甜瓜果汁澄清工藝研究

畢文

摘要：澄清是甜瓜果汁的加工過(guò)程中關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)單因素及相應(yīng)面分析確定，甜瓜果汁澄清的最佳工藝條件為殼聚糖添加量為6.2%，澄清溫度為30 ℃，澄清時(shí)間為36 h，透光率可達(dá)76.44%。

關(guān)鍵詞：甜瓜果汁;澄清工藝;研究

中圖分類號(hào)：S652? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2019）07-0044-04

Abstract：Clarification is a key link in the processing of melon juice. This paper determines by single factor and corresponding surface experiments that the optimum conditions for clarifying melon juice are： chitosan is 6.2%， clarification temperature is 30 ℃， the clarification time is 36 hours and the light transmittance is up to 76.44%.

Key words：Melon juice;Clarification process;Study

澄清是果汁加工過(guò)程中關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，添加澄清劑或采用不同的澄清方法，改善果汁的感官品質(zhì)，關(guān)系著果汁飲料的色澤、形態(tài)、口感等感官品質(zhì)。果汁作為一種商品，應(yīng)該是清晰透明的，即便是有輕微的失光，都被認(rèn)為是品質(zhì)降低的表現(xiàn)，會(huì)影響到這種商品的銷售量[1 - 2 ]。當(dāng)前我國(guó)果汁的澄清方法主要有物理澄清法、化學(xué)澄清法、酶澄清法。物理澄清法主要包括自然澄清法、吸附澄清法、超濾澄清法、冷凍澄清法和加熱凝聚澄清法[3 ];化學(xué)澄清法包括明膠丹寧澄清法和殼聚糖澄清法。我們根據(jù)單因素及相應(yīng)面實(shí)驗(yàn)確定化學(xué)澄清法的最佳澄清劑，并在一定的溫度和時(shí)間條件下按量添加澄清劑，以達(dá)到改善果汁感官品質(zhì)的目的。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)材料

供試原料為厚皮甜瓜，品種為銀帝，由甘肅省河西瓜菜研究所提供。

1.2? ?試驗(yàn)方法

1.2.1? ? 澄清劑制備方法? ? ?皂土的處理：將? 1 g皂土溶解于100 mL水中于60 ℃下膨脹12 h，配成1%的皂土溶液備用[4 ]。殼聚糖的處理：1 g 檸檬酸加98 g 水后加熱溶解，再加入1 g殼聚糖，繼續(xù)加熱，直到殼聚糖溶解，溶液透明，冷卻備用，殼聚糖需要現(xiàn)用現(xiàn)配。硅藻土的處理：稱取1 g硅藻土放入燒杯中，用100 mL水浸泡，充分吸水后加熱溶解，配成1%的溶液后冷卻備用。交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）的處理：稱取PVPP 2 g放入燒杯中，用98 mL水溶解，配成2%的溶液備用。

1.2.2? ? 單因素試驗(yàn)? ? 常用于果汁澄清的澄清劑有殼聚糖、明膠、單寧、皂土、硅溶膠、硅藻土、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等。其中對(duì)皂土、殼聚糖、硅藻土、PVP 4 個(gè)因素分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)， 選用不同濃度皂土、殼聚糖、硅藻土、PVP進(jìn)行澄清試驗(yàn)。

1.2.3? ? 響應(yīng)面試驗(yàn)? ? 在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以殼聚糖添加量（%）、澄清溫度（℃）、澄清時(shí)間（h）為自變量（Xi），出汁率為響應(yīng)值（Y），采用Design Expert 7.1.3中的Box-Behnken設(shè)計(jì)三因素二水平二次回歸方程，擬合自變量與出汁率之間的函數(shù)關(guān)系[5 ]。試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?不同澄清劑對(duì)甜瓜果汁澄清效果的影響

2.1.1? ? 皂土添加量對(duì)甜瓜果汁澄清效果的影響? ? 試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。皂土添加量從3%增加到12%，甜瓜果汁透光率不斷提高，皂土添加量為12%時(shí)透光率達(dá)到最大值，皂土添加量大于12%時(shí)透光率緩慢降低。

2.1.2? ? 殼聚糖添加量對(duì)甜瓜果汁澄清效果的影響? ? 如圖2所示，殼聚糖添加量從2%增加到6%，甜瓜果汁透光率不斷提高，殼聚糖添加量為6%時(shí)透光率達(dá)到最大值，殼聚糖添加量大于6%時(shí)透光率緩慢降低。

