提高杨梅出汁率的工艺数学模型研究.pdf

提高杨梅出汁率的工艺数学模型研究 赵永彬江景勇王娇阳卢秀友 （浙江省台州市农科院 园艺所317000） 杨梅() 属杨梅科，杨梅属的常绿乔木，是我国的特产水果。主要分布在浙、 闽、赣、苏等省份1- 2 ，杨梅果实色泽鲜艳，口味独特，酸甜适度，深受欢迎，但是杨梅不耐贮藏。另外杨 梅肉厚汁多，是加工果汁的良好原料。由于杨梅含有果胶、纤维素等物质3 ，杨梅原汁主要采用直接压榨法 取汁，造成出汁率偏低。果浆酶中含有果胶酶、纤维素酶等，可以分解果浆中的果胶以及纤维素等，降低果 浆粘度，提高果汁出汁率以及澄清度等4- 5。目前果浆酶的研究主要集中在提高杨梅果汁的澄清度，而关于 提高其出汁率的研究较少。本试验在前期试验的基础上，利用果浆酶，采用三因子二次回归通用旋转组合设 计 6- 7，对影响杨梅出汁率的三个主要因子：酶用量、酶解温度、酶解时间进行了研究，优化工艺，以期为杨 梅汁产业化生产提供技术依据。 1试验材料与方法 1.1 材料与试剂 材料：临海水梅，果浆酶 (Clallzyme EXV，法国 Lallemand 公司)。 设备：天平，恒温水浴箱，打浆机，1000ml 广口瓶（发酵用） ，医用纱布 1.2 实验设计 在前期试验的基础上，选取影响出汁率的三个主要因子：酶用量（X1） 、酶解温度（X2） 、酶解时间（X3） ， 采用三因子二次回归通用旋转组合设计，进行研究。各因子水平及编码表见表 1。 1.3 试验方法 杨梅经清选打浆后分别取 1000g 置于 1000ml 容器内，根据试验设计的条件加入一定量的果浆酶，在一 定温度下进行酶解，中间摇动数次，待到达设定时间后立即终止酶解，四层纱滤，称重，计算出汁率。 出汁率（果汁重量/果浆重量） 100 1.4 统计方法 以杨梅出汁率 Y 为目标函数，酶用量（X1） 、酶解温度（X2） 、酶解时间（X3）为自变量，采用 DPS 数 据处理系统对试验结果进行分析。 2结果与分析 2.1 数学模型的建立与检验 表 1 三因子二次回归通用旋转组合设计因素水平及其编码表 100 编码X1（酶用量， mg/L）X2（酶解温度， ）X3（酶解时间， min） - 1.6820250 - 1403325 04560 11605795 1.68220065120 台州农业 2006，（4） ： 30 33 Journal of Taizhou Agriculture 收稿日期： 2006.07.15 期31 对实验结果经用统计软件 DPS 进行分析，得到以杨梅出汁率为目标函数的二次回归方程为： Y=75.80531+1.39988X1+0.83108X2+2.38639X3- 0.25292X12- 0.94235X22- 0.60648X32+0.175X1X2- 0.125X1X3+0.45X2X3 方程回归检验 F2=3.65179 F0.05（9，10）=3.02，差异显著，说明本实验所选择的三个因子（酶用量、酶 解温度、酶解时间）对杨梅出汁率有显著影响。拟合度检验 F1=3.32 X1 X2，即影响出汁率由大到小的因素分别为酶解时间、酶用量、酶 解温度。 2.2.2 单因素分析。 图 1 表示的是将两个因素分别固定在零水平， 而对另外一个因素进行分析的回归方程 曲线。由图中看出，在本实验条件下，随着酶用量增大以及酶解时间的延长，出汁率逐渐升高。而酶解温度 则是以编码水平 0.44 为拐点，当编码水平小于 0.44 时，随着温度的升高，出汁率也相应增加，但是当编码 水平大于 0.44 以后出汁率开始递减。 2.2.3 边际效应分析。 边际效应反映各因素单位水平变化时对杨梅出汁率的影响。 由图 2 可以看出三因素 的边际效应均是逐渐减小的。但是在本试验条件下，酶用量和酶解时间均是正效应，即虽然出汁率增加的幅 度会越来越小，但是出汁率仍是逐渐增加的；而温度则不同，当温度编码水平达到 0.44 左右时，出现负效 应，即随着温度的上升，出汁率不再上升，反而出现下降趋势。 2.2.4 交互作用分析。在回归方程中，固定一个因素在零水平，就可研究另外两个因素间的交互作用。图 表 2 三因子二次回归通用旋转组合设计及实验结果 2 实验号X1（酶用量， mg/L)X2(酶解温度， ）X3（酶解时间， min）出汁率 （） 111177.2 11- 174.8 41- 1175.6 51- 1- 172.8 6- 11176.7 7- 1- 1173.6 8- 1- 1- 172.5 9- 1.6820070.7 101.6820078.5 110- 1.682071.0 1201.682074.3 1300- 1.68267.3 14001.68279.9 1500073.8 1600075.7 1700077.6 1800076.9 1900076.1 2000074.9 赵永彬等：提高杨梅出汁率的工艺数学模型研究 32台州农业 8 卷 3，4，5 是各因素之间的交互作用曲面图。