苹果汁的褐变控制与澄清技术研究

落叶果树ＤＥＣＩＤＵＯＵＳ　ＦＲＵＩＴＳ　２０ｌ０（１）　苹果汁的褐变控制与澄清技术研究　王楠　。幸胜平。，肖华志ｈ　（１．天津大学农业与生物工程学院食品科学系，天津３０００７２；２．南开大学经济学院，天津；　３．江西省农科院食品加工研究开发中心，南昌）　摘要：为了控制苹果汁的褐变，提高产品澄清度及其稳定性，设计正交试验以确定复合褐变抑制荆及其　用量，利用均匀试验确定澄清方案。结果表明，最佳工艺为０．０５％维生素ｃ加１．５％的氯化钠护色鲜切苹果　ｌ５分钟，０．２％的多聚磷酸钠、蜂蜜３ｍＬ／ｌ￣ｍＬ果汁、０．８％的草酸和０．１２％的维生素ｃ组成的复合剂抑制榨　汁的褐变；每１００ｇ果汁中添加ｌ６０ｍｇ果胶酶和２０ｍｇ葡萄糖氧化酶，调果汁ｐＨ值至４．４，５０℃水浴酶解Ｉ～　１．５小时，５０００￣ｍ离心１０分钟可得到色泽呈淡黄色，均匀一致，汁液澄清透明，口感协调柔和，酸甜适口的苹　果汁。　关键词：苹果汁；褐变控制；澄清技术　中图分类号：Ｓ６６１．１　文献标识码：Ａ　文章编号：　１００２—２９１０（２０１０）０１—０ｏ２８一ｏ４　苹果汁生产是苹果加工的主要方向，其发　褐变和果汁澄清起作用的关键工艺的参数进行　优化，旨在为工业化生产提供科学依据。　１材料与方法　展前景乐观。而苹果澄清汁生产、贮存中仍存　在着两大技术难题：果汁褐变和澄清果汁的稳　定性差，严重影响果汁的质量，制约着我国果汁　产业的发展。　１．１试验材料　市售红富士苹果。　１．２试验设计　果汁褐变分为酶促褐变和非酶促褐变，在　高温杀菌前的工艺中以酶促褐变为主；经巴氏　杀菌，高温钝化了果汁中酶的活性，使贮藏中的　果汁以非酶促褐变为主。苹果汁发生酶促褐变　１．２．１　鲜切果护色试验红富士苹果经清洗、　去皮、破碎工艺后，分别浸泡于清水、０．０５％维　生素ｃ、０．０５％维生素ｃ加１．５％氯化钠３种护　的主要原因是酚类的氧化聚合，即多酚氧化酶　（ＰＰＯ）氧化酚类物质形成邻酚，邻酚再相互聚　合或与蛋白质、氨基酸等作用生成高分子络合　物而产生褐色的色素，发生褐变…。果汁中含　有大量的果胶，它对细小悬浮物如残存果肉细　色液中ｌ５分钟，冲洗，用食品料理机榨汁，观察　褐变程度。　１．２．２榨汁褐变抑制试验选用亚硫酸钠、多　聚磷酸钠、蜂蜜　、草酸、维生素ｃ等５种褐变　抑制剂，设计正交试验，各因素及其水平见表　１。苹果经清洗、去皮、破碎工艺后，加入褐变抑　粒有保护作用，使它们悬浮在果汁中。但果胶　被果汁中的果胶酶逐渐分解，使贮藏果汁中的　果肉细粒失去保护，果汁混浊，出现沉淀　』。　本研究对苹果澄清汁生产工艺流程中酶促　收稿日期：２００９一ｌｌ一３０　通讯作者　制剂护色，榨汁，在榨汁后３天、５天、７天和４Ｏ　天观察褐变程度，用色差仪测定各组样品的色　值。以第一组为对照组。各组与第一组褐变程　作者简介：王楠（１９８７一），女，陕西人，在读硕士，研究方向为食品加工工艺。　２８　度的差别用ＡＥ（果汁颜色变化）表示，ＡＥ越　大，则表明褐变程度越小　，或对果汁褐变抑　化钠护色ｌ５分钟后，果面鲜黄绿，榨出汁黄绿，　护色效果最好。原因是氯化钠能驱除护色液中　制作用越大。　表１　苹果榨汁褐变抑制剂正交试验各因素及其水平　１．