不同澄清剂对红枣汁的澄清效果的工艺研究

（辽东学院农学院，辽宁丹东118003）

枣树以往大多分布于黄河中上游地区，随着西部大开发和三农政策的深入贯彻，近年来枣树种植面积不断扩大，红枣产量也呈逐年上升的趋势，并出现了供大于求的状况[1]。目前对红枣的加工大多处于传统的初加工阶段，不能满足大众的需求，加工红枣汁不仅保留了红枣中大部分营养成分，而且口感风味、外观色泽易被大众接受，但是红枣存在大量果胶类物质在加工中存在许多缺点[2-3]。目前虽然有一些对红枣汁和其他水果澄清度的研究方法，却没有深入研究红枣汁澄清最优的方法。

本试验参考其它果汁澄清方法和红枣自身的特性设计出一系列的提取方案，并将这些方案进行对比同时进行提取条件的优化，进而选出最优方案[4-5]。旨在为红枣汁的精深加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

新疆大红枣：丹东市场；壳聚糖（食品级）：上海伯奥生物科技有限公司；果胶酶（食品级，酶活：10 000 U/g）：山东枣庄市杰诺生物酶有限公司，使用时配制成0.2%果胶酶溶液；0.1 mol/L HCl溶液：开封市鑫泰化工有限公司；0.1 mol/L NaOH溶液：广州凯尔化工科技有限公司；101-2电热恒温鼓风干燥箱：上海跃进医疗器械厂；DZKW-C电热恒温水浴锅：北京市光明医疗仪器厂；AR 2140电子分析天平：奥豪斯国际贸易（上海）有限公司。

1.2 试验方法

挑选无病虫害、无腐烂变质和成熟饱满的新鲜新疆大红枣，经清水洗涤干净，去核，在80℃下鼓风干燥3 h，使红枣产生浓厚的焦糖香味，干燥处理后的红枣用剪子剪碎成组织小块，称取3 g红枣放入干净小烧杯中，共30份，做记号。分别加入5 mL蒸馏水，放入恒温水浴锅中，浸泡30 min，1组～15组每组放入7 mL果胶酶，15组～30组每组放入0.02 g壳聚糖。先进行果胶酶和壳聚糖的单因素试验，再进行果胶酶和壳聚糖的正交试验，最后用紫外分光光度计进行吸光值的检测[6-7]。

1.3 测定方法

以蒸馏水作为对照组，在628 nm波长下，用紫外分光光度计测定果汁的吸光值，用吸光值A表示果汁的澄清度。

2 结果与分析

2.1 果胶酶不同处理时间对红枣汁澄清效果的影响

在1组～5组中，固液比 1∶5（g/mL）、温度 50℃条件下，研究果胶酶不同处理时间对红枣汁吸光值的影响。结果见图1。

图1 果胶酶不同处理时间对红枣汁吸光值的影响Fig.1 Effect of treatment time on jujube juice light absorption by pectinase

由图1可知，红枣汁的吸光值随着时间的增加而逐渐减小，当处理时间小于2 h时，红枣汁的吸光值有明显的减弱趋势。到2 h时，吸光值达到最小。当处理时间大于2 h时，红枣汁的吸光值趋于平稳，与2 h之间的差异不显著，由于吸光值越小，澄清度越高，所以，选择处理时间为2 h，这时红枣汁的澄清度达到最佳。

2.2 果胶酶不同处理温度对红枣汁澄清效果的影响

在6组～10组中，固液比 1∶5（g/mL）、处理时间 2 h条件下，研究果胶酶不同处理温度对红枣汁吸光值的影响。结果见图2。

图2 果胶酶不同处理温度对红枣汁吸光值的影响Fig.2 Effect of treatment temperature on jujube juice light absorption by pectinase

由图2可知，红枣汁的吸光值随着温度的增加而先减小后增大，当处理温度小于50℃时，红枣汁的吸光值有明显的减弱趋势，到50℃时，吸光值达到最小。当处理温度大于50℃时，红枣汁的吸光值逐渐增加，可能是酶在50℃时活力最强，所以，选择处理温度为50℃，使红枣汁的澄清度达到最佳。

2.3 果胶酶不同固液比对红枣汁澄清效果的影响

在11组～15组中，温度50℃、处理时间2 h条件下，研究果胶酶不同固液比对红枣汁吸光值的影响。结果见图3。

图3 果胶酶不同固液比对红枣汁吸光值的影响Fig.3 Effect of ratio of material to liquid on jujube juice light absorption by pectinase

由图3可知，红枣汁的吸光值随着加水量的增加而减小，当加水量小于4倍时，红枣汁的吸光值有明显的减弱趋势，加水量到4倍时，吸光值达到最小。当加水量达到5倍时没有明显的降低趋势，由于考虑加水对营养成分含量的比例影响，所以，加水量为4倍，红枣汁的澄清度最佳。

3.4 壳聚糖不同处理时间对红枣汁澄清效果的影响

在16组～20组，温度50℃、pH值为3条件下，研究壳聚糖不同处理时间对红枣汁吸光值的影响。结果见图4。

图4 壳聚糖不同处理时间对红枣汁吸光值的影响Fig.4 Effect of treatment time on jujube juice light absorption by chitosan

由图4可知，红枣汁的吸光值随着时间的增加变化不大，当处理时间大于30 min时，红枣汁的吸光值有没有明显的增加趋势，所以，为了节省时间，选择处理时间为30 min，这时红枣汁的澄清度已经可以达到最佳。

