檸檬汁對甘蔗汁保鮮工藝的研究

張莉，王淼，杜德俊，沈王慶（內江師范學院化學化工學院，四川內江641112）

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檸檬汁對甘蔗汁保鮮工藝的研究

張莉，王淼，杜德俊，沈王慶*
（內江師范學院化學化工學院，四川內江641112）

摘要：為了研究甘蔗汁的保鮮工藝。利用單因素法考查了加熱溫度、加熱時間和檸檬汁與甘蔗汁體積比對甘蔗汁保鮮的影響，在此基礎上利用L9（34）正交試驗考查了甘蔗的3、6、9 d的保鮮效果。結果表明適當?shù)脑黾蛹訜釡囟?、延長加熱時間和增加檸檬與鮮甘蔗汁的體積比能夠有效延長甘蔗汁的保鮮時間。甘蔗汁貯藏6d的最優(yōu)組合為A3B3C2，即處理溫度為140℃，處理時間為45min，檸檬汁與甘蔗汁體積比為4∶40；因素的主次關系為：處理溫度（A）、處理時間（B）、檸檬汁與甘蔗汁體積比（C）。鮮甘蔗汁在加入檸檬汁與甘蔗汁體積比為4∶40，120℃溫度下加熱25 min時，甘蔗汁可有效保鮮9d。

關鍵詞：甘蔗汁；保鮮；檸檬汁；維生素C

甘蔗汁不僅甘甜可口，而且具有很好的藥用價值?，F(xiàn)代醫(yī)學研究表明，甘蔗中含有豐富的糖分（蔗糖、葡萄糖和果糖）、水分，同時含有對人體新陳代謝十分有益的各種蛋白質、脂肪、鈣、磷、鐵、維生素和多種氨基酸、有機酸等，不但能給食物增添甜味，而且還可以提供人體所需的營養(yǎng)和熱量[1-2]。

新鮮的甘蔗汁作為一種廉價的甜飲料在很多國家、地區(qū)受歡迎。甘蔗收獲季節(jié)，甘蔗汁作為一種流行的飲料在路旁小攤、餐館和飯店到處可見，但是，甘蔗汁的快速變質影響到其加工和銷售。尋找有效的方法保鮮甘蔗汁，不僅能夠擴大甘蔗汁的市場，而且也能夠加強甘蔗汁的安全和質量[3]。目前針對在甘蔗汁的加工和貯存過程中，出現(xiàn)的酶促褐變與微生物污染的問題，通過冷藏、熱燙、復合飲料、添加食品保鮮劑[5-16]等處理方法對甘蔗汁的保鮮研究有初步成效。通常，冷藏、熱燙在殺菌方面有一定效果，但貯存方式過于苛刻。食品添加劑雖然被允許適用于食品生產行業(yè)，但是化學食品添加劑對人體健康不利。復合飲料的開發(fā)不但可以使各成分間營養(yǎng)互補，同時也可借助各個成分中特有的風味，獲得具有較佳感官品質的飲品。

檸檬是一種營養(yǎng)和藥用價值極高的水果。檸檬汁中含有大量的糖類、碳水化合物、磷、鈣、鐵及檸檬酸、維生素、黃酮類等，其中豐富的抗血壞酸、檸檬酸通過抑制醌類物質還原成酚類物質或者將酚類物質氧化成醌類物質來減輕褐變的發(fā)生程度，同時減少了菌體對糖類的消耗，使得檸檬具有較好的殺菌作用，被廣泛地用于果汁、食品的加工工藝中[3-4]。檸檬汁與甘蔗汁配用，不僅能在風味上相互取長補短，成為大眾口味的佳品，更能益胃生津等；可用于飲酒過度，積熱傷津，心煩口渴，嘔噦少食。其相關研究還鮮見報道。利用甘蔗生產飲料產品可以減少甘蔗運輸及采后過程中等出現(xiàn)的一系列問題，同時為廣大消費者提供一類新型飲料。