２．３澄清方法确定试验对比加热澄清和　加酶澄清的效用。苹果经清洗、破碎、压榨、初　滤工艺后，分三种方法澄清，比较其澄清度。即　①加热澄清：８０℃水浴１．５小时，冷却，２００目　筛过滤；②加酶澄清：加果胶酶（１００ｒａｇ／１００ｇ果　汁），５０￣Ｃ水浴１小时，冷却，２００目筛过滤；③　加热加酶澄清：８Ｏｃ【＝水浴１．５小时，加果胶酶　（１００ｍｇ／１００ｇ果汁），５０ｏＣ水浴１小时，冷却，　２００目筛过滤。　１．２．４澄清条件优化试验①葡萄糖氧化酶　对苹果汁澄清效用的试验：苹果经清洗、去皮、　去芯、护色、榨汁、初滤工艺，加入葡萄糖氧化酶　一果胶酶复合酶系，由果胶酶（１００ｒａｇ／１００ｇ果　汁）和葡萄糖氧化酶（依次为０、１０、２０、３０、４０、　５０、６０　ｍｇ／１００ｇ果汁）组成，置于５０℃水浴锅中　恒温１小时，用２００目筛过滤，冷却，观察澄清　度。②果胶酶、葡萄糖氧化酶、水浴温度、ｐＨ值　最佳组合试验：苹果经清洗、去皮、破碎、护色、　榨汁、初滤工艺，进行试验，果胶酶、葡萄糖氧化　酶、水浴温度、ｐＨ值４因子的水平、设计方案见　表４和表５。恒温１小时，离心，取上清液，观　察澄清度，并用浊度计测定浊度值。　１．２．５精滤方法确定试验将澄清后的果汁　分别用２００目筛和离心法（５０００ｒ／ｍｉｎ，１０分　钟）精滤，对比两种方法对果汁澄清度的影响。　２结果与分析　２．１　不同护色方法对鲜切果的护色效果　原料破碎后由清水护色１５分钟，果面微　褐，榨出汁褐变严重；由０．０５％维生素Ｃ溶液　护色１５分钟后，果面稍发褐，榨出汁褐变，护色　效果好于清水；由０．０５％维生素Ｃ加１．５％氯　的０　，减轻鲜切果的氧化；维生素Ｃ可还原最　初的氧化产物醌为酚，阻止醌转化为有色物　质　］，维生素Ｃ自身氧化也可消耗处理液中　０　，降低氧含量。所以维生素Ｃ和氯化钠二者　的结合达到了很好地护色效果。　２．２不同处理对苹果榨汁褐变的抑制效果　从表２、３看出，３天后各因素对苹果汁褐　变抑制的效用大小分别为：多聚磷酸钠＞亚硫　酸钠＞蜂蜜＞草酸＞维生素ｃ。其中，多聚磷　酸钠、亚硫酸钠和蜂蜜的使用量对褐变的抑制　影响显著，草酸和维生素ｃ的用量对果汁褐变　抑制的影响相对较小。分析第５、７、４０天后的　试验结果可以得出相似的结论。随着时间的延　长，亚硫酸钠用量的增大能更显著地抑制褐变。　以３天后的数据为例，各因素不同水平的　褐变抑制效果见图１～５，亚硫酸钠、多聚磷酸　钠、蜂蜜和维生素ｃ都在２水平上达到了抑制　褐变的最好效果。草酸在２水平上抑制褐变效　用最差，而在４水平上达到了最好地抑制效用。　第５天、第７天的因素趋势分析也得到相同的　结论。　处理水平　图１　亚硫酸处理水平对苹果汁的褐变抑制效果　处理水平　图２　多聚磷酸钠处理水平对苹果汁的褐变抑制效果　处理水平　图３　蜂蜜处理水平对苹果汁的褐变抑制效果　处理水平　图４草酸处理水平对苹果汁的褐变抑制效果　图５　Ｖｅ处理水平对苹果汁的褐变抑制效果　２．３不同澄清方法的效果　对加热澄清法处理的果汁经２００目筛过　滤，目筛上无沉淀物残留，可知热处理对果汁澄　清效果不显著。加酶澄清与加热加酶澄清法澄　清效果较好。所以重点优化酶解澄清法的工艺　参数。　２．３．