伽师瓜汁的制取及澄清工艺研究

艾麦提·巴热提，牛淑萍，阿不都艾尼，孙 睿

（1. 新疆农业职业技术学院，新疆 昌吉 831100；2. 新疆兵团兴新职业技术学院，新疆 铁门关 841007）

0 引言

伽师瓜分布在新疆伽师县，其产区集中于新疆南部喀什区域的伽师县、和田区与岳普湖县等[1]。此水果为新疆的特产，在带动该区域农村经济发展方面起到关键作用，还为打造新疆特色农业与创汇农业起到支持作用[2]。此农作物极具营养价值，铁、维生素、钙、纤维素、有机酸与果胶等的含量较高，具有增进食欲、预防肠癌、助消化、滋肝润肺、清痰化咳等功效[3]。伽师瓜品质优良、资源丰富，但由于伽师瓜成熟时采收高温，果实含糖量和水分含量大，加快了生理代谢，易出现腐烂变质现象，采后病害极为严重，这对伽师瓜经济发展产生限制，所以挖掘适宜的深加工技术可有效促进产业的发展。采用果皮薄而硬韧，肉质细、脆、紧、多汁的卡拉库赛为原料。对其果汁实施酶解操作，通过果胶含量、透光率指标对澄清效果展开评估，以确定出最适澄清工艺。探究酶解各因素同澄清效果之间的联系，经由单因素试验、正交试验确定出最适澄清伽师卡拉库赛瓜汁的工艺。

1 材料与方法

1.1 原料

果皮薄而硬韧、肉质细、脆、紧、多汁的卡拉库赛，购自伽师县克孜勒苏多来提巴格村农民家庭。

1.2 仪器

WF-A3000 型榨汁机，广州旭众食品机械有限公司（广州） 产品；糖度计（手持式），陆恒生物科技公司（杭州） 产品；DHP-9162 型电热恒温培养箱、DHG-9035AE（40 L） 型立式鼓风干燥箱、AL204-IC 型分析天平，一恒科学仪器公司（上海）产品；TD5A-WS 型台式低俗离心机，湘仪心机仪器公司（长沙） 产品；SGZ-800I 型微电脑浊度测量仪，悦丰仪器公司（上海） 产品；DELTA320 型pH 计，苏州圣光仪器有限公司（苏州） 产品；752G 新型紫外分光光度计，上海美谱达仪器有限公司（北京） 产品。

1.3 试剂

果胶酶，河北鹏宇生物科技有限公司提供；酶活力是1.8 U/mg、柠檬酸（CA）、无水乙醇（ET）、考马斯亮蓝G-250、GA（半乳糖醛酸） 标准品、BSA（牛血清白蛋白） 标准品、氢氧化钠、咔唑、2,6-二氯靛酚、硫酸铜、酒石酸钾钠，均为分析纯。

1.4 试验方法

1.4.1 工艺流程

伽师卡拉库赛瓜→洗涤→去皮、去籽→切割、分块→榨汁→粗滤操作→Pectase 澄清→以转速4 800 r/min 低速离心10 min→指标测定。

1.4.2 测定透光率最适波长的确定

分别准备1 份原果汁、澄清果汁（在温度40 ℃下，采用果胶酶用量100 mg/kg，调节pH 值为3，对甜瓜汁进行澄清），均置于比色皿（1 cm） 内，把蒸馏水当作空白，于波长400~760 nm 可见光区波长区间内，开展光谱扫描。

1.4.3 伽师瓜果汁中果胶定性检测[4]

向1 份伽师瓜汁内添加2 份ET 盐酸混合液（由99∶1 的95%ET、1%盐酸制备），充分混合，经过15 min 查看。如果未见凝胶状成分，即判定已基本分解掉所有果胶物质，果胶成分不存在，用“-”代表；如果依然存在胶状成分，用“+”代表，同时通过“+”个数来体现果胶的残余量。

1.4.4 伽师瓜果汁浊度测定[5]

测定仪器为微电脑浊度仪。

1.4.5 伽师瓜果汁中成分分析方法

总糖含量的测定：按《GB/T 5009.8—2003 食物中的方法》水解样品食品中蔗糖的测定，按《GB/T 5009.7—2003 食品中的方法》 还原糖含量的测定；总酸含量的测定：酸碱滴定法，按GB/T 12456—1990 食品中总酸的测定方法；蛋白质含量测定[6]：考马斯亮蓝G-250；果胶的定量检测[7]：咔唑比色法；VC 含量[8]：2.6 - 二氯靛酚滴定法；可溶性固体含量：按GB/T 12143.1—1989《软饮料中可溶性固体含量的测定方法折光计法》规定的方法。

