伽師瓜汁的制取及澄清工藝研究

艾麥提·巴熱提，牛淑萍，阿不都艾尼，孫 睿

（1. 新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 昌吉 831100；2. 新疆兵團(tuán)興新職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 鐵門(mén)關(guān) 841007）

0 引言

伽師瓜分布在新疆伽師縣，其產(chǎn)區(qū)集中于新疆南部喀什區(qū)域的伽師縣、和田區(qū)與岳普湖縣等[1]。此水果為新疆的特產(chǎn)，在帶動(dòng)該區(qū)域農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面起到關(guān)鍵作用，還為打造新疆特色農(nóng)業(yè)與創(chuàng)匯農(nóng)業(yè)起到支持作用[2]。此農(nóng)作物極具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，鐵、維生素、鈣、纖維素、有機(jī)酸與果膠等的含量較高，具有增進(jìn)食欲、預(yù)防腸癌、助消化、滋肝潤(rùn)肺、清痰化咳等功效[3]。伽師瓜品質(zhì)優(yōu)良、資源豐富，但由于伽師瓜成熟時(shí)采收高溫，果實(shí)含糖量和水分含量大，加快了生理代謝，易出現(xiàn)腐爛變質(zhì)現(xiàn)象，采后病害極為嚴(yán)重，這對(duì)伽師瓜經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生限制，所以挖掘適宜的深加工技術(shù)可有效促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。采用果皮薄而硬韌，肉質(zhì)細(xì)、脆、緊、多汁的卡拉庫(kù)賽為原料。對(duì)其果汁實(shí)施酶解操作，通過(guò)果膠含量、透光率指標(biāo)對(duì)澄清效果展開(kāi)評(píng)估，以確定出最適澄清工藝。探究酶解各因素同澄清效果之間的聯(lián)系，經(jīng)由單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)確定出最適澄清伽師卡拉庫(kù)賽瓜汁的工藝。

1 材料與方法

1.1 原料

果皮薄而硬韌、肉質(zhì)細(xì)、脆、緊、多汁的卡拉庫(kù)賽，購(gòu)自伽師縣克孜勒蘇多來(lái)提巴格村農(nóng)民家庭。

1.2 儀器

WF-A3000 型榨汁機(jī)，廣州旭眾食品機(jī)械有限公司（廣州） 產(chǎn)品；糖度計(jì)（手持式），陸恒生物科技公司（杭州） 產(chǎn)品；DHP-9162 型電熱恒溫培養(yǎng)箱、DHG-9035AE（40 L） 型立式鼓風(fēng)干燥箱、AL204-IC 型分析天平，一恒科學(xué)儀器公司（上海）產(chǎn)品；TD5A-WS 型臺(tái)式低俗離心機(jī)，湘儀心機(jī)儀器公司（長(zhǎng)沙） 產(chǎn)品；SGZ-800I 型微電腦濁度測(cè)量?jī)x，悅豐儀器公司（上海） 產(chǎn)品；DELTA320 型pH 計(jì)，蘇州圣光儀器有限公司（蘇州） 產(chǎn)品；752G 新型紫外分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司（北京） 產(chǎn)品。

1.3 試劑

果膠酶，河北鵬宇生物科技有限公司提供；酶活力是1.8 U/mg、檸檬酸（CA）、無(wú)水乙醇（ET）、考馬斯亮藍(lán)G-250、GA（半乳糖醛酸） 標(biāo)準(zhǔn)品、BSA（牛血清白蛋白） 標(biāo)準(zhǔn)品、氫氧化鈉、咔唑、2,6-二氯靛酚、硫酸銅、酒石酸鉀鈉，均為分析純。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 工藝流程

伽師卡拉庫(kù)賽瓜→洗滌→去皮、去籽→切割、分塊→榨汁→粗濾操作→Pectase 澄清→以轉(zhuǎn)速4 800 r/min 低速離心10 min→指標(biāo)測(cè)定。

1.4.2 測(cè)定透光率最適波長(zhǎng)的確定

分別準(zhǔn)備1 份原果汁、澄清果汁（在溫度40 ℃下，采用果膠酶用量100 mg/kg，調(diào)節(jié)pH 值為3，對(duì)甜瓜汁進(jìn)行澄清），均置于比色皿（1 cm） 內(nèi)，把蒸餾水當(dāng)作空白，于波長(zhǎng)400~760 nm 可見(jiàn)光區(qū)波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)，開(kāi)展光譜掃描。

1.4.3 伽師瓜果汁中果膠定性檢測(cè)[4]

