.5%，且所有正交試驗(yàn)組的單寧含量均低于1.0 mg/g的澀味閾值[13].經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果表明在最優(yōu)組合下單寧含量為0.062 5 mg/g.

表3 單寧含量方差分析

為了進(jìn)一步判斷上述3個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響是否存在，將正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，找出其中起主導(dǎo)作用的變異來源.

由表3可知，在單寧含量方差分析中，脫澀溫度和脫澀劑添加量是影響柿子脫澀效果的重要因素，其F值FA>F0.05(2,4)，F(xiàn)C>F0.05(2,4)，均已達(dá)到顯著水平.而脫澀時(shí)間對(duì)柿子脫澀效果的顯著性次之，沒有達(dá)到顯著水平.綜合極差分析和方差分析結(jié)果，最終確定脫澀條件為A2B3C3，這與上述極差分析結(jié)果一致.

3 結(jié)論

本研究以柿子為原料，通過單因素實(shí)驗(yàn)及正交試驗(yàn)優(yōu)化得到最佳脫澀條件：即脫澀溫度65 ℃，脫澀時(shí)間1.5 h，脫澀劑添加量1.5%，此條件下脫澀后的柿子汁中單寧含量遠(yuǎn)低于澀味閾值.經(jīng)果膠酶酶解后得到的柿汁呈淡黃色，清亮透明，酸甜適口，具有柿子特有的果香風(fēng)味.

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