本研究采用產自內江的甘蔗去皮取汁，在常溫環(huán)境中測定了果汁的理化性質（總糖含量、維生素C、pH、可溶性固形物含量）的變化及感官評價。通過單因素試驗研究了不添加任何化學保鮮試劑的情況下的加熱溫度、加熱時間和檸檬與甘蔗汁體積比對甘蔗汁保鮮的影響，在此基礎上通過L9（34）正交試驗選出優(yōu)化工藝。通過該工藝甘蔗汁能有效地保鮮9 d，較大地提高了甘蔗汁的保鮮時間。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

甘蔗汁：甘蔗經檢驗合格后，用65℃～75℃熱水沖洗表面約1 min左右。去掉頭尾和表皮，用刀具將其破碎成長約3 cm～4 cm碎片，后放入榨汁機中進行榨汁。在轉速5 000 r/min條件下，經離心機離心10 min后取上清液；檸檬果汁：挑選新鮮無腐爛的檸檬洗凈，去皮、去核，用刀切成薄片。放入榨汁機榨汁后，用兩層紗布進行粗過濾，所得濾液再用5 000 r/min離心機離心10 min后取上清液；冰乙酸、磷酸、抗壞血酸、氯化銅均為分析純成都金山化學有限公司。

AE240電子分析天平：梅特勒-托利多；752紫外可見分光光度計：北京譜析；DHG電熱恒溫鼓風干燥箱：上海精宏實驗設備有限公司；糖度儀：杭州陸恒生物科技有限公司；HH-S2數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市醫(yī)療儀器廠；TGL-10c離心機：上海安?？茖W儀器；榨汁機：飛利浦股份有限公司；PHS-3E型pH計：上海儀電科學儀器股份有限公司；SHB-B95型循環(huán)水式多用真空泵：鄭州長城擇工貿有限公司；阿貝折射儀：上海彼愛姆光學儀器。

1.2方法

1.2.1甘蔗汁理化性質測定

主要考查檸檬汁中的VC含量[17]、可溶性固形物含量[17]、pH[18]和總糖含量[18]。

1.2.2加熱溫度對甘蔗汁保鮮的影響

分別準確移取40 mL甘蔗汁于1﹟～5﹟編號干燥的錐形瓶中，在60、80、100、120、140℃溫度下各加熱25 min，密封、冷卻，考查不同貯存天數(shù)（2、4、6 d）理化性質（總糖含量、可溶性固形物含量、pH、VC含量）的變化，得出較佳加熱溫度。

1.2.3加熱時間對甘蔗汁保鮮的影響

分別準確移取40 mL甘蔗汁于1﹟～5﹟編號干燥的錐形瓶中，在100℃下將樣品分別加熱15、25、35、45、60 min后取出，密封冷卻，考查不同貯存天數(shù)（2、4、6 d）理化性質（總糖含量、可溶性固形物含量、pH、VC含量）的變化，得出較佳加熱時間。

1.2.4檸檬汁與甘蔗汁體積比對甘蔗汁保鮮的影響

分別準確移取40 mL甘蔗汁于0﹟～5﹟編號干燥的錐形瓶中，在100℃下將樣品均加熱25 min后，密封冷卻，分別加入0、1、2、3、4、5 mL的檸檬汁，考查不同貯存天數(shù)（2、4、6 d）的理化性質（總糖含量、可溶性固形物含量、pH、VC含量）的變化，得出較佳體積比。

1.2.5正交試驗設計

以加熱溫度、加熱時間和檸檬汁與甘蔗汁體積比為因素設計成L9（34）正交試驗因素水平如表1所示。研究其理化性質（pH、VC含量、可溶性固形物含量、總糖含量）和感官評價。

表1因素與水平表Table 1 Factors and levels

2　結果與討論

2.1甘蔗汁的理化性質

鮮甘蔗汁的主要指標如表2所示。

表2鮮甘蔗汁的主要指標Table 2 The main physical and chemical indicators of sugar cane

表2中的數(shù)據(jù)為鮮甘蔗汁中各理化性質，由表2可知甘蔗汁的pH為5.10，呈弱酸性，而人的正常pH 為7.35～7.45，不宜大量食用甘蔗汁。甘蔗的VC含量為66.45 mg/g，甘蔗對人身體有益，能夠補充人體所需的維生素，提高免疫能力。甘蔗的含糖量相當豐富，基本達到了20.5°Br，因而被廣泛的運用于制糖產業(yè)。