向1 份伽師瓜汁內(nèi)添加2 份ET 鹽酸混合液（由99∶1 的95%ET、1%鹽酸制備），充分混合，經(jīng)過(guò)15 min 查看。如果未見(jiàn)凝膠狀成分，即判定已基本分解掉所有果膠物質(zhì)，果膠成分不存在，用“-”代表；如果依然存在膠狀成分，用“+”代表，同時(shí)通過(guò)“+”個(gè)數(shù)來(lái)體現(xiàn)果膠的殘余量。

1.4.4 伽師瓜果汁濁度測(cè)定[5]

測(cè)定儀器為微電腦濁度儀。

1.4.5 伽師瓜果汁中成分分析方法

總糖含量的測(cè)定：按《GB/T 5009.8—2003 食物中的方法》水解樣品食品中蔗糖的測(cè)定，按《GB/T 5009.7—2003 食品中的方法》 還原糖含量的測(cè)定；總酸含量的測(cè)定：酸堿滴定法，按GB/T 12456—1990 食品中總酸的測(cè)定方法；蛋白質(zhì)含量測(cè)定[6]：考馬斯亮藍(lán)G-250；果膠的定量檢測(cè)[7]：咔唑比色法；VC 含量[8]：2.6 - 二氯靛酚滴定法；可溶性固體含量：按GB/T 12143.1—1989《軟飲料中可溶性固體含量的測(cè)定方法折光計(jì)法》規(guī)定的方法。

1.4.6 伽師瓜汁的感官評(píng)價(jià)

組建10 人評(píng)價(jià)小組，風(fēng)味、香氣皆含3 個(gè)檔次。風(fēng)味：總計(jì)5 分，0~1，2~3，4~5 分依次對(duì)應(yīng)“平淡”“甜味適中”“極甜”。香氣：總計(jì)5 分，0~1 分，2~3 分，4~5 分依次對(duì)應(yīng)“香氣平淡”“香氣宜人，但易于消散”“香氣濃郁且不易消散”。評(píng)估小組成員對(duì)這2 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行獨(dú)立評(píng)分，評(píng)分與人數(shù)的相乘值，就是此項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)分。

1.4.7 果膠酶處理單因素試驗(yàn)

（1） 果膠酶添加量對(duì)澄清效果的影響。準(zhǔn)備7份皆為50 mL 的伽師瓜鮮榨汁，逐一置于7 個(gè)小燒杯（100 mL） 內(nèi)，通過(guò)CA（20%） 將酸堿度調(diào)節(jié)為4.0， 根 據(jù) 每100 mL， 以0.005， 0.010， 0.020，0.040，0.060，0.080，0.100 g 的Pectase 用量，充分混合，移至30 ℃水浴中，接受120 min 酶解干預(yù)，之后取出進(jìn)行離心處理，最后對(duì)酶解效果實(shí)施檢驗(yàn)。

（2） 酶解pH 值對(duì)澄清效果的影響。準(zhǔn)備5 份均為50 mL 的伽師瓜鮮榨汁，再分別放到5 個(gè)小燒杯（100 mL） 內(nèi)，通過(guò)CA（20%） 將酸堿度調(diào)節(jié)成3.0，3.5，4.0，4.5，5.0，接著分別以0.15 g/L 的劑量加入Pectase，置于30 ℃水浴里，經(jīng)120 min 酶解處理，取出離心，最后對(duì)酶解效果實(shí)施檢驗(yàn)。

（3） 酶解時(shí)間對(duì)澄清效果的影響。把500 mL 伽師瓜鮮榨汁置于燒杯（1 L） 內(nèi)，通過(guò)CA（20%） 將酸堿度調(diào)整成4.0，加入0.015 g/100 mL 的Pectase，充分混合，移至30 ℃水浴里酶解，每隔0.5 h 取樣，取出后進(jìn)行離心處理，對(duì)酶解效果實(shí)施檢驗(yàn)。

（4） 酶解溫度對(duì)澄清效果的影響。準(zhǔn)備5 份50 mL 的伽師瓜鮮榨汁，再分別移入5 個(gè)小燒杯（100 mL） 內(nèi)，通過(guò)CA（20%） 將酸堿度調(diào)節(jié)成4.0，加入Pectase 的量為0.015 g/100 mL，分別于20，25，30，35，40 ℃溫度下經(jīng)由水浴實(shí)施2 h 酶解處理，接著取出離心，對(duì)酶解效果實(shí)施檢驗(yàn)。

1.4.8 正交試驗(yàn)

在對(duì)與Pectase 澄清果汁效果有關(guān)的各因素實(shí)施單因素試驗(yàn)的前提下，再全面考查不同因素之間的互作性，以Pectase 添加量、酶解溫度、酶解pH 值與酶解時(shí)間實(shí)施正交試驗(yàn)。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

