香蕉调配果汁饮料的工艺优化研究

王文婷 李红侠 龚朝霞 李秀丽

摘要：由于香蕉易后熟，不方便运输，难以长时间贮存，所以在原产地对香蕉进行加工处理后投入市场具有一定的生产意义.主要研究了以香蕉、苹果等为原料加工香蕉复合果汁饮料的工艺，采用正交试验对香蕉汁酶解澄清工艺、香蕉澄清汁与苹果汁调配工艺进行了优化.结果表明，香蕉汁最佳酶解澄清工艺为：果胶酶添加量0.04%、柠檬酸添加量0.2%、酶解温度50℃、酶解时间4h;香蕉澄清汁与苹果汁最佳调配工艺为：香蕉澄清汁与苹果汁混合比2.5：1、黄原胶添加量0.18%、白砂糖添加量10%.

关键词：香蕉汁;酶解;澄清;调配

中图分类号：TS255.44  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2019）01-0089-05

香蕉是世界四大名果之一，质地松软，味美可口，柔软腻滑，气味清甜.由于香蕉含有丰富的蛋白质、果胶、维生素及微量元素等，被认为对胃、肠溃疡和便秘等有预防作用，因此可以作为一种保健食品[1].所以，不仅香蕉生产国十分重视香蕉产业的发展，一些主要依靠进口的发达国家也在积极参与[2].如今，对于香蕉饮料的加工，国外对其的研究多集中在澄清汁上，采用酶技术提高果汁产量，同时使用超滤等膜技术来澄清，以进一步获得高品质的香蕉清汁.国内个别企业已经从瑞士、德国、意大利、法国等食品机械与设备较为发达的国家引进了先进的果汁生产线.果汁加工设备的引进和现代加工技术的应用不仅促进了我国果汁加工业的发展，缩短了我国果汁加工业与国际间的差距，同时也为研发出新的果汁品种提供了技术支持[3].然而，目前国内香蕉仍以出口和鲜食为主，实际上用于精深加工的量较少，如香蕉酒、香蕉醋等产品，品种单一，远远不能满足消费者对香蕉加工产品多样性、营养性的需求.所以，研究香蕉加工新技术，提高香蕉的综合利用价值具有一定的实际意义.其中，香蕉低温深加工技术能够保持香蕉的天然风味，尤其与其他食品原料复配，能够实现品种、功能多样性，因此，市场前景较好[4].

本文在单因素试验的基础上，利用正交试验优化，考察了果胶酶添加量、柠檬酸添加量、酶解温度及酶解时间对香蕉澄清汁透光率的影响，以期获得香蕉汁最佳的酶解澄清工艺;再通过考察香蕉澄清汁与苹果汁混合比、黄原胶添加量及白砂糖添加量，探究了以香蕉、苹果等为原料加工调配果汁饮料的工艺.通过以上研究，为香蕉的精深加工、香蕉综合价值的提高以及实现其加工制品的产业化提供一定的理论依据.

1 材料与方法

1.1 材料、主要试剂及仪器

1.1.1 材料

香蕉、苹果：市售.

1.1.2 主要试剂

果胶酶（国药集团化学试剂有限公司）、亚硫酸氢钠（国药集团化学试剂有限公司）、柠檬酸（国药集团化学试剂有限公司）、黄原胶（滕州市香凝生物有限责任公司）、儿茶酚（安徽酷尔生物工程有限公司）、硅藻土.

1.1.3 主要仪器

见表1.

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

原料选择→去皮→切分与护色→打浆→热烫→酶解澄清→钝化酶→过滤→调配→均质

↑

苹果汁[5-7]、稳定剂、白砂糖

1.2.2 香蕉澄清汁制备操作要点

（1）切分与护色：香蕉切成0.5cm左右大小，迅速放入0.4%亚硫酸氢钠护色液中20min[8];

（2）打浆：加入2倍水和柠檬酸[9];

（3）热烫：在pH3.0、100℃的热烫液中热烫6min[10，11];

（4）酶解：在适宜条件下加入果胶酶酶解;

（5）澄清：将经酶解的香蕉汁快速加热至85℃，使酶失活;

（6）过滤：向澄清后的香蕉汁中加入0.2%的硅藻土，静置30min后抽滤，得香蕉澄清汁[12，13].

1.2.3 透光率的测定

以蒸馏水为参比，在670nm下测定[9]，透光率与吸光值的关系：A=lg（1/T）.

1.2.4 静置分层率的测定

样品静置一周后测量析出水层的高度（Lw）和样品总高度（Ls），用Lw/Ls代表静置分层率[14]，该数值越小，表明果汁的稳定性越好.

1.2.5 感官评定方法

选定100人作为感官评定者，男女各一半，对产品色泽、气味、滋味及组织状态进行评定，最后依据综合分数，确定最佳的调配工艺.

2 结果与分析

2.1 酶解澄清单因素试验结果与分析

2.1.1 果胶酶添加量对香蕉澄清汁透光率的影响

将酶添加量设定为0.01%、0.02%、0.03%、0.05%、1.0%，在香蕉汁pH为3.0的条件下，于45 ℃酶解4h[15]，通过透光率确定最佳果胶酶添加量，结果如图1所示.

由图1可以看出，当果胶酶添加量为0.02%时，香蕉澄清汁的透光率最高，当果胶酶添加量超过0.02%时，透光率逐渐下降，这可能因为酶蛋白增多，使香蕉汁出现一定的浑浊[16]，故选择最佳果胶酶添加量为0.02%.

