白刺果汁生产工艺研究

陈 晨，张 琳，刘增根，陶燕铎，邵 赟，*，梅丽娟

(1.中国科学院西北高原生物研究所，青海西宁810008; 2.中国科学院研究生院，北京100049)

白刺果汁生产工艺研究

陈 晨1，2，张 琳1，2，刘增根1，2，陶燕铎1，邵 赟1，*，梅丽娟1

(1.中国科学院西北高原生物研究所，青海西宁810008; 2.中国科学院研究生院，北京100049)

对白刺果汁生产工艺进行了研究，以白刺果汁中总多酚含量为标准，探讨在胶体磨、高压均质、膜分离的生产条件下白刺果汁品质的变化。结果表明:在胶体磨研磨3次，每次7min，高压均质操作压力100MPa，高压均质3次，0.1μm的陶瓷膜流速为80mL/min，10000u有机膜操作压力为20kg，流速为100mL/min的条件下生产的白刺果汁中总多酚含量最高，果汁的品质最好。

白刺果汁，胶体磨，高压均质，膜分离技术

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

白刺果实 2010年8月采于青海省诺木洪农场，经中国科学院西北高原生物研究所梅丽娟高级工程师鉴定为唐古特白刺(Nitraria tangutorum Bobr.)。

有机膜分离设备、陶瓷膜分离设备 合肥世杰膜工程有限责任公司;胶体磨、高压均质机 上海东华高压均质厂;DC-UHT-20管式杀菌机、DC-GZS无菌灌装室 上海达程设备有限公司。

1.2 总多酚的测定

1.2.1 测定方法 将白刺果汁稀释50倍，然后取1mL的样品加到10mL的容量瓶中，依次加6mL水，0.5mL福林-酚显色剂，摇匀后10min内加入1.5mL 20%的碳酸钠溶液，最后定容至刻度。以相应的试剂为空白，在760nm下测定吸光度。

1.2.2 标准曲线的绘制 取对照品没食子酸溶液0、0.1、0.2、0.3、0.4mL，分别置于10mL容量瓶中，各加蒸馏水稀释至刻度，摇匀，得到不同浓度的对照品溶液。按照1.2.1的测定方法测得不同浓度对照品溶液的吸光度。以吸光度为纵坐标，对照品浓度为横坐标，绘制标准曲线，得线性回归方程为:Y=3.094X +0.0178。相关系数为0.9994。

1.3 白刺果汁生产工艺流程

白刺果实(未去皮)→胶体磨研磨→高压均质→陶瓷膜除杂→有机膜生产→超高温瞬时灭菌→灌装→白刺果汁成品

白刺果实含有丰富的花青素，所以在胶体磨研磨时未去皮。在整个生产过程中，为了降低食品添加剂对果汁品质的影响，未使用任何添加剂。

2 结果与分析

2.1 胶体磨的生产条件对白刺果汁中总多酚的影响

2.1.1 胶体磨生产时间对白刺果汁中总多酚的影响 将白刺果投入胶体磨中进行研磨，在研磨时间分别为3、5、7、9、12min的条件下考察白刺果汁的总多酚含量。由图1可知，随着时间的延长，总多酚的含量先增加后平缓，其原因可能是长时间胶体磨的研磨已经使白刺果实中总多酚的提取完全，因此研磨时间选7min。

图1 胶体磨时间对白刺果汁总多酚含量影响

2.1.2 胶体磨生产次数对白刺果汁中总多酚的影响 将白刺果投入胶体磨中进行研磨，研磨时间为7min，在研磨次数分别为1、2、3、4、5次的条件下考察白刺果汁中总多酚的含量。由图2可知，白刺果汁中总多酚含量随着研磨次数增加而提高，当次数超过3次，白刺果汁中总多酚含量变化不大，研磨次数过多会增加能耗，因此研磨次数为3次。

