山楂枸杞复合果汁饮料澄清效果研究

李 木，杨雪艳*，杜 磊

（1.复旦大学 生命科学学院，上海 200433；2.运城学院 生命科学系，山西 运城 044000）

山楂枸杞复合果汁饮料澄清效果研究

李 木1，杨雪艳1*，杜 磊2

（1.复旦大学 生命科学学院，上海 200433；2.运城学院 生命科学系，山西 运城 044000）

以壳聚糖为澄清剂，研究了壳聚糖添加量、果蔬汁溶液pH值、澄清温度和时间对山楂枸杞复合果蔬汁的澄清效果.单因素试验显示：壳聚糖用量为0.6～0.75 g/L，复合果蔬汁pH值为2.5～3.5，澄清温度为35～45℃，澄清时间为60～80 min时，复合果蔬汁的透光率和出汁率均达到峰值.通过正交试验获得的最佳工艺条件为：壳聚糖用量0.75 g/L，澄清温度为45℃，澄清时间为60 min，复合果蔬汁pH为3.5.以此工艺条件处理山楂枸杞复合果蔬汁透光率达到96.1%.

壳聚糖；山楂；枸杞；复合饮料；澄清

0 前言

随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，人们越来越重视食品营养与自身健康.对于饮料而言，人们不再只要求生津止渴，而是迫切需求饮料的多样化、方便化、营养化、功能化.果蔬汁饮料含有丰富的碳水化合物（主要是葡萄糖和果糖）、氨基酸、维生素和矿物质等多种易为人体吸收的营养物质，以其营养性和功能性日益受到消费者的青睐[1-2].

山楂和枸杞都含有丰富的营养物质，前人以山楂和枸杞为材料，研制出山楂枸杞复合果蔬汁的最佳配方，不仅口感好，且风味独特、营养丰富[3-4].澄清是果汁生产的关键环节之一.壳聚糖作为一种天然高分子螯合剂，可与酸或酸性化合物结合形成聚阳离子电解质，还可与溶液中的带负电荷的蛋白质、纤维素、果胶相互作用而将它们絮凝下来，同时壳聚糖分子中的乙酰基还可通过氢键吸附果汁中的某些酚类化合物[5-6].笔者以壳聚糖为澄清剂，研究了壳聚糖添加量、果蔬汁溶液pH值、澄清温度和时间对山楂枸杞复合果蔬汁的澄清效果，期望通过本研究，为山楂枸杞复合果蔬汁的开发提供切实的理论依据.

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

山楂、枸杞（市售）；蒸馏水（自制）；壳聚糖：生物工程（上海）有限公司.

JYZ—A511型榨汁机：九阳股份有限公司；FA1104型电子分析天平：上海恒平科学仪器有限公司；UV762型紫外可见分光光度计：上海精密科学仪器有限公司；PHS—3C型酸度计：金坛市荣华仪器制造有限公司；WY—IT型手持折光仪、HHS型数显恒温水浴锅：天津华北实验仪器有限公司.

1.2 试验方法

1.2.1 试验工艺流程

1.2.2 复合果蔬汁的制取

按照冷桂华[4]、杜磊等[7]的试验结果制取和调配山楂枸杞复合果蔬汁，调配配方：枸杞原汁15%，山楂原汁 40%，白砂糖10%，柠檬酸 0.05%.按比例调配好后，搅拌混匀.

1.2.3 壳聚糖用量对复合果蔬汁澄清效果的影响

在多次预试验的基础上，分别量取10 mL复合果蔬汁（pH 3.5）于 7支试管中，依次加入壳聚糖0.55 g/L、0.6 g/L、0.65 g/L、0.7 g/L、0.75 g/L、0.8 g/L和0.85 g/L，轻摇匀后在50℃的恒温水浴锅中静置90min.计算出汁率、可溶性固形物含量和透光率，分析得出最佳壳聚糖用量[9].

1.2.4 复合果蔬汁的pH对复合果蔬汁澄清效果的影响

在多次预试验的基础上，用5%的柠檬酸溶液将复合果蔬汁的 pH 分别 调至 2.5、2.8、3.0、3.5、3.8、4.0、4.5，分别量取上述不同pH值的复合果蔬汁各10mL于7支试管中，分别移取等量的最佳壳聚糖用量加入这7支试管中，轻摇匀后在50℃的恒温水浴锅中静置90 min.计算出汁率、可溶性固形物含量和透光率，分析得出最佳pH值.