2.1.2 酶解温度对香蕉澄清汁透光率的影响

将酶解温度设定为35℃、45℃、55℃和65℃，在香蕉汁pH为3.0的条件下，添加0.02%的果膠酶酶解4h，通过透光率确定果胶酶最佳酶解温度，结果如图2所示.

由图2可以看出，当温度达到45℃时，果胶酶的酶活力最高，澄清效果最好，但当温度逐渐升高时，果胶酶的酶活下降，澄清效果降低，故选择果胶酶酶解最适温度为45℃.

2.1.3 酶解时间对香蕉澄清汁透光率的影响

将酶解时间设定为2h、3h、4h、5h和6h，在香蕉汁pH为3.0的条件下，添加0.02%果胶酶，于45℃酶解，通过透光率确定果胶酶最佳酶解时间，结果如图3所示.

由图3可以看出，随着酶解时间的不断增加，香蕉汁的透光率不断升高，当酶解4h时，香蕉汁的透光率达到95.82%，之后香蕉汁的透光率趋于平缓，故选择果胶酶最佳酶解时间为4h.

2.1.4 柠檬酸添加量对香蕉澄清汁透光率的影响

将柠檬酸添加量设定为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，在45℃添加0.02%果胶酶酶解4h，通过透光率确定果胶酶的最佳酶解pH，结果如图4所示.

由图4可以看出，当柠檬酸添加量为0.4%时，测得香蕉汁pH为4.0，得到的香蕉澄清汁透光率最高，说明此时果胶酶的酶解能力最强，但当柠檬酸添加量不断增多，pH值逐渐降低时，果胶酶的酶活也随之降低，从而影响澄清效果，故选择最佳柠檬酸添加量为0.4%

2.2 酶解澄清香蕉汁正交优化结果与分析

由表3可以得知，处理5的透光率最高，最优水平组合为A3B2C2D1.由R值分析可以得知，影响酶解澄清香蕉汁的主次因素为A>D>B>C，即果胶酶添加量>柠檬酸添加量>酶解温度>酶解时间.因此，确定酶解澄清的最优组合为果胶酶添加量0.04%，柠檬酸添加量0.2%，50℃酶解4h，此时的酶解效果最佳，在该酶解条件下进行验证试验，测得香蕉澄清汁透光率为96.04%，与正交试验结果基本一致.

2.3 调配单因素试验结果与分析

2.3.1 香蕉澄清汁与苹果汁混合比对香蕉调配果汁饮料感官品质的影响

由表4可以得知，香蕉汁与苹果汁最佳混合比为2.5：1，该比例风味最被喜爱.

2.3.2 白砂糖添加量对香蕉调配果汁饮料感官品质的影响

将白砂糖添加量设定为0%、6%、10%、14%、18%，在香蕉澄清汁与苹果汁混合比2.5：1、黄原胶添加量0.15%的条件下，通过感官评定标准，由感官评定者评定的分值确定最佳白砂糖添加量，结果如图5所示.

由图5可以看出，随着白砂糖添加量的增加，感官评定分值逐渐升高，但当糖含量超过14%时，香蕉调配果汁饮料的口感逐渐变甜变腻，影响综合风味，故选择最佳白砂糖添加量为14%.

2.3.3 黄原胶添加量对香蕉调配果汁饮料感官品质的影响

将黄原胶添加量设定为0.06%、0.09%、0.12%、0.15%、0.18%，在香蕉澄清汁与苹果汁混合比2.5：1、白砂糖添加量14%的条件下，通过静置分层率确定最佳的黄原胶添加量，结果如图6所示.

由图6可以看出，随着黄原胶添加量的不断增加，调配果汁饮料的静置分层率不断下降，稳定性升高.当黄原胶添加量为0.15%时，调配果汁饮料的稳定性最好，但浓度过高时，效果没有那么明显，且会影响色泽、口感，因此，选择最佳的黄原胶添加量为0.15%.

2.4 调配工艺正交优化结果与分析

由表5可以看出，最优水平组合为A2B2C3，由极差R值分析可知，影响香蕉调配饮料感官品质的因素主次分别为A>C>B，即香蕉澄清汁与苹果汁混合比>黄原胶添加量>白砂糖添加量.因此，可以确定香蕉果汁饮料调配最佳工艺水平为A2B2C3，即香蕉澄清汁与苹果汁混合比2.5：1、黄原胶添加量0.18%、白砂糖添加量10%.此时产品综合得分最高，为93.6分，产品色泽均匀、酸甜适中，具有清甜的香蕉、苹果气味，口感细腻爽滑，组织状态稳定，无黏稠现象.

3 结论与展望

3.1 结论

果胶酶酶解澄清香蕉汁的处理方法效果好，工艺简单、操作方便，保留了香蕉原有的香味和营养成分，通过正交优化试验确定最佳果胶酶添加量0.04%、柠檬酸添加量0.2%、酶解温度50℃、酶解时间4h.然后将酶解得到的香蕉澄清汁与苹果汁进行调配，得到最佳配方为：香蕉澄清汁与苹果汁混合比2.5：1、黄原胶添加量0.18%、白砂糖添加量10%，該调配果汁饮料口感较好，最被喜爱.

3.2 展望

本研究得出了一些对香蕉调配果汁饮料的研发有参考和借鉴价值的参数和结论，但如果把这种香蕉调配果汁饮料引入到工业化的大规模生产中，还需要做放大实验，在实验基础上探究出生产线上的工艺参数，从而实现农业产业化.另外，还可以进一步研究不同品种的香蕉的特性，进行多种果汁饮料的复合调配，对香蕉进行精深加工，从而提高香蕉的综合利用价值，并解决香蕉难以长期贮藏等问题.

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