无籽梨与雪花梨果汁加工性能的比较

2012-10-10赵玉华高海生赵京献

河北科技师范学院学报 2012年1期

赵玉华，高海生*，赵京献

(1河北科技师范学院食品科技学院，河北秦皇岛，066600;2河北省林业科学院)

我国梨多以鲜食为主，只有极少量用于加工，每年约有占总产量30%的果实被廉价销售或腐烂损耗，造成了极大的浪费，因此对梨果进行深加工势在必行［3，4］。国际市场方面，到2020年，全球果汁及碳酸饮料将增至730亿升［5］。据此推断，未来中国果汁行业的发展空间非常广阔，与此同时梨果汁也具备了非常好的投资优势。

无籽梨是梨的新品种，仅有软核果心，无籽，故在梨果的深加工中无需去核处理，减少了果肉与空气的接触时间，提高了果实的利用率，有效地控制梨果加工中的褐变，可降低梨果的加工成本。为此，笔者以雪花梨作对照，对无籽梨果汁加工性能进行实验研究，以期为无籽梨的深加工提供参考。

1 材料与方法

1．1 材料与仪器设备

1．1．1 实验材料与辅料雪花梨(市售)、无籽梨(园艺工作者培育的新品种)、果胶酶(市售)、抗坏血酸(分析纯)、明胶(市售)、单宁(市售)。

1．1．2 实验仪器 JJ-2打浆机，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司生产;SPX-250B-Z恒温培养箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂生产;721分光光度计，上海精密科学仪器有限公司生产;SHD-Ⅲ真空泵，保定高新区阳光科教仪器厂生产。

1．2 实验方法

1．2．1 梨果汁加工工艺流程

选果→洗果→破碎→护色→打浆→酶解→榨汁→澄清(护色)→过滤→调配(糖酸)→杀菌→装罐→杀菌

1．2．2 选果和洗果为了不影响果汁饮料的色、香、味，防止微生物污染，选择无病虫害，八九成熟的雪花梨和无籽梨［6］，在利用残次果加工时去掉腐烂部分。用流动水漂洗果实表面污物［7］。

1．2．3 破碎、护色、打浆将洗净的果实进行切碎处理，碎块大小以2～3 mm为宜，碎块过大或过小都降低原料的出汁率［8］;为防止褐变，选用不同浓度的抗坏血酸作为护色剂进行护色，以不添加护色剂为对照(ck)，将快速切碎的梨果块放入打浆机，按上述实验方案在梨果打浆时加入不同数量的护色剂，观察果浆的色泽变化［9］。

1．2．4 最佳酶解条件的确定进行单因素实验以确定适宜的果胶酶用量、酶解温度和酶解时间，并以此为基础进行3因素4水平正交实验［10，11］。以梨果出汁率作为酶解的效果指标，同时以梨果破碎后不加果胶酶处理作为对照，并以雪花梨作对比。

1．2．5 澄清与过滤采用冷冻澄清、果胶酶澄清和明胶、单宁澄清3种澄清方法进行对比，以确定最佳澄清方法［13，14］。澄清结束后用真空泵进行抽虑。

①冷冻澄清将果汁在冰箱冷冻室内冻结，冻结温度为－5～－1℃。冷冻可改变果汁中胶体性质，使果汁在解冻时形成沉淀［15］。

②果胶酶澄清将果胶酶混入果汁中，使果汁中果胶酶的质量浓度为0．5 g/L，搅拌15～30 min，于50℃保持1 h，然后每隔0．5 h检测一次澄清效果。检测方法为:取1份果汁与2份体积分数为0．95的酒精混合，轻轻上下倒置3次，静置15 min，如有胶凝或絮状物则果汁中仍有果胶［16～18］。在澄清过程中由于温度较高易发生褐变，因此在选出最佳酶用量后，用不同浓度的抗坏血酸来进行二次护色实验，检测透光率与吸光度以确定果胶酶澄清条件与最佳抗坏血酸用量［19］。

③明胶、单宁澄清取预测果汁数份，每份100 mL，均加入定量单宁和明胶，使果汁中明胶的质量浓度分别 0．2，0．4，0．6，0．8，1．0 g/L，果汁中单宁的质量浓度分别为 0．1，0．2，0．3，0．4，0．5 g/L。同时以不加明胶、单宁为对照。加入时必须先加单宁，然后在充分搅拌下徐徐加入明胶，以起稳定作用。然后将果汁于10℃下静置10 h，使胶体凝聚沉淀。温度过高则会引起沉淀缓慢，温度过低会造成浑浊现象［20］。由于澄清过程时间长，与空气接触多易发生褐变，因此在选出最佳明胶单宁用量后，用不同浓度的抗坏血酸来进行二次护色实验，检测透光率与吸光度以确定澄清条件和护色效果［21］。

1．2．6 调配用手持测糖仪检测过滤后的果汁中可溶性固形物含量，用酸碱滴定法检测果汁酸度(以柠檬酸算)。调糖酸后，进行感官鉴评，选出最佳糖酸比［22］。

1．2．7 杀菌高温(93±2)℃瞬时(30 s)灭菌与紫外杀菌(杀菌15 min［23］)相结合。

表1 抗坏血酸对梨果浆的护色效果

2 结果与分析

2．1 打浆过程中护色条件的确定

破碎打浆是提高梨果汁出汁率的一道重要工序，也是最容易发生褐变的阶段。将梨切块后马上加入不同数量的抗坏血酸，然后打浆。结果表明:无籽梨果汁中抗坏血酸的质量浓度为0．6 g/L，雪花梨果汁中抗坏血酸的质量浓度为0．8 g/L，可抑制褐变的发生(表1)。此过程由于无籽梨无需去核，与空气接触时间短，所以防褐变效果较好。