2 結(jié)果與分析

2.1 測(cè)定透光率最適波長(zhǎng)的確定

果汁透光率隨波長(zhǎng)變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1。

圖1 果汁透光率隨波長(zhǎng)變化趨勢(shì)

由圖1 可知，原果汁于波長(zhǎng)686 nm 處見(jiàn)波谷值，故于此波長(zhǎng)下進(jìn)行透光率的測(cè)定。

2.2 果膠酶處理單因素試驗(yàn)

2.2.1 果膠酶添加量對(duì)澄清效果的影響

果膠酶添加量對(duì)果汁透光率的影響見(jiàn)圖2，果膠酶添加量對(duì)果汁濁度的影響見(jiàn)圖3。

圖2 果膠酶添加量對(duì)果汁透光率的影響

圖3 果膠酶添加量對(duì)果汁濁度的影響

由圖2 可知，Pectase 加入量在0.02 g/100 mL以下時(shí)，在其加入量上調(diào)果汁透光率呈提高趨勢(shì)；當(dāng)加入量為0.02 g/100 mL 時(shí)，可實(shí)現(xiàn)最大透光率，即96.8%；當(dāng)加入量在0.02 g/100 mL 以上時(shí)，透光率開(kāi)始降低。由圖3 可知，當(dāng)其加入量處于0~0.04 mg/mL時(shí)，隨著酶量增加，濁度不斷降低；當(dāng)其處于0.04~0.10 mg/mL 時(shí)，基本未見(jiàn)波動(dòng)。

果膠酶添加量對(duì)果膠含量、可溶性固形物含量和pH 值的影響見(jiàn)表2。

表2 果膠酶添加量對(duì)果膠含量、可溶性固形物含量和pH 值的影響

由表2 可知，在Pectase 添加量提高下，果汁所含果膠的量大幅減少，在Pectase 添加量為0.02%以上時(shí)，無(wú)果膠陽(yáng)性反應(yīng)。Pectase 添加量對(duì)于伽師瓜汁的酸堿度、SSC 的影響非常小。

2.2.2 酶解pH 值對(duì)澄清效果的影響

酶解pH 值對(duì)果汁透光率的影響見(jiàn)圖4，酶解pH 值對(duì)果汁濁度的影響見(jiàn)圖5。

圖4 酶解pH 值對(duì)果汁透光率的影響

圖5 酶解pH 值對(duì)果汁濁度的影響

由圖4 可知，伽師瓜汁的酸堿度可在較大程度上影響澄清后果汁的透光率，在酸堿度呈3.0~5.0時(shí)，其愈低，澄清后果汁的透光率越高。

由圖5 可知，在酶解酸堿度降低下，果汁濁度隨之降低，當(dāng)酸堿度處于3.0~3.5 時(shí)，幾乎無(wú)波動(dòng)，果汁濁度為13.00 左右。

酶解pH 值對(duì)果膠含量、可溶性固形物含量的影響見(jiàn)表3。

表3 酶解pH 值對(duì)果膠含量、可溶性固形物含量的影響

由表3 可知，當(dāng)酸堿度趨于5.0 時(shí)，果汁經(jīng)酶解后還是顯示混濁狀態(tài)，分布著大量果膠；當(dāng)酸堿度為4.5 時(shí)，幾乎所有的果膠皆被去除掉；當(dāng)酸堿度小于4.0 時(shí)，所有果膠皆被分解；當(dāng)酸堿度處于3.0~5.0 時(shí)，伽師瓜汁SSC 未見(jiàn)明顯波動(dòng)，酶解前后果汁酸堿度未見(jiàn)明顯波動(dòng)。

通過(guò)CA 來(lái)調(diào)節(jié)酸堿度，當(dāng)酸堿度超過(guò)4.0 時(shí)，呈酸甜適口的口感，澄清時(shí)對(duì)應(yīng)的酸堿度為4.0~4.5，這時(shí)能夠達(dá)到95.0%以上的透光率。

2.2.3 酶解時(shí)間對(duì)澄清效果的影響

酶解時(shí)間對(duì)果汁透光率的影響見(jiàn)圖6，酶解時(shí)間對(duì)果汁濁度影響見(jiàn)圖7。

圖6 酶解時(shí)間對(duì)果汁透光率的影響

圖7 酶解時(shí)間對(duì)果汁濁度影響

由圖6 可知，當(dāng)Pectase 作用時(shí)間未及0.5 h 時(shí)，在時(shí)間增加下，果汁透光率不斷提升；Pectase 作用時(shí)間在60 min 以上時(shí)，可實(shí)現(xiàn)超過(guò)97.4%的果汁透光率，且?guī)缀鯚o(wú)波動(dòng)，可見(jiàn)長(zhǎng)時(shí)間澄清處理無(wú)法使果汁的澄清度大幅提升。