图2 胶体磨次数对白刺果汁总多酚含量影响

2.2 高压均质机生产条件对白刺果汁中总多酚的影响

2.2.1 高压均质机的操作压力对白刺果汁中总多酚的影响 经过胶体膜研磨7min、研磨次数为3次的白刺果汁投入高压均质机进行高压均质操作，高压均质次数为2次，在高压均质压力分别为70、80、90、100、110、120MPa的条件下考察白刺果汁中总多酚的含量。由图3可知，随着高压均质压力提高，白刺果汁中总多酚含量也提高，当压力达到100MPa时总多酚含量最高。这是因为刚开始细胞内外溶质浓度差很大，溶质从被破碎的外层组织细胞释放比从完整的内层释放容易的多，随着高压均质压力提高，对多酚类物质有一定的破坏作用。

图3 高压均质压力对白刺果汁中总多酚的影响

2.2.2 高压均质机的生产次数对白刺果汁中总多酚的影响 经过胶体膜研磨7min、研磨次数为3次的白刺果汁投入高压均质机进行高压均质操作，高压均质压力为100MPa，在高压均质次数分别为1、2、3、4、5次的条件下考察白刺果汁中总多酚的含量。由图4可知，白刺果汁中总多酚含量随着次数增加而提高，当次数超过3次，白刺果汁中总多酚含量变化不大，故高压均质3次已足够。

图4 高压均质次数对白刺果汁中总多酚的影响

2.3 陶瓷膜生产条件对白刺果汁中总多酚的影响

2.3.1 陶瓷膜孔径对白刺果汁中总多酚的影响 经过100MPa条件下高压均质3次生产的白刺果汁投入陶瓷膜进行除杂操作，流速为100mL/min，在陶瓷膜孔径分别为0.05、0.1、0.2、0.5μm的条件下考察白刺果汁中总多酚的含量。由图5可知，当陶瓷膜的孔径为0.1μm时，总多酚含量最高，其原因可能是小孔径的陶瓷膜会使总多酚截留，而大孔径的陶瓷膜会使杂质得不到很好的分离，如大分子的果胶和蛋白等。

图5 陶瓷膜的孔径对白刺果汁中总多酚的影响

2.3.2 陶瓷膜流速对白刺果汁中总多酚的影响 经过100MPa条件下高压均质次数为3次生产的白刺果汁投入陶瓷膜进行除杂操作，在陶瓷膜孔径为0.1μm，流速分别为60、80、100、120、140mL/min的条件下考察白刺果汁中总多酚的含量。由图6可知，当陶瓷膜的流速为80mL/min时，总多酚含量最高，其原因可能是流速过快之后，提高流速，总多酚含量反而呈下降趋势。会影响白刺果汁对陶瓷膜的渗透压，改变陶瓷膜的除杂效果。

图6 陶瓷膜的流速对白刺果汁中总多酚的影响

2.4 有机膜生产条件对白刺果汁中总多酚的影响

2.4.1 有机膜分子量对白刺果汁中总多酚的影响经过采用0.1μm陶瓷膜流速为80mL/min条件下生产的白刺果汁投入有机膜进行分离操作，流速为100mL/min、操作压力为20kg时，在有机膜分子量分别为2000、5000、10000、15000、20000u的条件下考察白刺果汁中总多酚的含量。由图7可知，当有机膜的分子量为10000u时，总多酚含量最高。多酚是一类物质总称，它们分子量均小于10000u，10000u有机膜可以使多酚透过，截留大于10000u的大分子杂质，因此10000u有机膜生产的白刺果汁中总多酚含量最高。

图7 有机膜分子量对白刺果汁中总多酚的影响

2.4.2 有机膜流速对白刺果汁中总多酚的影响 经过采用0.1μm陶瓷膜流速为80mL/min条件下生产的白刺果汁投入有机膜进行分离操作，有机膜分子量为10000u、操作压力为20kg，在流速分别为60、80、100、120、140mL/min的条件下考察白刺果汁中总多酚的含量。由图8可知，当有机膜流速为100mL/min时，白刺果汁中总多酚含量最高。