2．2 果胶酶酶解条件对梨果实出汁率的影响

果胶酶的作用是分解果胶，通过细胞间原果胶部分的分解，果浆的结构还保持一定的程度，这样有利于果浆的压榨，提高出汁率［24］。分别从A果胶酶添加量、B酶解温度和C酶解时间几个方面进行研究。结果表明，果浆中果胶酶添加量为0．1 g/L时出汁率相对较高，较适宜的酶解温度为30～40℃，酶解2～3 h出汁率较高(图1～图3)。根据单因素实验结果制定正交实验的因素和水平(表2)。

在梨果汁提取过程中，梨果破碎后未用果胶酶处理而直接榨汁的原料利用率低，雪花梨的出汁率只有76．1%，无籽梨的出汁率只有74．2%;而经过果胶酶处理的果浆出汁率显著提高。说明影响梨果浆酶法液化效果的主次因素是:B＞A＞C，即酶解温度＞果胶酶用量＞酶解时间(表3，表4)。

考虑果胶酶的价格高以及生产成本问题，无籽梨和雪花梨在酶浓度为0．1 g/L的时候效果最好(表3，表4)。雪花梨和无籽梨的最佳酶解工艺条件为:酶用量均为0．1 g/L，酶解温度40℃，酶解时间为2 h与2．5 h。进一步试验表明，雪花梨果浆在A3B2C2最佳酶解条件下进行酶解，可使出汁率达87．5%，比不用果胶酶处理而直接榨汁的出汁率提高了11．4个百分点(表3);无籽梨果浆在A3B2C2最佳酶解条件下进行酶解，可使出汁率达85．2%，比破碎后不用果胶酶处理而直接榨汁的出汁率提高了11．0个百分点(表4)。

图1 果胶酶添加量对梨出汁率的影响

图2 酶解温度对梨出汁率的影响

图3 酶解时间对梨出汁率的影响

表2 果胶酶酶解梨汁的试验因素和水平

表3 果胶酶酶解条件对雪花梨出汁率的影响

2．3 最佳澄清处理条件的确定

2．3．1 明胶、单宁澄清最佳条件的确定

①明胶单宁最佳使用量的确定压榨出的果汁本身就含有少量的单宁，单宁和明胶反应可形成明胶单宁酸盐络合物，随着络合物的沉淀，果汁中的悬浮颗粒被缠绕也随之沉淀。但如果明胶过量，不仅会妨碍聚集过程，反而能保护和稳定胶体，其本身形成一种胶态溶液，从而影响果汁的澄清效果。结果表明，雪花梨果汁和无籽梨果汁的最佳澄清效果均为明胶0．4 g/L，单宁0．2 g/L(表7)。

表4 果胶酶酶解条件对无籽梨出汁率的影响

②明胶单宁法澄清过程中的护色由于明胶单宁澄清法处理时间长，在澄清的过程中容易发生褐变，因此在此过程中加抗坏血酸以抑制褐变的发生。结果表明，雪花梨果汁中抗坏血酸质量浓度为0．1 g/L时就能较好地防止褐变，而无籽梨果汁中抗坏血酸质量浓度为0．2 g/L的时候能较好地防止褐变(表8)。但用明胶单宁法澄清后，雪花梨果汁清亮透明，而无籽梨果汁呈较浑浊的黄白色。

表5 无籽梨酶解方差分析

表6 雪花梨酶解方差分析

表7 不同明胶单宁用量对梨汁澄清的影响

表8 不同浓度抗坏血酸对梨汁的护色效果

2．3．2 果胶酶澄清

①澄清时间的确定对于澄清果汁来说，果汁中含有的果胶物质会使果汁浑浊不清，并且还起着保护其他物质的作用，阻碍果汁的澄清。加酶澄清是利用果胶酶制剂来水解果汁中的果胶物质，使果汁中的其他物质失去果胶的保护作用而共同沉淀，达到澄清的目的。将果胶酶混入果汁中，使果汁中果胶酶的质量浓度为0．5 g/L，搅拌15 ～30 min，于45 ℃保持1 h，然后每隔30 min检测1次澄清效果，以确定最佳酶解澄清时间。结果表明，雪花梨果汁中的果胶在1．5 h后即被完全水解，无籽梨果汁中的果胶在3 h后才被完全水解(表9)。

②果胶酶澄清过程的防褐变研究结果表明，雪花梨在使用0．3 g/L抗坏血酸时护色效果较好，再加大抗坏血酸的浓度，护色效果无明显改善(表10)。无籽梨本身酸度较高，加入抗坏血酸使得无籽梨果汁的pH值过低，降低酶的活性。因此随着抗坏血酸浓度的加大，澄清效果受到影响，沉淀相对较多，透光率下降，故不适宜用抗坏血酸在果胶酶澄清过程进行护色。