由圖7 可知，在酶解時(shí)間增加下，伽師瓜汁的濁度不斷降低。

酶解時(shí)間對(duì)果膠含量、可溶性固形物含量和果汁pH 值的影響見(jiàn)表4。

表4 酶解時(shí)間對(duì)果膠含量、可溶性固形物含量和果汁pH 值的影響

由表4 可知，當(dāng)酶解時(shí)間為30 min 時(shí)，殘留少量果膠；酶解時(shí)間超過(guò)60 min 時(shí)，所有果膠皆被分解；對(duì)于果汁SSC 與pH 值，酶解時(shí)間存在非常小的影響。

經(jīng)由上述結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，酶解最適時(shí)間是0.5~1.5 h。

2.2.4 酶解溫度對(duì)酶解效果的影響

酶解溫度對(duì)果汁透光率的影響見(jiàn)圖8，酶解溫度對(duì)伽師瓜汁濁度的影響見(jiàn)圖9。

圖8 酶解溫度對(duì)果汁透光率的影響

圖9 酶解溫度對(duì)伽師瓜汁濁度的影響

由圖8 可知，在溫度為35 ℃時(shí)，可實(shí)現(xiàn)最大透光率，若在35 ℃溫度以下，在透光率增大下，溫度上調(diào)，與35 ℃時(shí)相比，40 ℃時(shí)透光率略低。由圖9可知，在酶解溫度增大下，果汁濁度呈不斷降低表現(xiàn)。

酶解溫度對(duì)果膠含量、可溶性固形物含量和果汁pH 值的影響見(jiàn)表5。

表5 酶解溫度對(duì)果膠含量、可溶性固形物含量和果汁pH 值的影響

由表5 可知，在25 ℃酶解溫度下，會(huì)殘留較少果膠，在30 ℃溫度下，所有果膠皆被酶解。酶解溫度處于30~35 ℃，可實(shí)現(xiàn)超過(guò)95.0%的透光率；酶解溫度不會(huì)明顯影響到果汁SSC 與pH 值。

2.3 正交試驗(yàn)

結(jié)果分析見(jiàn)表6。

表6 結(jié)果分析

由表1 與表6 可知，就影響Pectase 澄清效果的程度而言，4 項(xiàng)因素中，依主次排序?yàn)槊附鈖H 值（B） ＞Pectase 添加量（A） ＞酶解時(shí)間（C） ＞酶解溫度（D），最適組合為A2B1C2D3。如此能夠達(dá)到97.5%的澄清果汁透光率，果汁呈透明澄清狀態(tài)。

2.4 澄清前后伽師瓜汁中部分成分比較

澄清前后伽師瓜汁中部分成分比較見(jiàn)表7。

表7 澄清前后伽師瓜汁中部分成分比較

由表7 可知，酶解后果汁所含維C 量稍顯減少；總酸與總糖含量、酸堿度基本未變；SSC 稍見(jiàn)上調(diào)；在原汁中，蛋白質(zhì)、總果膠的降幅分別為8%、2.5%?？梢?jiàn)，伽師瓜汁被Pectase 處理后，幾乎所有的果膠皆被分解掉，可導(dǎo)致果汁混濁的蛋白質(zhì)[5]同時(shí)大幅減少，果汁內(nèi)其他物質(zhì)的含量則幾乎未見(jiàn)波動(dòng)。

3 結(jié)論

為了確定Pectase 用于澄清伽師瓜汁的可行性，酶解后伽師瓜汁中的蛋白質(zhì)含量大幅度下降，通過(guò)Pectase 澄清伽師瓜汁途徑具備可行性，能夠?qū)崿F(xiàn)理想的澄清效果，同時(shí)對(duì)果汁所含營(yíng)養(yǎng)無(wú)關(guān)系。經(jīng)由單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)對(duì)不同因素與澄清效果之間的聯(lián)系加以明確，最關(guān)鍵的因素是酶解酸堿度，Pectase 添加量次之，第3 項(xiàng)主要因素是酶解時(shí)間，酶解溫度相對(duì)最弱；最適澄清工藝為，Pectase 用量0.2 g/L，酶解酸堿度4.0，酶解溫度30 ℃，酶解時(shí)間1 h。澄清后呈97.5%的果汁透光率，SSC 稍見(jiàn)增大，果膠、蛋白質(zhì)含量的降幅分別是97.5%，92%，維C、總酸與總糖含量未見(jiàn)明顯改變。