1.2.5 澄清温度对复合果蔬汁澄清效果的影响

用5%的柠檬酸溶液将山楂枸杞复合果蔬汁的pH调至最适pH值.分别量取复合果蔬汁10mL于7支试管中，分别加入等量的最适壳聚糖用量，摇匀后，在多次预试验的基础上，分别将这7支试管在 25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的恒温水浴锅中静置90 min.计算出汁率、可溶性固形物含量和透光率，分析得出最佳澄清温度.

1.2.6 澄清时间对复合果蔬汁澄清效果的影响

用5%的柠檬酸溶液将复合果蔬汁的pH调至最适pH值.分别量取10 mL于7支试管中，分别加入等量的最适壳聚糖用量，摇匀后将这7支试管在最适澄清温度的恒温水浴锅中分别静置30 min、40 min、50 min、60 min、70 min、 80 min、90 min.计算出汁率、可溶性固形物含量和透光率，分析得出最佳澄清时间.

1.2.7 正交试验

为了优化山楂枸杞复合果蔬汁的工艺，根据单因素试验结果，以壳聚糖用量（A）、澄清温度（B）、澄清时间（C）、复合果蔬汁pH值（D）为因素，设计了壳聚糖澄清山楂枸杞复合果蔬汁的4因素、3水平正交试验.

1.3 数据测定方法

1.3.1 可溶性固形物含量的测定

采用手持折光仪直接测量.

1.3.2 澄清度的测定

采用分光光度法（722分光光度计）测定果汁的澄清度，即以蒸馏水作参比，比色杯厚1 cm，518 nm波长下，测定果汁透光率，用透光率T（%）表示果汁的澄清度.

1.3.3 出汁率的测定

式中：P为出汁率，%；J为澄清汁质量，g；W为混合果汁原浆质量，g.

2 结果与分析

2.1 壳聚糖用量对复合果蔬汁澄清效果的影响

壳聚糖用量对复合果蔬汁透光率、出汁率的影响如图1所示.结果分析如下：复合果蔬汁透光率、出汁率均随着壳聚糖用量的增加，首先呈上升趋势，达到一个峰值后呈下降趋势，其中透光率在在壳聚糖的添加量为0.65～0.75 g/L区间达到峰值，出汁率在壳聚糖的添加量为0.6～0.7 g/L区间达到峰值.壳聚糖对复合果蔬汁澄清是因为其分子内的羟残基与复合果蔬汁中的果胶等阴离子物质结合.起初结合程度随壳聚糖用量的增加而增加，复合果蔬汁的透光率也逐渐增大，之后随着壳聚糖用量的增加体系黏度增大，复合果蔬汁中悬浮的颗粒物质难以沉降[10]，并且多余的壳聚糖又造成了复合果蔬汁的浑浊，从而使得复合果蔬汁的透光率有下降趋势.壳聚糖用量对可溶固形物含量影响不大，基本处于10%左右.

图1 壳聚糖用量对复合果蔬汁透光率、出汁率的影响

2.2 复合果蔬汁pH值对澄清效果的影响

复合果蔬汁pH值对透光率、出汁率的影响如图2所示.结果分析如下：随着复合果蔬汁pH值不断增大，使复合果蔬汁中果胶类物质酸性减弱变得易与壳聚糖螯合，从而复合果蔬汁不断被澄清，透光率呈现上升态势，pH值为2.8～3.5时，透光率维持在92.21%～94.07%之间.当pH值继续增大时，影响了壳聚糖分子中游离氨基的量及果胶等胶体类物质所带的电荷量[11-12]，使絮凝沉淀效果下降，复合果蔬汁的透光率又呈下降趋势.图2显示复合果蔬汁pH值也对出汁率有影响，出汁率变化趋势先上升后下降，pH值为2.5～3.5时，出汁率维持在82.63%～84.68%之间.复合果蔬汁pH值对可溶固形物含量影响不大，基本处于10%左右.

图2 复合果蔬汁pH值对透光率、出汁率的影响

2.3 澄清温度对复合果蔬汁澄清效果的影响

澄清温度对复合果蔬汁透光率、出汁率的影响如图3所示.结果分析如下：随着澄清温度的不断升高复合果蔬汁的透光率先呈上升趋势，澄清温度为35～45℃时透光率维持在90.37%～92.27%之间，之后透光率随澄清温度继续升高又呈下降趋势.图3显示在40℃左右时复合果蔬汁的出汁率最高值为88.1%，高于或低于此温度出汁率均下降，可溶性固形物含量并不随澄清温度的变化而变化，基本处于10%左右.

