橙汁混浊的稳定性

向晨茜，蒋和体*

橙汁混浊的稳定性

向晨茜，蒋和体*

(西南大学食品科学学院，重庆 400716)

研究成熟度、制汁工艺、酶处理、贮藏条件对橙汁混浊稳定性影响。结果表明：随着成熟度增加，橙汁混浊度呈上升趋势；胶体磨细微化可以增加果浆中果胶、可溶性果胶的溶出，果胶含量显著增加(P＜0.05)；果胶酯酶(PE)活性影响橙汁混浊稳定性，应完全钝化；采用果胶酶酶解会破坏橙汁浑浊稳定性，木瓜蛋白酶酶解橙汁浑浊度的影响不明显；4℃和15℃贮藏对橙汁混浊度的影响不显著(P＞0.05)，25℃贮藏对橙汁混浊度降低影响显著(P＜0.05)，常温贮藏不利于保持橙汁混浊稳定性。

橙汁；成熟度；贮藏；混浊稳定性

橙汁混浊态是橙汁的一项重要感官特征，混浊橙汁是一种不透明悬浮体系，其悬浮物由果胶、蛋白质、纤维素和半纤维素、橙皮苷等组成，悬浮物赋予橙汁独特口感、质构。橙汁的悬浮体系属于热力学不稳定体系，随着贮藏时间的延长，橙汁混浊态会发生变化，严重时会出现“水样”般完全澄清的清液，降低了橙汁的感官品质。保持橙汁悬浮物的稳定是橙汁加工、贮藏的难点。本实验通过研究原料成熟度、制汁工艺、酶处理贮藏条件等方面对橙汁混浊稳定性影响，为解决橙汁贮藏保鲜技术提供一定参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

哈姆林、北碚447锦橙、特罗维塔、72-1脐橙 重庆市三峡建设集团有限公司忠县柑橘基地品种园。

乙醇、氢氧化钠、浓硫酸 重庆川东化工集团；果胶酶(60万U/g) 和氏壁生物技术有限公司；果胶 Sigma公司；木瓜蛋白酶(80万U/g) 南宁东恒华道生物科技有限责任公司；咔唑 北京化学试剂公司；半乳糖醛酸国药集团化学试剂有限公司；以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

TCP2测色色差计 北京奥依克光电仪器有限公司；Avanti J-30I冷冻离心机 日本日立公司；752型分光光度计 上海棱光技术有限公司；NDJ-5数字式黏度计 上海精天电子有限公司。

1.3 方法

1.3.1 果胶酯酶(PE)对橙汁混浊稳定性的影响

采用北碚447锦橙进行榨汁，鲜榨橙汁85℃、20s钝化部分PE活性[1-2]，耐热聚对苯二甲酸乙二酯(PET) 350mL热罐装后在水中快速冷却至常温，4℃保存。每间隔5d进行果胶酯酶酶活力、混浊度的测定，进行橙汁混浊稳定性观察。

1.3.2 原料成熟度对橙汁混浊稳定性的影响

采用北碚447锦橙、72-1脐橙、哈姆林、特罗维塔4种原料进行实验。分析比较不同采摘时间橙汁中可溶性固形物、总糖、总酸、VC等含量和混浊度变化趋势。

1.3.3 榨汁工艺对橙汁混浊稳定性的影响

脐橙用不同榨汁方式处理(手工榨汁、机械榨汁、机械榨汁并通过2μm胶体磨细微化处理)，90℃、30s钝化果胶酯酶[2]，耐热PET 350mL热罐装，测定其果胶、水溶性果胶、黏度、混浊度；每组处理保留10瓶，室温条件下1个月观察橙汁混浊稳定性，统计分层瓶数。

1.3.4 酶处理对橙汁混浊稳定性的影响

采用72-1脐橙进行实验。分别用果胶酶、木瓜蛋白酶处理机械榨橙汁，木瓜蛋白酶分别以500mg/L和800mg/L的添加量作用于橙汁(55℃、8h)，果胶酶的添加量分别为500、800mg/L，在45℃、8h的条件下测定橙汁黏度、混浊度、可溶性果胶及氨基酸态氮的含量变化。

1.3.5 贮藏温度对橙汁稳定性的影响

采用72-1脐橙进行实验。机械榨汁并通过2μm胶体磨细微化循环处理。橙汁90℃、30s，耐热PET热罐装，在不同的贮藏温度条件下(4、15、25℃)1个月，每间隔10d测定橙汁黏度、混浊度，每组处理保留10瓶用于橙汁混浊稳定性观察。

