（果树学专业论文）中小型苹果果汁加工工艺研究.pdf

摘要 摘要 以4 种黑龙江省地产中小型苹果( 、金红、铃铛、黄太平) 为试验材料，分别测定了 原料果的出汁率、可溶性固形物含量、总糖含量、总酸含量、v c 含最、蛋白质含量、果胶含 量、总酚含量、p h 值，根据加1 ：用苹果质鼙参数的要求：高出汁率、合适的糖酸比、褐变 轻、引起后混浊物质含量少等指标，选择k g 作为本项试验用苹果品种。 以k 9 作为试验材料，探讨了影响中小苹果质量指标的关键m n t i 技术：前处理工艺、酶解 工艺、澄清工艺和浓缩工艺。 在前处理工艺中，比较了四种加热方式对出汁率、褐变程度、v c 损失率、可溶性固形 物和总酸指标的影响，综合考虑以上各种因素，采用了沸水热烫1m i n ，破碎3 0 s 的前处理工 艺。 根据果胶酶的单因素和正交试验，确定了酶解最佳工艺参数。在单因素酶解工艺中，酶 解温度5 0 、时间4 h 、加酶量9 0 0 u l o o g ，中小苹果汁的综合质量指标最好。以品种、酶解 温度、酶解时间、加酶量作四因素四水平的正交试验，结果表明：选择品种b ，酶解温度5 0 ，时间4 h ，加酶量8 0 0 u l o o g 水平组合的果汁质量指标最佳。在此工艺下，出汁率提高4 1 ， 总糖提高2 7 ，可溶性固形物提高9 ，总酸提高3 9 蛋白质、总酚含量未见降低，色值 降低8 2 。四因素中品种是影响各项质量指标的主要因素，其次是酶解温度。 利用晟优工艺酶解的中小苹果汁，进行三种澄清试验：离心澄清、壳聚糖澄清、超滤膜 澄清。 离心澄清在4 0 0 0 r m i n ，离心时间2 5 m i n 时有最大透光率9 4 0 7 。 以壳聚糖为澄清剂作添加量、澄清时间、澄清温度的单因素和正交试验。单因素试验确 定了壳聚糖添加量在0 3 e e l 、澄清温度6 0 、澄清时间2 2 0 m i n 时有最大透光率。正交试验 结果表明，壳聚糖的添加量0 3 9 l 、温度5 0 、澄清时间1 8 0 m i n 水平组合的透光率最高， 透光率达9 5 以上。 在超滤澄清试验中，采用三种超滤膜( 超滤一5 0 、超滤一3 0 、超滤一1 0 ，截流分子量分别 为5 0 0 0 0 、3 0 0 0 0 、1 0 0 0 0 道尔顿) 制作了压密曲线，计算膜的水通量，结果表明超滤一5 0 膜 超滤一3 0 膜 超滤1 0 膜。 以三种不同超滤膜澄清酶解果汁，计算通量，测定各自透光率及各项质量指标，结果表 明，三种膜果汁通量的大小顺序同水通量。测定果汁的质量指标结果表明，经超滤- 5 0 膜澄 清的果汁液营养成分保存率最高，但对果胶等影响后浑浊物质的截留率最差：超滤一1 0 膜澄 清的果汁营养成分保存率最低，但对各种引起后浑浊物质的截留能力最强；超滤一3 0 膜澄清 的果汁营养成分保留率及对后混浊物质的截留能力都较好。综合考虑，以超滤一3 0 膜作为澄 清用膜。 通过对三种澄清方式的比较可知，离心澄清的营养成分保留最好，但对蛋白质、果胶、 总酚的去除效果不明显；壳聚糖澄清成本低，易操作，营养成分保留较好，透光率达到9 5 以上，对果胶去除明显。但对蛋白质去除不明显：超滤膜澄清果汁的营养成分保留不如离心 澄清和壳聚糖澄清，但透光率最高达9 9 2 ，色值低至0 1 6 ，而且总酚、蛋白质、果胶的去 除率最高，能够保证果汁贮藏的稳定性。 采用减压真空旋转蒸发仪进行果汁浓缩试验，将果汁浓缩至4 2 。b r j x 。比较浓缩还原汁 v 与原澄清汁的质量指标，井与q b l 6 8 7 浓缩苹果清汁标准进行比较。结果表明，浓缩还原汁 的透光率和色值与原澄清汁基本没有差别，酸度稍有f 降，蛋白质含量有所增加，果胶和淀 粉的定性检验阴性，符合国家标准。 采用常压热力杀菌，在1 0 0 水浴中灭菌2 0 m i n ，测定细菌总数和大肠杆菌数均符合国 家标准。 比较原料果、原果汁、酶解果汁、澄清果汁、浓缩还原果汁的各项质量指标，结果表明， 各工艺条件下可溶性固形物、总酸、总糖的保存率基本没有变化，而引起后浑浊的蛋白质、 果胶、总酚含量在澄清后显著降低。这些指标的变化均符合 ：艺的要求。因此可以说明本项 试验的工艺选择是合理的，可以为中小苹果汁的工业化生产提供理论依据。 关键词中小苹果汁：加工工艺；质量指标 摘要 s t u d i e so np r o c e s s i n gt e c h n o l o g yo f s m a l lo rm e d i u ms i z e d a p p l e s a b s t r a c t t h i sa r t i c l et o o k4s m a l lo rm e d i u ms i z e da p p l e si nh e i l o n g i a n gp r o v i n c ea st e s tm a t e r i a l s ( k 9 ， j i n h o n g , h u a n g t a i p i n g ，l i n g d a n g ) t e s t e dt h e i rc h e m i c a li n d e xs e p a r a t e l y , a c c o r d i n gt oq u a l i t y i n d e xo fp r o c e s s i n ga p p l e st h a tr e q u i r e d ：h i g hj u i c ey i e l d s ，a p p r o p r i t eb r i xa n da c i dr a t i o ，l i g h t b r e w i n ge t c ，s e l e c t e dk 9a st e s tm a t i e r i a l si nt h i se x p e r i m e n t t o o kk 9a st e s tm a t e r i a l s s t u d i e dt h ek e yc o n t r o lp o i n to np r o c e s s i n gt e c h n i q u e so fs m a l lo r m e d i u ms i z e da p p l e s ：p r e t r e a t m e n tt e c h n i q u e s ，e n z y m o l y s i st e c h n i q u e s ，c l a r i f i c a t i o nt e c h n i q u e s a n dc o n c e n t r a t i o nt e c h n i q u e s i np r e t r e a t m e n tt e c h n i q u e s ，c o m p a r e d4h e