图3 澄清温度对复合果蔬汁透光率、出汁率的影响

2.4 澄清时间对复合果蔬汁澄清效果的影响

澄清时间对复合果蔬汁透光率、出汁率的影响如图4所示.结果分析如下：当澄清时间由30 min延长到70 min时壳聚糖分子内的游离羟基与复合果蔬汁中的果胶类物质充分螯合而沉淀下来，使透光率不断增大，当澄清时间为70～80 min时，复合果蔬汁的透光率稳定在92.87%～93.56%之间.之后随澄清时间延长透光率明显下降.分析原因可能是由于澄清时间过长使得部分沉淀物又重新溶解导致复合果蔬汁再次产生轻微浑浊.图4显示澄清时间对复合果蔬汁的出汁率影响与对透光率的影响差不多，随时间的延长先上升后又下降，在澄清时间为60～70 min时出汁率达到峰值.澄清时间对可溶性固形物含量影响不太明显，其值基本处于稳定状态，均在10%左右.

图4 澄清时间对复合果蔬汁透光率、出汁率的影响

2.5 正交试验结果及分析

上述单因素试验得到壳聚糖的用量、复合果蔬汁的pH值、澄清温度、澄清时间4个因素的最适值或最适范围，以此为依据进行了4因素3水平的正交试验.正交试验因素、水平见表1.

表1 壳聚糖澄清复合果蔬汁的的因素与水平

根据表 1所选因素、水平，选用 L9（34）正交试验表列出上述4因素3水平的试验过程，如表2所示.正交试验结果和极差值R显示，壳聚糖澄清山楂枸杞复合果蔬汁试验中，4因素对澄清效果的影响程度从大到小依次为复合果蔬汁pH值＞澄清温度＞壳聚糖用量＞澄清时间.最优工艺组合为A3B3C1D3，即壳聚糖用量0.75 g/L，澄清温度为45℃，澄清时间为60 min，复合果蔬汁pH为3.5.以此工艺条件处理山楂枸杞复合果蔬汁透光率达到96.1%，出汁率为87.6%，可溶性固形物含量10.8%.

3 结论

壳聚糖对山楂枸杞复合果蔬汁澄清的单因素试验研究表明：壳聚糖用量为0.6～0.75 g/L，复合果蔬汁pH值为2.5～3.5，澄清温度为35～45℃，澄清时间为60～80min时，透光率、出汁率均较高.采用正交试验，得出壳聚糖对山楂枸杞复合果蔬汁澄清效果试验中，4因素对澄清效果的影响程度从大到小依次为：复合果蔬汁pH值＞澄清温度＞壳聚糖用量＞澄清时间.最优工艺组合为壳聚糖用量0.75 g/L，澄清温度为 45℃，澄清时间为60 min，复合果蔬汁pH为3.5.以此工艺条件处理山楂枸杞复合果蔬汁透光率达到96.1%，出汁率为87.6%，可溶性固形物含量10.8%.

表2 L9（34）正交试验结果

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STUDY ON CLARIFICATION PROCESSOF COMPOUND BEVERAGE CONTAINING HAWTHORN ANDWOLFBERRY

LIMu1,YANG Xue-yan1,DU Lei2
（1.School of life Sciences,Fudan University,Shanghai 200433,China；2.Department of Life Sciences，Yuncheng University，Yuncheng 044000，China）

In this paper，we studied the effects of chitosan amount，pH value，clarification temperature，and time on the clarification effect of a compound beverage containing haw thorn and medlar.Single factor experiments showed that the transm ittance and the juice yield of the compound beverage reached the peak value under the conditions of chitosan amount 0.6 to 0.75 g/L，pH 2.5 to 3.5，clarification temperature 35 to 45 ℃ and time 60 to 80 minutes.The optimum conditions were obtained through the orthogonal experiments，and the optimum conditions were as follows:chitosan amount 0.75 g/L，clarification temperature 45 ℃，time 60 m inutes and pH 3.5.Under the optimum conditions，the transm ittance of the compound beverage reached 96.1%

chitosan； haw thorn； medlar； compound beverage； clarification

TS 275.5

B

1673-2383（2012）02-0070-04

http://www.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20120427.1359.016.html

网络出版时间：2012-04-27 01:59:37 PM

2011-09-27

山西省青年科技研究基金（2011021031）

李木（1982-），男，贵州贵阳人，硕士研究生，研究方向为生物技术.

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