１　葡萄糖氧化酶的效用分析　葡萄糖氧　化酶对苹果澄清汁的品质有明显的改善效用，　表现在两点：第一，加入葡萄糖氧化酶可以改善　澄清汁的色泽，使澄清汁呈诱人的黄色，加入量　适中时色泽最自然。加入果胶酶的澄清汁，颜　色浅淡近于消失。第二，加入葡萄糖氧化酶可　以加强果汁的果香味　Ｊ。因此，根据感官评　定，选用葡萄糖氧化酶做苹果汁品质改善剂，剂　量水平为２０ｍｇ／１００ｇ果汁。　２．３．２酶法澄清条件的优化采用最／Ｊ，，－乘　法对均匀试验的果胶酶（Ｘ。）、葡萄糖氧化酶　（Ｘ：）、水浴温度（Ｘ，）、ｐＨ值（ｘ　）的数据（见表　４、５）进行回归分析，得果汁浊度（ｙ）回归方程：　Ｙ：一１９３．４７５２＋０．３３０００３ｘ｛＋３．１７１３２２ｘ３＋　６６．２３６４１Ｘ４—０．７２１２８０ｘ３Ｘ４—０．１８６５４７ｘｌＸ４　该方程在９９．５％的水平上高度显著相关，　Ｘ　在９０％的置信区间内对ｙ有显著影响，Ｘ，、　ｘ　Ｘ　、Ｘ３Ｘ　在９８％的置信区间内对ｙ有显著影　响。　苹果澄清汁的颜色随着果汁ｐＨ值的升高　而加深。ｐＨ值６．０的果汁颜色发蓝，略显黑；　ｐＨ值５．０的果汁呈黄棕色；ｐＨ值４．０的果汁　呈亮黄色；ｐＨ值３．０的果汁呈稍浅的亮黄色；　澄清汁的果香味随着ｐＨ的升高而降低。取ｘ４　∈［３，４．５］。　在Ｘｌ∈［２０，１６０］，Ｘ３∈［３Ｏ，６０］，ｘ４∈［３，　４．５］的闭区间上求Ｙ的最小值。在（１６０，　５０．４５０４３５，４．３９６７９７）处得最小正值Ｙ＝　ｌ９．０１１０５５，综合感观评定，取ｘ。＝１６０，ｘ３：５０，　Ｘ　：４．４。　低ｐＨ值可以极大地提高果汁的澄清度；　温度对果汁澄清度的影响不确定。理论上讲，　葡萄糖氧化酶对果汁的澄清没有作用，但葡萄　糖氧化酶对提高澄清苹果汁光泽、气味等感观　品质有很大作用，仍保留对它的使用。即澄清　时加入果胶酶１６０ｍｇ／１００ｇ果汁和葡萄糖氧化　酶２０ｍｇ／１００ｇ果汁，调果汁ｐＨ至４．４，５０￣Ｃ水　浴１—１．５小时。按照此优选因素水平组合进　行验证，得到了均一稳定，口感酸甜柔和，呈亮　黄色的苹果汁，在４￣Ｃ一６℃保存４０天以上不　改变。　２．４苹果汁的精滤　将澄清后的果汁经２００目筛组过滤，部分　沉淀物质穿过目筛孔随着汁液流下，静置５小　时以上，又形成沉淀。离心过滤后，果汁澄清透　明，且稳定不沉淀。　表２苹果榨汁褐变抑制剂应用正交试验方案及试验结果　表３　不同抑制剂对苹果汁褐变抑制效果的ＡＥ值极差分析　澄清汁生产中的破碎、压榨、工艺中酶促褐变的　抑制澄清、精滤等关键工艺步骤的方案与具体　参数。抑制酶促褐变的最佳工艺为０．０５％维　生素ｃ加１．５％氯化钠护色鲜切苹果ｌ５分钟，　０．２％的多聚磷酸钠、蜂蜜３ｍＬ／ｌＯＯｍＬ果汁、　注：保存４０天测定时，部分果汁被霉菌污染，产生了沉淀、分　层等现象，对色值的测定有一定影响，故４ｏ天后的数据只用　０．８％的草酸和０．１２％的维生素ｃ组成的复合　作参考。　剂抑制榨汁的褐变；苹果汁最佳的澄清工艺参　表４苹果汁澄清均匀试验各因素的处理水平　数为每ｌＯＯｇ果汁中添加１６０ｍｇ果胶酶和２０ｍｇ　葡萄糖氧化酶，调果汁ｐＨ值至４．４，５０℃水浴ｌ　一１．５小时，酶解澄清，５０００ｒｐｍ离心１０分钟，　得到色泽呈淡黄色，均匀一致，汁液澄清透明，　口感协调柔和，酸甜适口的果汁。