a t i n gm e t h o d st h a ti n f l u e n c et h eq u a l i t yi n d e x ：j u i c e y i e l d s ，b r o w n i n gd e g r e e ，l o s s e s v a l u e so fv c ，d i s s o l u b i l i t ys o l i d sa n dt o t a la c i d a f t e r c o m p r e h e n s i v ec o n s i d e r a t i o n ，s e l e c t e dw a t e rb l a n c h i n gl m i n ，b r e a ku p3 0 sa sp r e t r e a a n e n t t e c h n i q u e s a c c o r d i n gt os i n g l ef a c t o ra n do r t h o g o n a lt e s tw i t hp e c t i ne n z y m e ，e s t a b l i s h e dt h eo p t i m u m e n z y m o l y s i sp a r a m e t e r i ns i n g l ef a c t o re n z y m o l y s i s ，w h e ne n z y m o l y s i st e m p e r a t u r ew a s5 0 ， e n z y m o l y s i st i m ew a s4 h ，e n z y m ya d d i t i o nl e v e lw a s9 0 0 u l o o g ，h a dt h eb e s tq u a i l t yi n d e x b a s e d s i n g l ef a c t o re x p e r i m e n t , t o o kb r e e d ，e n z y m o l y s i st e m p e r a t u r e ，e n z y m o l y s i st i m e ，e n z y m ya d d i t i o n l e v e ld o4f a c t o r4l e v e lo r t h o g o n a lt e s t , r e s u l t ss h o w e dw h e nb r e e ds e l e c t e dk g , e n z y m o l y s i s t e m p e r a t u r ew a s5 0 ，e n z y m o l y s i st i m ew a s4 h ，e n z y m ya d d i t i o nl e v e lw a s8 0 0 u 1 0 0 9 , h a dt h e b e s ti n d e x u n d e rt h i s t e c h n o l o g y , j u i c ey i e l d si m p r o v e d4 1 ，t o t a ls u g a ri m p r o v e d2 7 ， d i s s o l u b i l i t ys o l i d si m p r o v e d9 ，t o t a la c i di m p r o v e d3 9 ，p r o t e i na n dt o t a lp h e n o lw e r en o t r e d u c e d ，c o l o rv a l u ew a sr e d u c e d8 2 b r e e dw a st h em a i nf a c t o rt h a ti n f l u n c et h eq u a l i t yi n d e x , a f t e rt h a tw a se n z y m o l y s i st e m p e r a t u r e 3c l a r i f i c a t i o nt e s tw a sd o n ew h i c hu s e da p p l ej u i c et h a te n z y m o l y s i s e db yo p t i m u n t e c h n i q u e s ：c e n t r i f u g a lp u r i f i c a t i o n ，c h i t o s o n c l a r i f i c a t i o na n du l t r a f i l t r a t i o nm e m b r a n c e c l a r i f i c a t i o n r e s u l t ss h o w e d ，w h e nr o t a t i n gs p e e dw a s4 0 0 0 d m i n ，r o t a t e da f t e r2 5 m i n ，c e n t r i f u g a l p u f i f l c a t i o nh a dt h eb e s tl i g h tt r a n s m i t t a n c e9 4 0 7 w 讹c h i t o s a na d d r i v e s ，e x p e r i m e n t i z e da d d i t i o nl e v e l ，c l a r i f i c a t i o nt i m e ，c l a r i f i c a t i o n t e m p e r a t u r ew i t hs i n g l ea n do f f h o g o n a lt e s t i ns i n g l ef a c t o rt e s t , w h e nc h i t o s a na d d e do nw a s 0 3 9 ，l ，c l a r i f i c a t i o nt e m p e r a t u r ew a s6 0 c ，c l a r i f i c a t i o nt i m ew a s2 2 0 m i n ，h a dt h eb e s tl i g h t t r a n s m i t t a n c e o r t h o g o n a lt e s ts h o w e d ，w h e nc h i t o s a na d d i t i o nl e v e lw a s0 3 9 l ，c l a r i f i c a t i o n t e m p e r a t u r ew a s5 0 ，c l a r i f i c a t