图8 有机膜流速对白刺果汁中总多酚的影响

2.4.3 有机膜操作压力对白刺果汁中总多酚的影响

经过采用0.1μm陶瓷膜流速为80mL/min条件下生产的白刺果汁投入有机膜进行分离操作，有机膜分子量为10000u、流速为100mL/min，在有机膜操作压力分别为15、18、20、22、24kg的条件下考察白刺果汁中总多酚的含量。由图9可知，当有机膜操作压力为20kg时，总多酚含量最高。有机膜操作压力改变有机膜两侧渗透压，从而改变多酚物质在膜内的流体运动，改变白刺果汁中总多酚含量。

图9 有机膜操作压力对白刺果汁中总多酚的影响

2.5 灭菌与灌装

将上述处理后的果汁在135℃下杀菌30s，当料液的温度降至90～95℃后迅速灌装和封盖(此时饮料瓶及盖已洗净、灭菌)，灌装后得白刺果汁成品。

2.6 白刺果汁成品总多酚测定

将20批白刺果实分别依次经过胶体磨研磨(研磨3次，每次7min)、高压均质(100MPa，高压均质3次)、0.1μm的陶瓷膜(流速为80mL/min)、10000u有机膜(流速为100mL/min，操作压力为20kg)后灭菌灌装得到的果汁按照1.2.1项下的操作方法进行含量测定，结果取平均值，结果表明，白刺果汁成品含有9.2mg/mL的总多酚。

3 结论

用胶体磨、高压均质、陶瓷膜、有机膜生产白刺果汁，白刺果汁中的多酚含量高，相比于其他的传统工艺具有一定的优势。

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Processing technology of Nitraria tangutorum Bobr.juice

CHEN Chen1，2，ZHANG Lin1，2，LIU Zeng-gen1，2，TAO Yan-duo1，SHAO Yun1，*，MEI Li-juan1
(1.Northwest Institut of Plateau Biology Chinese Academy of Sciences，Xining 810008，China; 2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China)

Technology of colloid mill，high pressure homogenizer and membrance separation were used in the production process of Nitraria tangutorum Bobr juice.It was found that the juice quality of Nitraria tangutorum Bobr. juice was great by colloid mill(three times，7min each time)，high pressure homogenizer(100MPa，three times)，ceramic membrane(0.1μm，80mL/min)，organic film(10000Da，100mL/min，20kg)，and the juice had the highest total polyphenol content.

Nitraria tangutorum Bobr.juice;colloid mill;high pressure homogenizer;membrane separation

TS201.1

B

1002-0306(2011)11-0289-03

白刺(Nitraria tangutorum Bobr.)为蒺藜科(Zygophyllaceae)白刺属(Nitraria)，多分布在干旱地区，有防风固沙等作用，而且白刺有很高的营养价值和药用价值［1-2］，白刺果具有健胃补脾、滋阴润肺、活血消食等功效，民间主要用于治疗脾胃虚弱、消化不良、神经衰弱等症。现代科学研究证明，白刺含有丰富的花青素、多酚、黄酮等成分，因此白刺具有抗氧化、抗疲劳、抗缺氧、降血脂、防治动脉硬化等作用［3-5］。胶体磨、高压均质是现代食品工业的一项新技术，在生产过程中果汁受到强大的剪切力、摩擦力、撞击力等复合力的作用，能有效地分散、破碎、乳化、混合，提高加工效率、增加经济效益［6-7］。膜分离技术已广泛地应用于食品工业，其中陶瓷膜有耐高温、耐腐蚀、分离效率高、清洗消毒方便、机械性能好、使用寿命长以及可进行高压反冲等优点［8］，用陶瓷膜超滤的果汁不仅比利用明胶、硅藻土、果胶酶过滤果汁的澄清效果好，而且比巴氏灭菌果汁的口感纯正［9］。有机膜的微滤过程依据“筛分”效应，利用膜两边的压力差作为推动力来实现小分子物质和大分子物质的分离［10］。本研究利用胶体磨和高压均质对白刺果加工处理，然后用陶瓷膜超滤、有机膜分离技术进行白刺果汁的澄清、除菌加工，并检测评价白刺果汁的总多酚含量，期望能通过改进加工技术，提升白刺果汁的品质，开拓更广阔的白刺市场。

2010-11-30 *通讯联系人

陈晨(1984-)，男，研究方向:天然药物化学。

国家科技支撑计划项目(2007BAI45B00)。