1.4.6 伽师瓜汁的感官评价

组建10 人评价小组，风味、香气皆含3 个档次。风味：总计5 分，0~1，2~3，4~5 分依次对应“平淡”“甜味适中”“极甜”。香气：总计5 分，0~1 分，2~3 分，4~5 分依次对应“香气平淡”“香气宜人，但易于消散”“香气浓郁且不易消散”。评估小组成员对这2 项指标进行独立评分，评分与人数的相乘值，就是此项指标的评分。

1.4.7 果胶酶处理单因素试验

（1） 果胶酶添加量对澄清效果的影响。准备7份皆为50 mL 的伽师瓜鲜榨汁，逐一置于7 个小烧杯（100 mL） 内，通过CA（20%） 将酸碱度调节为4.0， 根 据 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 酶解干预，之后取出进行离心处理，最后对酶解效果实施检验。

（2） 酶解pH 值对澄清效果的影响。准备5 份均为50 mL 的伽师瓜鲜榨汁，再分别放到5 个小烧杯（100 mL） 内，通过CA（20%） 将酸碱度调节成3.0，3.5，4.0，4.5，5.0，接着分别以0.15 g/L 的剂量加入Pectase，置于30 ℃水浴里，经120 min 酶解处理，取出离心，最后对酶解效果实施检验。

（3） 酶解时间对澄清效果的影响。把500 mL 伽师瓜鲜榨汁置于烧杯（1 L） 内，通过CA（20%） 将酸碱度调整成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 取样，取出后进行离心处理，对酶解效果实施检验。

（4） 酶解温度对澄清效果的影响。准备5 份50 mL 的伽师瓜鲜榨汁，再分别移入5 个小烧杯（100 mL） 内，通过CA（20%） 将酸碱度调节成4.0，加入Pectase 的量为0.015 g/100 mL，分别于20，25，30，35，40 ℃温度下经由水浴实施2 h 酶解处理，接着取出离心，对酶解效果实施检验。

1.4.8 正交试验

在对与Pectase 澄清果汁效果有关的各因素实施单因素试验的前提下，再全面考查不同因素之间的互作性，以Pectase 添加量、酶解温度、酶解pH 值与酶解时间实施正交试验。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

2 结果与分析

2.1 测定透光率最适波长的确定

果汁透光率随波长变化趋势见图1。

图1 果汁透光率随波长变化趋势

由图1 可知，原果汁于波长686 nm 处见波谷值，故于此波长下进行透光率的测定。

2.2 果胶酶处理单因素试验

2.2.1 果胶酶添加量对澄清效果的影响

果胶酶添加量对果汁透光率的影响见图2，果胶酶添加量对果汁浊度的影响见图3。

图2 果胶酶添加量对果汁透光率的影响

图3 果胶酶添加量对果汁浊度的影响

由图2 可知，Pectase 加入量在0.02 g/100 mL以下时，在其加入量上调果汁透光率呈提高趋势；当加入量为0.02 g/100 mL 时，可实现最大透光率，即96.8%；当加入量在0.02 g/100 mL 以上时，透光率开始降低。由图3 可知，当其加入量处于0~0.04 mg/mL时，随着酶量增加，浊度不断降低；当其处于0.04~0.10 mg/mL 时，基本未见波动。

果胶酶添加量对果胶含量、可溶性固形物含量和pH 值的影响见表2。

表2 果胶酶添加量对果胶含量、可溶性固形物含量和pH 值的影响

由表2 可知，在Pectase 添加量提高下，果汁所含果胶的量大幅减少，在Pectase 添加量为0.02%以上时，无果胶阳性反应。Pectase 添加量对于伽师瓜汁的酸碱度、SSC 的影响非常小。

2.2.2 酶解pH 值对澄清效果的影响

酶解pH 值对果汁透光率的影响见图4，酶解pH 值对果汁浊度的影响见图5。

图4 酶解pH 值对果汁透光率的影响

图5 酶解pH 值对果汁浊度的影响

由图4 可知，伽师瓜汁的酸碱度可在较大程度上影响澄清后果汁的透光率，在酸碱度呈3.0~5.0时，其愈低，澄清后果汁的透光率越高。

由图5 可知，在酶解酸碱度降低下，果汁浊度随之降低，当酸碱度处于3.0~3.5 时，几乎无波动，果汁浊度为13.00 左右。

酶解pH 值对果胶含量、可溶性固形物含量的影响见表3。

表3 酶解pH 值对果胶含量、可溶性固形物含量的影响

由表3 可知，当酸碱度趋于5.0 时，果汁经酶解后还是显示混浊状态，分布着大量果胶；当酸碱度为4.5 时，几乎所有的果胶皆被去除掉；当酸碱度小于4.0 时，所有果胶皆被分解；当酸碱度处于3.0~5.0 时，伽师瓜汁SSC 未见明显波动，酶解前后果汁酸碱度未见明显波动。

