鉏曉艷等
摘要:試驗(yàn)對紅提澄清汁酶解、護(hù)色工藝及加工過程對果汁成分的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,最優(yōu)酶解工藝為果膠酶添加量0.02 mL/L,酶解時(shí)間45 min,酶解pH 3.5,在此條件下獲得紅提澄清汁的透光率可達(dá)99.10%;最優(yōu)護(hù)色劑組合為添加0.4%檸檬酸+0.05% L-半胱氨酸鹽酸鹽。加工過程中,果汁中的花色苷、總酚與總糖含量降低,而酸度變化不明顯。加工過程中酶解會消耗紅提汁中的糖分,熱燙會降低紅提汁中花色苷的含量。
關(guān)鍵詞:紅提澄清汁;酶解;護(hù)色;成分
中圖分類號:TS255.44;TS275.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:0439-8114(2014)16-3877-04
Abstract: The enzymatic hydrolysis, color protecting and ingredients of red grape juice were studied. The results showed that the optimal parameters of enzymatic hydrolysis were Pectinase 0.02 mL/L, reaction time 45 min, enzymatic pH 3.5. The transmittance of red grapes juice obtained was up to 99.10%. The optimal color fixatives were 0.4% citric acid+0.05% L-cysteine. The concentrations of anthocyanin, total phenols, and total sugar in the juice reduced while the change of total acidity was not obvious during process.
Key words: red grape juice; enzymatic hydrolysis; color protecting; ingredients
紅提,屬歐亞種葡萄。我國1987年引入該品種,目前在我國西南、西北片區(qū)已廣泛種植[1]。紅提新鮮銷售一直占主導(dǎo)地位,但長期以來紅提的貯運(yùn)保鮮嚴(yán)重阻礙了紅提產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。果汁澄清是通過適當(dāng)?shù)姆绞饺コ斯z、淀粉及一些可溶性固形物的果汁。果汁后混濁和褐變是果汁加工的難題,常常影響其色澤、風(fēng)味、感官屬性及營養(yǎng)價(jià)值[2]。后混濁可通過酶法、殼聚糖法、微濾膜法去除其中的果膠等成分[3,4],以降低果汁粘度,提高出汁率,并使果汁澄清、穩(wěn)定。褐變可通過熱處理(熱燙)、酸處理(檸檬酸、L-半胱氨酸)、抗氧化處理(抗壞血酸)[5-8]等方法進(jìn)行護(hù)色。本試驗(yàn)以紅提等外果(即失去新鮮銷售商品價(jià)值的果實(shí))為原料,通過榨汁、酶解澄清、復(fù)合護(hù)色等工藝獲得感官品質(zhì)優(yōu)質(zhì)的紅提澄清汁,并對果汁營養(yǎng)成分進(jìn)行分析,為我國紅提產(chǎn)區(qū)等外果加工產(chǎn)業(yè)化提供了技術(shù)支撐。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
紅提鮮果購于武漢市武商量販,產(chǎn)地云南,可溶性固形物含量約為15%。果膠酶(Pectinex BE XXL)由諾維信生物技術(shù)公司提供,酶活為16 000 PECTU/mL。其他試劑由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供,均為分析純。
1.2 儀器與設(shè)備
TU-1810型紫外可見分光光度計(jì),北京普析通用公司;SC-80C型全自動色差計(jì),北京康光儀器公司;PHSJ-4A型pH計(jì),上海精科公司。
1.3 試驗(yàn)方法
1.3.1 紅提澄清汁的生產(chǎn)工藝流程 原料→清洗→瀝干→榨汁→熱燙→粗濾→離心(4 000 r/min,10 min)→原汁→護(hù)色→酶解澄清處理→離心精濾→脫氣灌裝→巴氏滅菌→紅提澄清汁。
1.3.2 酶解單因素試驗(yàn)及指標(biāo)測定 按順序進(jìn)行加酶量(0、0.001、 0.005、 0.010、0.015、 0.020、 0.025、0.030 mL/L),酶解溫度(35、40、45、50、55、60 ℃),酶解時(shí)間(15、30、45、60、90、120 min),酶解pH(2.5、3.5、4.5、5.5、6.5)的單因素試驗(yàn)。進(jìn)行加酶量試驗(yàn)時(shí)酶解溫度為50 ℃,酶解時(shí)間為90 min。前一個(gè)因素最佳參數(shù)確定后用于下一個(gè)試驗(yàn),每組3個(gè)平行。酶解后離心過濾棄沉淀,上清液用紫外分光光度計(jì)在660 nm波長下進(jìn)行果汁吸光度的測定,并轉(zhuǎn)化為澄清汁透光率的百分?jǐn)?shù)[9,10],以去離子水為參比液。
