红枣汁澄清工艺研究

艾克拜尔·艾海提 许艳顺，2 姜启兴 夏文水

（1.江南大学食品学院，江苏 无锡 214122；2.好想你枣业股份有限公司，河南 新郑 451100）

红枣具有极高的营养价值及药用价值，含有丰富的蛋白质、糖、氨基酸、VC等，还含有P、Ca、Zn、Fe等多种矿物质和微量元素［1］。枣汁是红枣深加工的主要方向之一，枣汁可加工成饮料或者作为原料添加到其它食品中。在枣汁生产过程中，澄清技术是影响枣汁生产及贮藏的关键因素。蛋白质、果胶等物质是在枣汁生产、运输、贮藏过程中引起混浊的重要成分［2］。

对于枣汁的澄清研究，国内外文献报道不多。目前，枣澄清技术主要有离心法、明胶法、聚乙烯吡咯烷酮法、硅溶胶法、果胶酶法等［3］。这些方法存在着澄清剂的量难以掌控、作用时间长、作用温度高、营养损失严重、连续性不好、留下异味等缺点［4］。

壳聚糖是一种无毒、安全天然的高分子化合物，具有良好生物降解性、吸附性［5］，带正电荷的壳聚糖分子与果汁中带负电荷的微粒相互作用，形成絮凝而沉淀，从而达到澄清目的［6］。研究［7］表明，壳聚糖由于具有优良的絮凝作用而广泛应用于果汁的澄清中，该方法相比于其它方法，有澄清效果好、操作简单、生产周期较短、成本低、澄清汁品质好等优点。本试验对壳聚糖对枣汁的澄清工艺进行了重点研究。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

红枣：新疆喀什泽普祖娜尔骏干枣，市售；

壳聚糖：食品级，脱乙酰度为90%，江苏双林海洋生物药业有限公司；

硅藻土、膨润土：化学纯，中国医药（集团）上海化学试剂公司；

环磷酸腺苷标准品：生化试剂，上海原叶生物科技有限公司；

1.2 仪器设备

高效液相色谱仪：Waters 600型，配备2410示差折光检测器和Empower工作站，美国Waters公司；

紫外－可见光分光光度计：UV 1000型，上海天美科技有限公司；

色差计：CR－400型，日本美能达公司；

电热恒温水浴锅：HH－4型，江苏金坛市荣华仪器制造有限公司；

高速组织捣碎机：DS－1型，上海标本模型制造厂；

离心机：TDL－5－A型，上海安亭科学仪器厂；

阿贝折光仪：WZS－I型，上海第二分析仪器厂；

电子天平：JB5374－91型，梅特勒－托利多仪器厂（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 枣汁的制备 选择无腐烂、无病虫害的干枣，在清水中清洗沥干后，先于60℃ 烘烤1h，再80℃烘烤1h，待红枣散发焦香味时，将其取出去核，并用组织破碎机将枣肉破碎。取定量已破碎的枣肉，加0.4%果胶酶和7倍的水 （m／m），在50℃酶解3h，过滤得到固形物含量为10.4%的枣汁，该工艺浸提率为74.83%。