2.2加熱溫度對甘蔗汁保鮮的影響

不同加熱溫度下樣品的理化性質變化如表3所示。

表3不同加熱溫度下樣品的理化性質變化Table 3 The physical and chemical properties change of sample under the different heating temperature

表3分別為溫度60、80、100、120、140℃下和空白樣品的理化性質（pH、VC含量、可溶性固形物含量、總糖含量）在室溫保存6 d的變化情況。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知加熱處理后樣品的理化性質均較空白樣品（室溫貯存的甘蔗汁）的變化小，其中100、120℃和140℃3個樣品的各理化性質較60、80℃變化范圍小，且在6 d后無明顯變壞現(xiàn)象。這可能是因為高溫使微生物的細胞呼吸受到抑制或者減少，適當?shù)脑黾蛹訜岬臏囟仍跉⒕矫嬗幸欢ǖ男Ч?，減少微生物對糖類、維生素的消耗，有效地延長果汁的保存時間。綜上所述，較佳的加熱溫度為100、120、140℃。

2.3加熱時間對甘蔗汁保鮮的影響

不同加熱時間下樣品的理化性質變化如表4所示。

表4不同加熱時間下樣品的理化性質變化Table 4 The physical and chemical properties change of sample under the different heating time

表4為不同加熱時間和空白樣品室溫保存6d的理化性質（pH、VC含量、可溶性固形物含量、總糖含量）變化。由表4可知，隨著貯存天數(shù)的增加，樣品的各理化性質較空白樣品（室溫貯存的甘蔗汁）變化小，其中2﹟～5﹟樣品的各理化性質變化較加熱時間為1﹟變化趨勢小，有一定的保鮮效果。同一天測得1﹟～4﹟樣品VC含量依次上升，5﹟樣品有所下降，但可溶性固形物含量、總糖含量基本依次增加。這可能是隨著加熱時間的延長樣品水分含量有所減少，可溶性固形物含量、總糖含量會增加，但加熱時間過長VC的流失會增大，適當?shù)难娱L加熱時間能夠有效延長果汁的保鮮時間。綜上所述，較佳的加熱時間為25、35、45 min。

2.4檸檬汁與甘蔗汁體積比對甘蔗汁保鮮的影響

表5為0﹟～5﹟樣品的各理化性質的變化情況。

表5不同檸檬汁與甘蔗汁配比樣品的的理化性質變化Table 5 The physical and chemical properties change of samples under different ratio

由表5可知，在6 d的保存時間里，1﹟～5﹟樣品的各理化性質變化比0﹟樣品小，試驗同時發(fā)現(xiàn)樣品的口感、色澤等均呈良好趨勢。其中1﹟、2﹟號樣品的各理化性質變化又較3﹟、4﹟、5﹟號大。由VC含量值數(shù)據(jù)可知，3﹟～5﹟號樣品的VC含量較0﹟號樣品明顯增大，這是由于檸檬汁含有豐富的維生素；添加檸檬汁后pH有所下降，酸度增加，可減少菌體對糖類的消耗，能延長甘蔗汁的保鮮時間。

2.5最優(yōu)配比

表6是經過正交試驗甘蔗汁貯藏3 d后的各理化性質和感官評價表。

表6甘蔗汁的理化性質及感官評價（3 d）Table 6 The physical and chemical properties and sensory evaluation of sugarcane juice（3 d）

在色澤、口感方面除1、6號樣品有輕微的變味，其余樣品的變化不大，保存效果良好；3、4和7號都能得到“淺黃透明、較少沉淀、無掛壁、無變味”的樣品，且7號樣品的VC含量、可溶性固形物含量和總糖含量都要高于3號和4號，pH基本接近。