1.3.6 统计分析

所有数据均为3次的平均值，结果分析使用Excel和SPSS-12软件分析。

1.3.7 分析测定

1.3.7.1 果胶酯酶酶活力的测定[1-2]

取20mL果胶于烧杯中，装好保温系统，待果胶溶液达到预定温度(30℃)时，先用少量的0.05mol/L NaOH溶液将果胶溶液滴定到预定pH值(pH7.5)，计录NaOH体积，再向反应杯中移入2mL粗酶液，迅速将其pH值调至7.5，开始计时，随时滴加NaOH溶液，使反应混合物始终保持在pH7.5，到30min时计下所消耗的NaOH溶液体积。以单位蛋白1min内消耗1mmol NaOH作为一个酶活单位，参考相关方法[3]并加以改进。

式中：V1为加入酶液开始计时后消耗NaOH溶液体积/mL；c为滴定用NaOH溶液的浓度/(mol/L)；V为加入酶液体积/mL；t为反应时间/min。

1.3.7.2 其他指标测定

果胶总量、可溶性果胶含量的测定：按NY 82.11—1988《果汁测定方法 果胶的测定》[4]咔唑比色法测定。混浊度的测定[5]：以蒸馏水作空白，在波长660nm处观察橙汁的吸光度A660nm。橙汁黏度的测定：采用数字式黏度计检测。氨基酸态氮含量的测定：按GB/T 12143.2—89《果蔬汁饮料中氨基态氮的测定方法》[6]中甲醛值法测定。可溶性固形物含量的测定：采用手持折光仪测定。总糖含量的测定：按GB/T 6194—86《水果、蔬菜可溶性糖测定法》[7]测定。总酸含量测定：按GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定方法》[8]测定。VC含量测定：按GB 8210—1987《出口柑橘鲜果检验方法》[9]中2,6-二氯酚靛酚法测定。

2 结果与分析

2.1 果胶酯酶对橙汁混浊稳定性的影响

图1 不同贮存时间对果胶酯酶酶活力的影响Fig.1 Change of pectinesterase activity in orange juice during storage

图2 不同贮存时间对橙汁混浊度的影响Fig.2 Change of turbidity in orange juice during storage

从图1、2看出，果胶酯酶酶活力随着贮藏时间的延长而逐渐降低，橙汁混浊度也逐渐下降。第20天时混浊度(A660nm)由鲜榨橙汁2.78降低到1.47，出现上清液，第25天时分层明显，橙汁混浊度降低到0.52。

Versteeg等[10]研究认为，在橙汁的加工过程中，部分果胶酯酶进入橙汁中并作用于可溶性果胶，使之发生脱甲基作用，与二价阳离子形成不溶于水的果胶酸盐，果胶酸盐在沉降过程中，会吸附橙汁中的一些微细果肉及其他混浊成分，使之完全澄清。

2.2 原料成熟度对橙汁混浊稳定性的影响

甜橙在成熟过程中，其营养成分会发生变化[11]，这对橙汁品质和橙汁混浊度有一定影响，结果见图3。

图3 不同采摘时间对可溶性固形物含量的影响Fig.3 Effects of harvesting date on soluble solid contents of orange juice from different varieties

从图3看出，可溶性固形物在成熟前期(2008年11月底)到成熟后期(2009年2月底)，其含量不断上升：特罗维塔变化幅度较少；脐橙由9%增加到12%，幅度最大；其次是哈姆林，由9%增加到11.6%。

可溶性固形物含量是判断原料成熟度的重要指标之一，非浓缩还原(not from concentrate，NFC)果汁的生产以可溶性固形物含量10%为最低标准，以上品种应该在12月底才进入榨汁期。

图4 不同采摘时间对总酸含量的影响Fig.4 Effects of harvesting date on total acid contents of orange juice from different varieties

由图4可知，柑橘酸度早期含量高，随着成熟度增加而减少[12]。北碚447锦橙在2008年11月25日总酸含量高达10.12g/L，成熟后期下降显著，2009年2月20日，总酸含量8.35g/L，而哈姆林从9.96g/L下降到7.47g/L。

图5 不同采摘时间对总糖含量的影响Fig.5 Effects of harvesting date on total sugar contents of orange juice from different varieties