1.3.3 酶解正交試驗(yàn)及指標(biāo)測定 為了獲得最佳酶解條件,設(shè)計(jì)3因素3水平的正交試驗(yàn),分別為加酶量(A,0.01、0.02、0.03 mL/L)、酶解pH(B,2.5、3.5、4.5)、酶解時(shí)間(C,15、30、45 min),得到的酶解液進(jìn)行吸光度的測定和透光率的計(jì)算。
1.3.4 護(hù)色劑的選擇 以檸檬酸、茶多酚、抗壞血酸和L-半胱氨酸鹽酸鹽作為試驗(yàn)用護(hù)色劑,按表1添加對果汁進(jìn)行組合護(hù)色。添加護(hù)色劑后按照酶解正交試驗(yàn)的最佳方案進(jìn)行酶解、離心、巴氏殺菌(果汁中心溫度達(dá)到80 ℃后開始計(jì)時(shí),殺菌40 min),袋裝封口后,放在常溫下儲藏,觀察顏色的變化并用色差計(jì)測定果汁亮度(L*)、紅度(a*)、黃度(b*)。
1.3.5 加工過程中紅提澄清汁成分的變化 對紅提澄清汁加工工藝過程中的花色苷、總糖、總酚、總酸度進(jìn)行測定,研究各個(gè)加工環(huán)節(jié)對紅提澄清汁成分的影響。
1)花色苷含量的測定。用紫外分光光度計(jì),于400~800 nm下全波長掃描,得到紅提果汁花色苷在可見光區(qū)最大的吸收波長λmax。采用pH示差法[11-14]測定紅提澄清汁中的花色苷含量。吸取1 mL果汁于10 mL容量瓶中,以pH 4.5[(1 mol/L) NaOAc∶(1 mol/L)HCl∶H2O=100∶60∶90(V/V,下同)]和pH 1.0[(0.2 mol/L) KCl∶(0.2 mol/L)HCl=25∶67]的緩沖液定容,避光平衡2 h,在λmax下測定吸光度A,以去離子水為空白?;ㄉ蘸浚╩g/100 g)計(jì)算如下:endprint
式中,V為稀釋體積(mL);n為稀釋倍數(shù);W為樣品質(zhì)量(g);A為吸光度。
2)總酚的測定。采用Folin-Cliocalteu比色法[15,16]測定紅提澄清汁中總酚的含量(以沒食子酸計(jì))。以0、1、2、3、4、5、6 μg/mL沒食子酸質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),以吸光值A(chǔ)為縱坐標(biāo)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線,所得標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.086 1 x+0.006 5,r=0.999 5。吸取1 mL果汁于50 mL棕色容量瓶中,加入30 mL去離子水,搖勻,再加入2.5 mL FC試劑,充分搖勻。1 min之后加入20%碳酸鈉溶液7.5 mL,混勻定容。在75 ℃下水浴10 min,于765 nm波長下比色,測定吸光度。根據(jù)沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算果汁中總酚含量(mg/100 g)。
3)總糖的測定。以0、10、20、40、60、80 μg/mL葡萄糖質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),以吸光值A(chǔ)為縱坐標(biāo),制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,得標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.005 7x-0.002,r=0.999 2。采用蒽酮硫酸法[13,14]測定紅提澄清汁中的總糖含量(g/100 mL)。
4)總酸度的測定。將果汁置于40 ℃水浴上加熱30 min,以除去CO2,冷卻后備用。采用酸堿滴定法[17]進(jìn)行紅提澄清汁中總酸度的測定,同時(shí)做空白試驗(yàn)。根據(jù)如下公式計(jì)算果汁的總酸度(g/kg):
式中,C為標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液的濃度;V1為滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液的體積;V2為空白滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液的體積;K為換算為主要酸的系數(shù)。
2 結(jié)果與分析
2.1 各單因素對紅提澄清汁透光率的影響