通过CA 来调节酸碱度，当酸碱度超过4.0 时，呈酸甜适口的口感，澄清时对应的酸碱度为4.0~4.5，这时能够达到95.0%以上的透光率。

2.2.3 酶解时间对澄清效果的影响

酶解时间对果汁透光率的影响见图6，酶解时间对果汁浊度影响见图7。

图6 酶解时间对果汁透光率的影响

图7 酶解时间对果汁浊度影响

由图6 可知，当Pectase 作用时间未及0.5 h 时，在时间增加下，果汁透光率不断提升；Pectase 作用时间在60 min 以上时，可实现超过97.4%的果汁透光率，且几乎无波动，可见长时间澄清处理无法使果汁的澄清度大幅提升。

由图7 可知，在酶解时间增加下，伽师瓜汁的浊度不断降低。

酶解时间对果胶含量、可溶性固形物含量和果汁pH 值的影响见表4。

表4 酶解时间对果胶含量、可溶性固形物含量和果汁pH 值的影响

由表4 可知，当酶解时间为30 min 时，残留少量果胶；酶解时间超过60 min 时，所有果胶皆被分解；对于果汁SSC 与pH 值，酶解时间存在非常小的影响。

经由上述结果能够发现，酶解最适时间是0.5~1.5 h。

2.2.4 酶解温度对酶解效果的影响

酶解温度对果汁透光率的影响见图8，酶解温度对伽师瓜汁浊度的影响见图9。

图8 酶解温度对果汁透光率的影响

图9 酶解温度对伽师瓜汁浊度的影响

由图8 可知，在温度为35 ℃时，可实现最大透光率，若在35 ℃温度以下，在透光率增大下，温度上调，与35 ℃时相比，40 ℃时透光率略低。由图9可知，在酶解温度增大下，果汁浊度呈不断降低表现。

酶解温度对果胶含量、可溶性固形物含量和果汁pH 值的影响见表5。

表5 酶解温度对果胶含量、可溶性固形物含量和果汁pH 值的影响

由表5 可知，在25 ℃酶解温度下，会残留较少果胶，在30 ℃温度下，所有果胶皆被酶解。酶解温度处于30~35 ℃，可实现超过95.0%的透光率；酶解温度不会明显影响到果汁SSC 与pH 值。

2.3 正交试验

结果分析见表6。

表6 结果分析

由表1 与表6 可知，就影响Pectase 澄清效果的程度而言，4 项因素中，依主次排序为酶解pH 值（B） ＞Pectase 添加量（A） ＞酶解时间（C） ＞酶解温度（D），最适组合为A2B1C2D3。如此能够达到97.5%的澄清果汁透光率，果汁呈透明澄清状态。

2.4 澄清前后伽师瓜汁中部分成分比较

澄清前后伽师瓜汁中部分成分比较见表7。

表7 澄清前后伽师瓜汁中部分成分比较

由表7 可知，酶解后果汁所含维C 量稍显减少；总酸与总糖含量、酸碱度基本未变；SSC 稍见上调；在原汁中，蛋白质、总果胶的降幅分别为8%、2.5%。可见，伽师瓜汁被Pectase 处理后，几乎所有的果胶皆被分解掉，可导致果汁混浊的蛋白质[5]同时大幅减少，果汁内其他物质的含量则几乎未见波动。

3 结论

为了确定Pectase 用于澄清伽师瓜汁的可行性，酶解后伽师瓜汁中的蛋白质含量大幅度下降，通过Pectase 澄清伽师瓜汁途径具备可行性，能够实现理想的澄清效果，同时对果汁所含营养无关系。经由单因素试验、正交试验对不同因素与澄清效果之间的联系加以明确，最关键的因素是酶解酸碱度，Pectase 添加量次之，第3 项主要因素是酶解时间，酶解温度相对最弱；最适澄清工艺为，Pectase 用量0.2 g/L，酶解酸碱度4.0，酶解温度30 ℃，酶解时间1 h。澄清后呈97.5%的果汁透光率，SSC 稍见增大，果胶、蛋白质含量的降幅分别是97.5%，92%，维C、总酸与总糖含量未见明显改变。