由图5可知，总糖含量随着成熟度增加而上升，在实验前期上升显著，2009年1月底增加放缓。选择适宜的成熟度，使果实内糖、酸代谢积累逐渐达到了适宜的糖、酸含量和糖酸比，对生产优质橙汁极其重要[13]。

图6 不同采摘时间对VC含量的影响Fig.6 Effects of harvesting date on vitamin C contents of orange juice from different varieties

由图6可知，VC含量变化趋势除哈姆林外，其他3个品种都是其含量随着成熟度增加而上升，2009年1月底增加缓慢，而哈姆林在2008年12月达到最高点后逐渐减少。

图7 不同采摘时间对混浊度影响Fig.7 Effects of harvesting date on turbidity of orange juice from different varieties

混浊度变化趋势从图7可以看出，随着成熟度增加，4个品种的橙汁混浊度上升。这说明采用充分成熟的原料榨汁可以提高橙汁的混浊度。

2.3 榨汁工艺对橙汁混浊稳定性的影响

表1 榨汁工艺对橙汁混浊稳定性的影响(n=3，x±s)Table 1 Effect of squeezing way on cloud stability of orange juice (n=3，x±s)

果胶存在于橙类果实的中果皮和内果皮中，在压榨制汁过程中进入橙汁成为很重要的物质，有一部分与较大的肉眼可见的颗粒结合在一起，形成果浆；另一部分与悬浮的小颗粒结合在一起，形成橙汁混浊物；还有一部分以可溶性形式存在于橙汁的清液中。由表1可知，机械榨汁与手工榨汁相比较，前者可以使果肉中的成分更多的进入到榨汁中，既可以增加出汁率，又可以提高榨汁的成分含量，增加稳定性。胶体磨细微化可以增加果浆中果胶、可溶性果胶的溶出使果胶含量显著增加 (P＜0.05)，橙汁黏度提高，增加稳定性，混浊稳定性观察无分层现象出现。浑浊性饮料的生产中已广泛应用到胶体磨或均质机，但在橙汁榨汁工艺中尚未使用，研究结果表明通过增加胶体磨细微化工艺处理可以改善橙汁稳定性。

Venolia等[14-15]研究了柠檬汁中的混浊颗粒，指出柠檬汁的稳定性与其颗粒大小特性存在必然联系，浓缩稀释汁的混浊颗粒小于鲜榨汁的混浊颗粒，因此浓缩稀释汁的混浊稳定性好于鲜榨汁。

2.4 酶处理对橙汁混浊稳定性的影响

图8 果胶酶处理对橙汁混浊度的影响Fig.8 Effect of pectinase treatment on turbidity of orange juice

由图8可知，添加果胶酶，45℃处理1h后开始出现絮状分层；2h时出现上清液，混浊度急剧下降；到6h时，橙汁混浊稳定性已经彻底破坏。这一研究结果表明，在生产混浊型橙汁工艺中不能采用果胶酶处理工艺。果胶酶可降低橙汁的黏度，并提高果汁的澄清度[16-17]。聚半乳糖醛酸酶可从果胶分子内部无规则地截断α-(1,4)键，使高分子的半乳糖醛酸降解为半乳糖醛酸和果胶酸等小分子物质，并且果胶的多糖链被降解，果胶分子的连续降解使果汁的黏度下降，原来存在于果汁中的固形物失去依托而沉降下来。

图9 木瓜蛋白酶对橙汁混浊度的影响Fig.9 Effect of papain treatment on turbidity of orange juice

由图9可知，木瓜蛋白酶对橙汁混浊度的影响比较小(P＞0.05)。

表2 酶处理对橙汁黏度、氨基酸态氮、水溶性果胶含量的影响Table 2 Effect of enzymatic treatment on viscosity and amino acid nitrogen and water-soluble pectin contents of orange juice

由表2可知，果胶酶酶解使得橙汁的黏度明显著降低(P＜0.05)。果胶酶主要含有果胶酯酶和聚半乳糖醛酸酶的活性，可将果胶降解为小分子，使橙汁黏度降低，并释放出游离羧基[18]，果胶酶处理可降低橙汁中可溶性蛋白及果胶的含量[19]。木瓜蛋白酶使大分子蛋白质降解为多肽或氨基酸，橙汁氨基酸态氮含量增加显著(P＜0.05)，而对橙汁的黏度和水溶性果胶影响不明显。