2.1.3? ? 硅藻土添加量對(duì)甜瓜果汁澄清效果的影響? ? 如圖3所示，硅藻土添加量從2%增加到6%，甜瓜果汁透光率不斷提高，硅藻土添加量為6%時(shí)透光率達(dá)到最大值，硅藻土添加量大于6%時(shí)透光率緩慢降低。

2.1.4? ? PVPP添加量對(duì)甜瓜果汁澄清效果的影響? ? 如圖4所示，PVPP添加量從1%增加到10%，甜瓜果汁透光率不斷提高，PVPP添加量為10%時(shí)透光率達(dá)到最大值，PVPP添加量大于10%時(shí)透光率緩慢降低。

通過(guò)對(duì)皂土、殼聚糖、硅藻土、PVPP四種試劑不同添加量進(jìn)行澄清實(shí)驗(yàn)，得出添加6%的殼聚糖澄清效果最好。

2.2? ?添加殼聚糖條件優(yōu)化

2.2.1? ? 不同溫度下殼聚糖澄清甜瓜果汁的效果? ? ?添加6%的殼聚糖，進(jìn)行不同溫度下澄清效果的單因素試驗(yàn)（圖5）。調(diào)整溫度從20 ℃到30 ℃，透光率逐漸增大，30 ℃時(shí)透光率達(dá)到最大值，溫度超過(guò)30 ℃時(shí)透光率迅速下降，即最佳溫度為30 ℃。

2.2.2? ? 不同時(shí)間殼聚糖澄清甜瓜果汁效果

添加6%的殼聚糖，設(shè)置溫度為30 ℃，時(shí)行同時(shí)間下澄清效果的單因素試驗(yàn)（圖6）。調(diào)整時(shí)間從12 h到36 h，透光率逐漸增大，36 h時(shí)透光率達(dá)到最大值，時(shí)間超過(guò)36 h時(shí)，透光率基本保持不變，即最佳澄清時(shí)間為36 h。

2.3? ?澄清響應(yīng)面分析

2.3.1? ? 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果及模型的建立? ?在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以殼聚糖添加量（%）、澄清溫度（℃）、澄清時(shí)間（h）為自變量（Xi），透光率為響應(yīng)值（Y），采用Design Expert 7.1.3中的Box-Behnken設(shè)計(jì)三因素二水平二次回歸方程，擬合自變量與出汁率之間的函數(shù)關(guān)系。甜瓜試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果見(jiàn)表2，回歸方差分析見(jiàn)表3。擬合所得多元二次回歸方程為：Y=76.44+0.36X1+0.58X2+0.91X3- 1.40X1X2-0.025X1X3-0.10X2X3-1.66X12-0.18X22-

1.11X32。

2.3.2? ? 響應(yīng)面分析? ? 為形象描述交互項(xiàng)對(duì)響應(yīng)值——透光率的影響，經(jīng)Design Expert 7.1.3分析得到響應(yīng)面圖，見(jiàn)圖7、圖8、圖9?？梢钥闯?，殼聚糖添加量在4%～7%，澄清溫度在26 ℃以上，透光率可達(dá)最大值。當(dāng)殼聚糖添加量在5%～7%，澄清時(shí)間在32 h以上，透光率可達(dá)最大值。

當(dāng)澄清溫度在28 ℃以上，澄清時(shí)間在32 h之后，透光率可達(dá)最大值。

2.3.3? ? 響應(yīng)面工藝驗(yàn)證? ? ?從表中分析可以得到，模型P < 0.000 1，模型顯著;失擬項(xiàng)P =0.191 9 > 0.05，失擬項(xiàng)不顯著;決定系數(shù)（R-squared）為0.970 9，校正系數(shù)（Adj R- squared）為0.933 4。證明實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果與該回歸模型相吻合。通過(guò)分析得出各因素對(duì)透光率的影響依次為澄清時(shí)間 > 澄清溫度 > 殼聚糖添加量。

通過(guò)Design Expert 7.1.3求解回歸方程，得到甜瓜果汁澄清的最佳工藝條件為殼聚糖添加量為6.2%，澄清溫度為30 ℃，澄清時(shí)間為36 h，透光率可達(dá)76.44%。

3? ?結(jié)論

通過(guò)用因素試驗(yàn)及響應(yīng)面分析，得出了甜果果汁澄清工藝，實(shí)際操作中殼聚糖添加量為6%，澄清溫度為30 ℃，澄清時(shí)間為36 h。此條件下，透光率為76%。實(shí)際值與預(yù)測(cè)值之間相對(duì)誤差為0.006%，回歸模型擬合較好。

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（本文責(zé)編：陳? ? 珩）