根據(jù)酶解試驗(yàn)(圖1)結(jié)果可知,當(dāng)單因素試驗(yàn)中果膠酶添加量0.025 mL/L、pH 5.5、酶解溫度35 ℃、酶解時(shí)間30 min時(shí),紅提澄清汁透光率都可達(dá)到95%以上。測定可溶性固形物含量的結(jié)果表明,紅提汁中可溶性固形物含量隨酶解溫度的升高略有上升,加酶量、pH、酶解時(shí)間對可溶性固形物含量的影響均較小。
2.2 酶解工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果
正交試驗(yàn)結(jié)果見表2,由表2中透光率的極差分析得到的各因素影響次序?yàn)锳、C、B,即加酶量是影響紅提果汁澄清度的最主要因素,酶解時(shí)間為次要因素,pH影響最小,分析得其最優(yōu)參數(shù)組合為A2B2C3,即果膠酶添加量為0.02 mL/L,酶解時(shí)間為45 min,酶解pH為3.5時(shí)果汁澄清效果最好,果汁透過率達(dá)到99.10%。
2.3 不同護(hù)色劑的護(hù)色效果
果汁常溫儲藏后用全自動色差計(jì)檢測果汁的L*、a*、b*值,由表3可以看出,果汁在常溫下儲藏,L*、a*值會隨儲藏時(shí)間逐漸下降,在5 d時(shí),添加不同護(hù)色劑的果汁a*值下降較快,b*值有所上升,但在10 d時(shí)果汁的L*、a*、b*值變化較小。第4組在常溫下儲藏5 d后的L*(亮度)較好,a*值(紅度)最高,b*值(黃度)較高,為幾組中護(hù)色效果最好的一組。所以第4組添加0.4%檸檬酸與0.05% L-半胱氨酸鹽酸鹽的護(hù)色效果最佳。
2.4 工藝過程對紅提果汁成分的影響
2.4.1 對花色苷含量的影響 根據(jù)圖2可知,紅提果汁可見光區(qū)的最大吸收波長λmax為510 nm,本試驗(yàn)中的吸光度A均為在此波長下測定的結(jié)果。由圖3可以看出,紅提果汁中的花色苷含量較低,熱燙、酶解與巴氏殺菌對花色苷含量影響甚微,離心工藝對花色苷的含量影響較大,離心過程導(dǎo)致一定量的花色苷損失。
2.4.2 對總酚含量的影響 根據(jù)圖4結(jié)果可知,紅提汁中的總酚含量較低,果汁總酚含量在加工過程中降低,離心、熱燙、酶解及巴氏殺菌工藝對總酚含量有一定的影響。
2.4.3 對含糖量的影響 由圖5可得,紅提汁中的總糖含量較高,可達(dá)21.21%,熱燙及巴氏殺菌對果汁含糖量的影響較小,酶解離心后總糖含量有一定程度的降低,這可能與果膠分解沉降去除有關(guān)。
2.4.4 對總酸度的影響 由圖6可得,工藝過程中紅提汁總酸度的變化較小。由于最后兩組為添加0.1%檸檬酸與0.05% L-半胱氨酸鹽酸鹽護(hù)色的果汁,所以酸度較高。
3 小結(jié)與討論
紅提澄清汁最優(yōu)酶解工藝為果膠酶添加量0.02 mL/L,酶解時(shí)間45 min,酶解pH 3.5,獲得紅提澄清汁的透光率可達(dá)99.10%;最優(yōu)護(hù)色劑組合為添加0.4%檸檬酸+0.05%L-半胱氨酸鹽酸鹽。該工藝能有效提高紅提澄清汁的生產(chǎn)效率、減輕其褐變程度,提高產(chǎn)品感官品質(zhì)。
由于果汁在加工過程中會出現(xiàn)后混濁現(xiàn)象,所以通過一定的技術(shù)手段(如酶解法)去除其中的果膠等成分[18],可使果汁澄清。本試驗(yàn)通過單因素試驗(yàn)確定果膠酶添加量、酶解時(shí)間、酶解pH的最佳范圍,通過正交試驗(yàn)確定加酶量是主要影響因素,并獲得3個(gè)因素的最優(yōu)組合參數(shù),提高了果汁透光率。
果汁褐變分為酶促褐變和非酶促褐變,酶促褐變指多酚類物質(zhì)在多酚氧化酶(PPO)的催化下進(jìn)行羥基化作用,生成三羥基化合物,進(jìn)而氧化成容易聚合成黑色素物質(zhì)的的羥基醌[19,20]。酶促褐變可通過溫度、pH、氧氣、抑制劑等來進(jìn)行控制[21]。非酶促褐變比較復(fù)雜,包括美拉德反應(yīng)、焦糖化褐變、維生素C氧化變色、酚類物質(zhì)褐變等,長時(shí)間的高溫、適宜的pH都可加速非酶促的褐變反應(yīng)[22]。本試驗(yàn)通過熱燙滅酶,添加護(hù)色劑降低果汁pH、脫氣罐裝抗氧化等手段來抑制果汁褐變,使得紅提澄清汁基本保持果汁原色。
水果中花色苷和酚類具有抗氧化功能,跟其他水果相比,紅提澄清汁中花色苷和總酚含量較低,加工中的熱燙、離心等環(huán)節(jié)也會導(dǎo)致其含量下降??偺呛涂偹岫仁呛饬抗诟械闹匾笜?biāo),紅提汁甜度較高,酶解離心后含糖量有一定程度的下降。在研究中,添加檸檬酸和L-半胱氨酸鹽酸鹽進(jìn)行護(hù)色的同時(shí)也會增加果汁酸度,使得終產(chǎn)品的口感酸甜可口。endprint
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(責(zé)任編輯 龍小玲)endprint
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(責(zé)任編輯 龍小玲)endprint
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(責(zé)任編輯 龍小玲)endprint