对于本实验结果，通过方差分析可知，各因素之间的交互作用是 不显著的，故仅对交互作用最大的酶用量（）和酶解时间（）的交互作用进行分析。其交互作用方程 为：Y=75.80531+1.39988X1+2.38639X3- 0.25292X1 2- 0.60648X 3 2- 0.125X 1X3 从图 4 可以看出，在本实验条件下随着酶用量的增加和酶解时间的延长，杨梅出汁率逐渐上升。当温度 处于零水平（45） ，酶 200mg/L，酶解时间 120min，出汁率最大，达到 82.17。 2.3 工艺优化 通过对方程进行计算机模拟寻优，单从杨梅出汁率角度分析，当 X1为 1.682，X2为 0，X3为 1.682 时提 取效果最优，即酶用量 200mg/L，酶解温度 45，酶解时间 120min 时出汁率最大，达到 82.17。 3讨论 3.1 本试验的三个因素中酶用量和酶解时间对出汁率有极显著影响，温度达到显著影响水平。三因素对 出汁率影响由大到小分别为时间、酶用量、温度。酶用量、时间与出汁率呈正效应，而温度的影响则是先升 高后减小。经模拟寻优，酶用量 200mg/L，酶解温度 45，酶解时间 120min 时出汁率最大，达到 82.17。 3.2 在实际生产中，还应充分考虑到成本等因素。果浆酶可以分解果胶、纤维素等物质，但是酶用量过 大不仅会增加成本，而且会破坏杨梅汁的某些特有风味。另外杨梅汁在生产过程中易变质，故最大限度地减 少酶解时间，有利于保持果汁的新鲜度。 参考文献 1 李兴军，吕均良，李三玉中国杨梅研究进展 J四川农业大学学报，1999，17 (2)：224- 229 2 钟瑞敏，刘 锋，曾庆孝，杨梅干红酒的酒质优化 J食品与发酵工业，2005，31 (1)：31- 34 出口大葱栽培技术 刘创志张文彬 （浙江省三门县农业局317100） 大葱属葱蒜类蔬菜，有辛辣气味，含丰富维生素丙、碳水化合物及各种矿物质硫、磷、铁等。可以增进 食欲、抗菌。它的食用部分主要是假茎，在栽培过程中培土软化成为葱白。 大葱喜凉爽，发芽适温为 13 20，植株生长适温为 20 25，低于 10生长缓慢，高于 25生长 细弱，叶片发黄，易产生病害，35 40时处于半休眠状态，部分外叶枯萎。水分：大葱耐旱力很强，但 由于根系弱，需土壤湿度 70% 80%时生长有利。大葱对光照需求偏低，适宜密植。宜在土壤有机质丰富、 排水良好、土层深厚疏松的沙壤土中栽培。 出口大葱一般是春播，于当年 10 月底起开始收获葱白，整理包装出口，现将其栽培技术介绍如下： 1培育壮苗 1.1 苗地选择。大葱忌连作，苗地应选择前茬未种过葱蒜类作物的旱地，深翻晒白，667m2施 1000kg 腐 熟农家肥，作畦宽连沟 1.5m，整成净 1.1m 平畦。四周开好排水沟。 1.2 每 100g 种子需苗床地 35 40m2，育成苗可移栽 667m2大田。播期在 4 月上旬，采用撒播。品种一 般有长宝、长悦等。 1.3 播种后要浇水，使土壤湿度达到 60%，再复干细土 0.5cm 厚。播种后出苗前可覆盖地膜，有利于增 温、保湿，防雨水造成土壤板结，但要注意防止高温烧苗。 1.4 60%出苗后及时揭膜，地膜揭去后，防大雨冲刷，要设立小环棚，下雨前在小环棚上覆盖薄膜，雨 后揭膜，以防倒苗。 待幼苗伸腰时可浇水一次， 使子叶伸直， 扎根稳苗，但也要防止水分过多造成幼苗徒长。 1.5 整个苗期追肥 3 4 次，速效性有机肥与化肥交替使用，化肥浓度要低，不超过 0.5%，使秧苗生长 健壮。若有秧苗露根，要及时覆盖干细土，大雨过后，苗床地要及时除草与防治病虫。 壮苗标准：苗高 30cm，假茎粗 1cm，叶色深绿，无病虫害，养分积累多，苗龄 50d 左右。 2大田准备 2.1 大葱适于排水良好，土层深厚肥沃的沙壤土中生长。 2.2 大葱由于要软化，土地必须深翻与细作（深翻土地 30cm 左右） ，667m2施优质腐熟有机肥 1500kg， 翻耕混匀后开沟，沟深 30cm，沟宽 20cm，二条沟之间距离 1m。 2.3 在畦中间开定植沟，沟深 20cm，沟底每 667m2施优质农家肥 1500kg 作基肥，使土壤与肥料混合，沟 台州农业 2006，（4） ： 33 35 Journal of Taizhou Agriculture 收稿日期： 2006.07.15 3 钟瑞敏，管文辉高澄清度杨梅果汁工艺研究 J食品工业科技，1997，(6)：17- 18 4张丽华，韩永