3.5 壳聚糖不同处理温度对红枣汁澄清效果的影响

在21组～25组，处理时间30 min、pH值为3条件下，研究壳聚糖不同处理温度对红枣汁吸光值的影响。结果见图5。

图5 壳聚糖不同处理温度对红枣汁吸光值的影响Fig.5 Effect of treatment temperature on jujube juice light absorption by chitosan

由图5可知，红枣汁的吸光值随着温度的增加而先减小后增大，当处理温度小于50℃时，红枣汁的吸光值有明显的减弱趋势，到50℃时，吸光值达到最小。当处理温度大于50℃时，红枣汁的吸光值增加，所以，处理温度为50℃，红枣汁的澄清度最佳。

3.6 壳聚糖不同pH值对红枣汁澄清效果的影响

在26组～30组中，处理时间30 min、温度50℃条件下，研究壳聚糖不同pH值对红枣汁吸光值的影响。结果见图6。

由图6可知，红枣汁的吸光值随着pH值的增加而先减小后增大，当pH值小于3时，红枣汁的吸光值有明显的减弱趋势，到pH值等于3时，吸光值达到最小。当pH值大3时，红枣汁的吸光值有上升的变化，原因可能是壳聚糖与果胶物质的凝结能力下降导致，所以，pH值为3，红枣汁的澄清度最佳。

图6 壳聚糖不同pH值对红枣汁吸光值的影响Fig.6 Effect of pH value on jujube juice light absorption by chitosan

3.7 果胶酶澄清红枣汁正交试验

称取3 g红枣放入小杯中，共9份，做记号。分别加入5 mL蒸馏水，放入恒温水浴锅中，浸泡30 min，每组放入7 mL果胶酶。

根据以上果胶酶对红枣汁澄清的单因素试验的结果，正交试验设计成三因素三水平进行试验，见表1。

表1 果胶酶澄清红枣汁正交试验Table 1 Orthogonal experiment of pectinase to jujube juice clarification

通过对正交试验结果表1的直观分析，因素C的极差最大，其次是A，最后是B，可见决定试验结果因素的主次顺序为C＞A＞B。从正交表分析数据得出最优组合为A1B3C3，进一步选取A2B2C3、A1B2C2做验证试验，结果显示：A2B2C3的吸光值最小为0.151，其它两组分别为A1B3C3为0.195，A1B2C2为0.205，吸光值越小说明澄清度越高，验证结果得出：澄清效果最适组合为A2B2C3，即温度为 50℃，时间为 2 h，固液比 1∶5（g/mL），酶用量为7 mL。

3.8 壳聚糖澄清红枣汁正交试验

称取3 g红枣放入小杯中，共9份，做记号。分别加入5 mL蒸馏水，放入恒温水浴锅中，浸泡30 min，每组放入0.02 g壳聚糖，

根据以上壳聚糖对红枣汁澄清的单因素试验的结果，正交试验设计三因素三水平进行试验，见表2。

表2 壳聚糖澄清红枣汁正交试验Table 2 Orthogonal experiment of chitosan to jujube juice clarification

通过对正交试验结果表2的直观分析，因素C的极差最大，其次是A，最后是B，可见决定试验结果因素的主次顺序为C＞A＞B。从正交表分析数据得出最优组合为 A1B1C1，进一步选取 A2B3C1、A1B2C2、A3B1C3做验证试验，结果显示：A1B2C2的吸光值最小为0.085，其它三组分别为 A2B3C1为 0.091，A1B1C1为 0.090，A3B1C3为0.089，吸光值越小说明澄清度越高，验证结果得出：最适组合为A1B2C2，即温度为50℃，时间为30 min，pH=3，壳聚糖用量为0.02 g。

3.9 果胶酶酶解法和壳聚糖浸提枣汁方法比较

根据以上的试验结果，在最佳工艺条件下浸提枣汁，分别测得枣汁的提取率结果，见表3。

表3 果胶酶酶解法和壳聚糖浸提枣汁方法比较Table 3 The comparison of pectinase enzymatic hydrolysis to chitosan extraction of jujube juice

从表3可得出，壳聚糖法吸光值要小于酶解法的吸光值，所以壳聚糖法的澄清效果要好于酶解法，无论是处理时间还是处理温度壳聚糖法都要优于酶解法，而且壳聚糖的价格远远小于果胶酶的价格，大大降低了成本。

3 结论

随着科学技术的发展，以红枣为原料的精深加工产品日益增多，这些产品的生产首先要对红枣进行浸提取汁[8-9]。因此，对红枣汁提取工艺研究显得尤为重要。

通过设计两个三因素三水平的试验，获得了红枣汁的吸光值，第一组果胶酶的添加量、处理时间、处理温度、固液比的正交设计，确定了最优工艺条件为：果胶酶添加量7 mL、处理时间2 h、处理温度50℃、固液比1∶5（g/mL）为最佳。第二组壳聚糖的添加量、处理时间、处理温度、pH值的正交设计，确定最优工艺条件为：壳聚糖0.02 g、处理时间30 min、pH值为3为最佳。在实验室条件下，优化红枣汁澄清的最佳工艺，确定的最佳参数对红枣汁澄清工艺的具有重要意义。

该方法用壳聚糖提取枣汁，提取时间短、温度低，对枣汁的营养物质如维生素、有机酸等的破坏少，而且提取的枣汁澄清透明，风味自然，极大地提高了枣汁压榨量和产量，是一种较为理想的、高效经济的枣汁提取新工艺[10]。