2.5 贮藏温度对橙汁混浊稳定性的影响

图10 贮藏温度对橙汁混浊度的影响Fig.10 Effect of storage temperature on turbidity of orange juice

由图10可知，4℃和15℃贮藏对橙汁混浊度的影响不显著(P＞0.05)，25℃贮藏对橙汁混浊度降低影响显著(P＜0.05)，常温(25℃)贮藏不利于保持橙汁混浊稳定性。

由图11可知，橙汁黏度随着贮藏时间延长而逐渐降低，但各贮藏温度条件对橙汁黏度降低影响不显著(P＞0.05)。每组处理进行橙汁混浊稳定性观察，尚未出现分层现象。

图11 贮藏温度对橙汁黏度的影响Fig.11 Effect of storage temperature on viscosity of orange juice

3 结 论

3.1 未完全钝化果胶酯酶活性的橙汁在4℃保存条件下，果胶酯酶酶活力随着贮藏时间的延长而逐渐降低，橙汁混浊度也逐渐下降，第20天时混浊度(A660nm)由鲜榨橙汁2.78降低到1.47，出现上清液，第25天时分层明显，橙汁混浊度降到0.52。

3.2 分析比较北碚447锦橙、脐橙、哈姆林、特罗维塔4个品种在成熟过程中，其营养成分变化趋势：可溶性固形物、总糖、VC(哈姆林除外)含量随着成熟度增加而上升，脐橙可溶性固形物含量增幅最大，从9%上升到12%；总酸含量随着成熟度增加而下降，降幅最大的是北碚447锦橙，从10.12g/L降低到8.35g/L；哈姆林VC含量在12月达到最高点后逐渐减少；随着成熟度增加，橙汁混浊度呈上升趋势；以上品种应在12月底才能进入榨汁期。

选择适宜的成熟度，使果实内糖、酸代谢积累逐渐达到了适宜的糖、酸含量和糖酸比，对提高橙汁混浊度，生产优质橙汁极其重要。

3.3 机械榨汁与手工榨汁相比较，前者可以使果肉中的成分更多的进入到榨汁中，提高榨汁的成分含量，增加稳定性。胶体磨细微化可以增加果浆中果胶、可溶性果胶的溶出，果胶含量增加显著(P＜0.05)，橙汁黏度提高，增加稳定性。

3.4 添加果胶酶酶解使得橙汁的黏度明显著降低(P＜0.05)，破坏橙汁混浊稳定性；木瓜蛋白酶酶解对橙汁混浊度的影响较少(P＞0.05)，木瓜蛋白酶使大分子蛋白质降解为多肽或氨基酸，橙汁氨基酸态氮含量增加显著(P＜0.05)。

3.5 橙汁贮藏温度对橙汁混浊度的实验结果表明：4℃和15℃贮藏对橙汁混浊度的影响不显著(P＞0.05)，25℃贮藏对橙汁混浊度降低影响显著(P＜0.05)，常温(25℃)贮藏不利于保持橙汁混浊稳定性。

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Cloud Stability of Orange Juice

XIANG Chen-xi，JIANG He-ti*
(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China)

The effects of degree of maturity (DM) of fruit, squeezing way, enzymatic treatment and storage temperature on the cloud stability of orange juice were investigated. As fruit DM increased, the turbidity of squeezed orange juice showed an increasing trend. Micronization by a colloid mill could improve the release of pectin and soluble pectin from fruit pulp, resulting in a significant increase in pectin content in fruit juice (P ＜ 0.05). Pectinesterase presence had notable effect on the cloud stability of orange juice, so this enzyme should be inactivated. Pectinase treatment damaged the cloud stability of orange juice, while the effect of papain treatment was unobvious. No significant change (P ＞ 0.05) was observed for orange juice quality during storage at 4 or 15 ℃, but the turbidity of orange juice decreased significantly during storage at 25 ℃ (P ＜ 0.05). Ambient temperature storage was unbeneficial for the cloud stability of range juice.

orange juice；maturity；storage；cloud stability

TS255.44

A

1002-6630(2010)19-0106-05

2010-06-23

“十一五”国家科技支撑计划项目(2007BAD47B05)；西南大学博士基金项目(SWU109029)

向晨茜(1987—)，女，硕士研究生，研究方向为农产品贮藏与加工工程。E-mail：checy21@126.com *通信作者：蒋和体(1963—)，男，教授，博士，研究方向为农产品加工。E-mail：jheti@126.com