成品质量优　良。　参考文献：　［１］李菲，董文宾，高洁等．浓缩苹果汁的褐变与控制措施　［Ｊ３．食品科技，２００３（７）：８４～８７．　表５　苹果汁澄清均匀试验设计方案及测定结果　［２］ＱⅡ０ｃ　Ａ　Ｌａｍ，Ｍｏｎｄｏｒ　Ｍ，Ｌａｍａｒｃｈｅ　Ｆ　ｅｌ　ａ１．Ｅｆｆ￣ｔ　ｏｆ　ａ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｏｒｄｉａｌｙｓｉｓ　ｗｉｔｈ　ｂｉｐｏｌａｒ　ｍｅｍｂｍｎｅｓ　ａｎｄ　ｍｉｌｄ　ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｒｏｗｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｐａｌｅｓｃｅｎｃｅ　ｓｔａｂｉｌｉ—　ｔｙ　ｏｆ　ｃｌｏｕｄｙ　ａｐｓｅ　ｊｕｉｃｅ［Ｊ］．Ｆｏｏｄ　Ｒｅ￣ｃｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，　２００６，３９（７）：７５５—７６０．　［３］Ｃｈｅｎ　Ｌ，Ｍｅｈｔａ　Ａ，Ｂｅｒｅｎｂａｕｍ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｈｏｎｅｙｓ　ｆｒｏｍ　ｄｉｆ－　ｆｅｒｅｎｔ　ｆｌｏｒａｌ　ｓ０ｕｒ℃ｅｓ　ａｓ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ　ｏｆ　ｅｎｚｙｍａｔｉｃ　ｂｒｏｗｎｉｎｇ　ｉｎ　ｆｒｕｉｔ　ａｎｄ　ｖｅ￣ｔａｂｌｅ　ｈｏｍｏｇｅｎａｔｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　Ｆｏｏｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔ￣，２０００。４８：４９９７～５０００．　［４］陈清泉．果汁非酵索性褐变及其抑制方法［Ｊ］．食品工　业，１９９２，２４（１）：４５～５３．　３结论与讨论　［５］Ｓａｐｅｒｓ　ＧＭ，Ｅｌ—ＡｔａｗｙＹ　Ｓ，ＨｉｃｋｓＫ　Ｂ　ｅｔａ１．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅ—　为了控制澄清苹果汁的褐变，保持其澄清　ｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ　ａｇｅｎｔｓ　ｏｎ　ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｎｚｙｍａｔｉｃ　ｂｒｏｗｎｉｎｇ　ｉｎ　ａｐ—　性的稳定，运用正交试验设计法和均匀试验设　ｐｉｅ　ｊｕｉｃｅ　ｂｙ　ａｓｃｏｒｂｙｌ　ｐａｌｍｉｔａｔｅ，ｌａｕｒａｔｅ　ａｎｄ　ｄｅｃ　ａＩｌｏａｔｅ［Ｊ］　．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９８９，５４（４）：１０９６—１０９７．　计法对试验数据进行分析和处理，确定了苹果　３１