1.3.2 红枣汁澄清方法

（1）硅藻土法：取20mL枣汁，添加0.8g／L硅藻土，在40℃保温30min，离心后取上清液，观察澄清效果。

（2）膨润土法：取20mL枣汁，添加0.8g／L膨润土，在55℃保温20min，离心后取上清液，观察澄清效果。

（3）壳聚糖法：取20mL枣汁，添加1.0g／L壳聚糖，在25℃保温60min，离心后取上清液，观察澄清效果。

对壳聚糖用量、澄清温度、澄清时间进行正交实验，确定最适工艺条件。

1.3.3 测定项目及方法

（1）可溶性固形物：用阿贝折光仪测定。

（2）透光率：用分光光度计测定，以660nm处的测定透光率T%值表示。

（3）果胶：采用咔唑比色法［8］。

（4）总糖：采用蒽酮比色法［8］。

（5）蛋白质：采用紫外分光光度法［8］。

（6）VC：采用紫外快速测定法［8］。

（7）总酚：采用Folin－Ciocaileu比色法［9］。

（8）黄酮：采用硝酸铝显色法［10］。

（9）环磷酸腺苷：采用高效液相色谱法［11］。

（10）色差值：用CR－400色差计测定。

2 结果与分析

2.1 澄清效果的比较

通过预试验初步优化3种澄清方法的工艺条件，并在初步优化条件下比较3种方法对枣汁的澄清效果。

2.1.1 澄清方法对透光率的影响 3种澄清方法对枣汁透光率的影响见表1。

表1 澄清方法对透光率的影响Table 1 Effect of clarification methods on transmittance

由表1可知，应用壳聚糖澄清所得的枣汁透光率为91.5%，其余两种方法澄清所得枣汁透光率都低于90%。

2.1.2 澄清方法对枣汁色泽的影响 果汁在澄清过程中色泽可能会发生变化，果汁的L／a／b值是评价果汁色泽变化的重要指标。不同澄清方法对枣汁色泽的影响见表2。

表2 澄清方式对红枣汁色泽的影响Table 2 Comparison of antibrowning test of the three clarification methods

由表2可知，3种澄清剂处理枣汁后，枣汁的L、a、b值均有一定的变化。壳聚糖处理后的枣汁L值和b值最大，a值最小，明亮强度最强，褐变最轻。

2.1.3 澄清方法对澄清枣汁贮藏稳定性的影响 果汁在贮藏过程中出现浑浊或沉淀现象，导致果汁的透光率下降。不同澄清方法对枣汁贮藏稳定性的影响见图1。

图1 澄清方式对澄清枣汁贮藏稳定性的影响Figure 1 Storage stability comparison of clarification methods on jujube juice

由图1可知，用壳聚糖澄清的枣汁在室温下放置12个月，其透光率基本不变，具有较好的贮藏稳定性。而相同条件下，硅藻土和膨润土法澄清的枣汁则产生不同程度的二次浑浊，透光率明显降低，贮藏稳定性较差。综上可知，3种澄清方式中，壳聚糖澄清效果最好。

2.2 影响壳聚糖澄清效果的因素研究

2.2.1 壳聚糖添加量的影响 由图2可知，随着壳聚糖用量增加，澄清枣汁透光率快速增加，壳聚糖用量0.8g／L时透光率达到最高值，之后又逐渐下降。这主要是因为壳聚糖用量少时引起浑浊的物质不能完全被除去，澄清效果较差。壳聚糖用量过大时，壳聚糖在枣汁里本身形成一种胶体溶液，影响果汁透光率［12］。

图2 壳聚糖用量对澄清效果的影响Figure 2 Effect of chitosan dosage on clarification of jujube juice

2.2.2 澄清时间的影响 由图3可知，当澄清60min以内时，透光率逐渐增大。当澄清时间大于60min时，随着时间的延长，透光率反而降低。这是由于带正电荷的壳聚糖与果汁中果胶、蛋白质等带负电荷的物质相互作用产生絮凝沉淀物质需要一定的时间。而絮凝沉淀物质在果汁中停留时间过长，部分絮凝沉淀物质则会重新分散在枣汁，引起枣汁透光率降低［13］。

图3 澄清作用时间对澄清效果的影响Figure 3 Effect of clarifying time on clarification of jujube juice

2.2.3 壳聚糖作用温度的影响 由图4可知，当温度低于30℃时，随着温度升高，枣汁的透光率增大。当温度高于30℃时，随着温度的升高，透光率略有下降。原因可能是壳聚糖对枣汁的澄清作用主要是热凝作用和架桥作用来达到。当温度为30℃时，架桥作用充分形成，透光率达到最高，而温度高于30℃时，热凝作用占澄清的主要地位，透光率反而有所下降［14］。

图4 壳聚糖作用温度对澄清效果的影响Figure 4 Effect of clarifying temperature on clarification of jujube juice

2.2.4 壳聚糖澄清正交试验结果 根据单因素试验结果，确定的正交试验因素水平取值见表3，试验结果见表4。正交试验方差分析结果见表5。

表3 正交试验因素水平表Table 3 Factor level table of orthogonal design

表4 壳聚糖处理澄清正交试验结果Table 4 Results analysis of the orthogonal test on chitosan clarification

由表4可知，影响壳聚糖澄清工艺的各因素的主次顺序为A＞B＞C，各因素的最优组合为A3B2C1，即壳聚糖用量为1.0g／L，澄清时间为60min，澄清温度为25℃。在最优条组合件下其透光率可达91.7%，同样条件下未澄清处理的枣汁透光率仅为65.9%。

由表5可知，壳聚糖用量对枣汁澄清效果的影响显著。而壳聚糖作用时间和温度对枣汁澄清效果的影响不显著。

2.3 枣汁经壳聚糖澄清处理前后的成分变化

枣汁澄清前后主要成分变化情况见表6。由表6可知，经壳聚糖澄清处理后的枣汁可溶性固性和总糖含量变化很小，而引起枣汁浑浊的果胶、蛋白质在枣汁中有明显降低，枣汁透亮度显著提高。