表7是甘蔗汁貯藏6 d后的各理化性質和感官評價的試驗與結果。

pH標準定為3，VC含量（mg/g）的標準定為45，可溶性固形物含量（%）的標準定為19，總糖含量（°Br）的標準定為19；感官評價（色澤、沉淀、掛壁、口感情況）的標準為“淺黃色透明、較少沉淀、無掛壁、無變味”，每變一項，且變化程度為一個檔次扣2分，色澤的3個檔次為：淺黃色透明、黃色透明、黃色微透；沉淀3個檔次為：較少沉淀、少沉淀、多沉淀；掛壁的二個檔次為：無掛壁、輕微掛壁；口感的4個檔次為：無變味、微變味、少許變味、變味。試驗2號中的感官評價為“黃色微透、多沉淀、無掛壁、少許變味”，即其感官評價的分數(shù)為-4分-4分+0分-4分＝-12分。以綜合評分為單指標進行，計算結果如表7、8所示。由表7的綜合評分可知，試驗號為9的最高為5.67分，其次分別是試驗號為7號和4號。

表7甘蔗汁保鮮的試驗與結果（6 d）Table 7 The physical and chemical properties and sensory evaluation of sugar cane juice（6 d）

表8為甘蔗汁保鮮試驗的計算結果。

表8甘蔗汁保鮮試驗的計算結果（6 d）Table 8 The physical and chemical properties and sensory evaluation of sugar cane juice（6 d）

由表8可知最優(yōu)組合為A3B3C2，與表7中試驗號為9的一致。因此甘蔗汁貯藏6 d的最優(yōu)組合為A3B3C2，加熱溫度為140℃，處理時間為45 min，檸檬汁與甘蔗汁體積比為4∶40；由極差R可知因素的主次關系為：處理溫度（A）、加熱時間（B）、檸檬汁與甘蔗汁體積比（C）。

表9是經過正交試驗處理后保存9 d各甘蔗汁樣品的理化性質及感官評價表。

表9甘蔗汁的理化性質及感官評價（9 d）Table 9 The physical and chemical properties and sensory evaluation of sugar cane juice（9 d）

從表9中可以看出，在保存9 d后4號樣品（120℃加熱25 min、檸檬汁與甘蔗汁體積比4∶40）維生素C的含量較其它試驗高，果汁的感官評價較為理想、保鮮效果最佳?？梢婖r甘蔗汁在加入檸檬汁與甘蔗汁體積比為4∶40，120℃溫度下加熱25 min時，有明顯的保鮮效果。

3　結論

適當?shù)卦黾蛹訜岬臏囟?、延長加熱時間和增加檸檬與鮮甘蔗汁的體積比能夠有效延長甘蔗汁的保鮮時間；甘蔗汁貯藏6 d的最優(yōu)組合為A3B3C2，即處理溫度為140℃，處理時間為45 min，檸檬汁與甘蔗汁體積比為4∶40；由極差R可知因素的主次關系為：處理溫度（A）、處理時間（B）、檸檬汁與甘蔗汁體積比（C）。鮮甘蔗汁在加入檸檬汁與甘蔗汁體積比為4∶40，120℃溫度下加熱25 min時，有明顯的保鮮效果，可使甘蔗汁有效保鮮9 d。

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Study on Technology of Sugarcane Juice Preservation with Lemon Juice

ZHANG Li，WANG Miao，DU De-jun，SHEN Wang-qing*
（College of Chemistry & Chemical Engineering，Neijiang Normal University，Neijiang 641112，Sichuan，China）

Abstract：In order to preserve sugarcane juice，it was heated under different treatment（A），heat time（B）and the ratio of lemon juice（C）. The vitamin C，soluble solid，total sugars content，pH were determined. The optimal process conditions was selected，namely when it was heated at 120℃for 25 min，and the volume of lemon juice and sugarcane juice was 4∶40. The change of total sugars，vitamin C，pH value，soluble solids content were slowed and the browning of fruit juice was inhibited. On this condition，the sugarcane juice can be preserved for 9 days. This study may provide reference for research on preservation of sugarcane juice.

Key words：sugarcane juice；preservation；lemon juice；vitamin C

作者簡介：張莉（1991—），女（漢），在讀本科生，研究方向：化工工藝。*通信作者：沈王慶，副教授，主要從事化工工藝等方面的研究。

基金項目：2013年度內江師范大學生科研項目（13NSD-26）；2013年內江師范學院成果轉化重大培育項目（13CZ01）

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.03.050