表5 壳聚糖处理澄清正交试验方差分析结果Table 5 Results analysis of the orthogonal variance on chitosan clarification

表6 澄清前后主要成分分析Table 6 Analysis of main components before and after jujube juice clarification ／%

黄酮、VC、环磷酸腺苷是红枣具有抗氧化、延缓衰老、预防心脑血管疾病、降血压、抑制癌细胞生长功能的主要功能成分［15］。在加工过程中，尽可能保留以上功能成分有助于提高产品保健价值。澄清前后主要功能成分含量变化情况见表7。

表7 澄清前后主要功能成分含量的变化Table 7 Changes of main functional components before and after jujube juice clarification

由表7可知，红枣主要功能成分含量在澄清前后发生一定的变化。澄清处理后，黄酮损失7.57%、VC损失8.52%、环磷酸腺苷损失7.16%。总体来说，损失率不大。引起损失的原因可能是，澄清剂吸附掉部分功能成分。

3 结论

（1）以枣汁透光率、色泽、贮藏稳定性为指标对3种澄清方法进行比较。结果表明，经壳聚糖澄清处理的枣汁透光率最高，亮度最强，贮藏稳定性最好，澄清效果最优。

（2）壳聚糖澄清枣汁工艺优化条件为壳聚糖用量1.0g／L，澄清时间60min，澄清温度25℃。该条件下透光率可达91.7%。

（3）枣汁澄清处理后，可溶性固形物和总糖基本不变，主要功能成分黄酮损失7.57%、VC损失8.52%、环磷酸腺苷损失7.16%，总体来说，损失率不大。而引起枣汁浑浊的主要成分果胶、蛋白质，分别被壳聚糖絮凝减少79.20%和49.32%，在枣汁中有明显降低，澄清的枣汁透亮度大有提高。

1 张晓峰，刘畅，陈庆森，等.枣在我国加工利用现状及发展对策［J］.郑州牧业工程高等专科学校学报，2007（5）：25～26.

2 Beveridge T，Harrison J E，Veto L，et al.Detection of filter media derived haze in apple juice concentrate［J］.Food Research International，1996，29（5－6）：577～583.

3 Chatterjee S，Chatterjee S，Chatterjee B P，et al.Clarification of fruit juice with chitosan［J］.Process Biochem.，2004，39（12）：2 229～2 232.

4 Alvarez S，Riera F A，Alvarez R，et al.A new inte－grated membrane process for producing clarified apple juice and apple juice aroma concentrate［J］.Food Eng.，2000（46）：109～115.

5 Rui Carlos Castro Domingues，Sebastio Braz Faria Junior，Rafael Bernardes Silva，et al.Clarification of passion fruit juice with chitosan：Effects of coagulation process variables and comparison with centrifugation and enzymatic treatments［J］.Process Biochemistry，2012（47）：467～471.

6 于淑兰，赵东风，王文政.壳聚糖澄清芦荟、葡萄、枣、姜复合汁［J］.食品研发与开发，2010，31（3）：98～101.

7 夏文水.壳聚糖澄清果汁作用的研究［J］.无锡轻工业学院学报，1993，12（2）：111～116.

8 韩雅珊.食品化学实验指导［M］.北京：北京农业大学出版社，1992.

9 陈岗，蒋和体，唐春红.橄榄中多酚类物质的分离纯化及功能性研究［D］.重庆：西南大学，2009.

10 Sun L，Xic H X，Sun J J，et al.Determination of flavonoids in rctus cratagi by colorimetry［J］.Chin Tradit Pat Med.，2001，23（10）：748～750.

11 崔志强，盂宪军，王传杰，等.HPLC法测定冬枣环磷酸腺苷含量［J］.食品研究与开发，2006，27（3）：158～160.

12 吴兵.壳聚糖对樱桃汁澄清效果的影响［J］.安徽农业科学，2010，38（27）：14 950～14 954.

13 黄盖群，刘刚，雷波，等.壳聚糖对桑果汁澄清效果的研究［J］.西南农业学报，2009，22（6）：1 757～1 760.

14 邢树文，姚洁如.壳聚糖对番石榴汁澄清作用的研究［J］.现代食品科技，2008，24（9）：914～916.

15 樊保国.枣果的功能因子与保健食品的研究进展［J］.食品科学，2005，26（9）：587～591.