i o nt i m ew a s1 8 0 m i n ，h a dt h eb e s tl i g h tt r a n s m i t t a n c e ，a n dw a s o v e r9 5 i nu l t r a f i l t r a t i o ne x p e r i m e n t ，u s e d3d i f f e r e n tm 0 1 w tc u tm e m b r a n c e ( u l t r a - 5 0 ，u l t r a - 3 0 ， u i t r a - 1 0t h a tc u tm e l e c u l a rw e i g h tw a s5 0 0 0 0 ，3 0 0 0 0 ，1 0 0 0 0 ) t om a d ec o n s o l i d a t i o nl i n e ，c a l c u l a t e d v i i 东北农业大学农学硕= f ：学位论文 w a t e r f l u x ，r e s u i t ss h o w e d ：a c c o r d i n g t o w a t e r f l u x , u l t r a - 5 0 u l t r a - 3 0 b l t r a - l o u s e d3d i f f e r e n tu l t r a f i l t r a t i o nm e m b r a n c et oc l a d f ye n z y m o l y s i s e da p p l ej u i c e ，c a l c u l a t e d j u i c ef l u x ，t e s t e dl i g h tt r a n s m i t t a n c ea n dq u a l i t yi n d e xo fe a c hc l a r i f i e dj u i c e ，r e s u l t ss h o w e d ：t h e o r d e r & j u i c ef l u xw a ss a m et ow a t e rf l u x t h eq u a l i t yi n d e xs h o w e d ，j u i c ec l a r i f i e da f t e ru l t r a - 5 0 m e m b r a n c eh a dt h eb e s tn u t r i t i o nc o n s e r v a t i o nr a t e ，b u tt h ee x t i r p a t i o na b i l i t yo f p e c t i nw a sw o r s e ； j u i c ec l a r i f i e da f t e ru l t r a - 1 0m e m b r a n c eh a dt h ei o w e s tn u t r i t i o nc o n s e r v a t i o nr a t e ，b u tt h e e x t i r p a t i o na b i l i t yo fs e c o n d h a z em a a e rw a st h eb e s t j u i c ec l a r i f i e da t l e ru l t r a - 3 0m e m b r a n c eh a d p r e f e r a b l yg o o dn u t r i t i o nc o n s e r v a t i o nr a t ea n de x t i r p a t i o na b i l i t yo fs e c o n d h a z e , s os e l e c ti ta s u l t r a f i l t r a t i o nm e m b r a n c e c o m p a r e d3c l a r i f i c a t i o nm o d e ，c e n t r i f u g a lp u r i f i c a t i o nh a dt h eb e s tr l u t r i t i o nc o n s e r v a t i o n r a t e 。b u tl h ee x t i r p a t i o na b i l i t yo f h a z ew a sw o l s e c h i t o s o nc l a r i f i c a t i o nh a dl o wc o s ta n de a s yt o o p e r a t i o n ，i t sl i g h tt r a n s m i t t a n c ew a so v e r9 5 ，i th a db e s te x t i r p a t i o na b i l i t yo fp e c t i nb u tl o wi n p r o t e i n t h en u t r i t i o nc o n s e r v a t i o nr a t eo fu l t r a f i l t r a t i o nc l a r i f i c a t i o nw a sn o tg o o da sc e n t r i f u g a l p u r i f i c a t i o na n dc h i t o s o nc l a r i f i c a t i o n ，b u t t b ee x t i r p a t i o na b i l i t yo f h a z ew a st h eb e s t , t r a n s m i t t a n c e w a so v e r 9 9 ，t h ec o l o r v a l u e w a s0 1 6 ，a n d i tc o u l de n s u r e t h es t a b i l i t y o f i u i c es t o r e u s e d d e c o m p r e s s i o n - v a c u u m r o t a r y e v a p o r o g r a p h t oc o n c e n t r a t e j u i c e t o4 2 。b r i x c o m p a r e dq u a l i t yi n d e xo fr e v i v i f i c a t i o nj u i c e ，c l a r i f i e dj u i c ea n ds t a n d a r do fc o n c e n t r a t e da p p l e j u i c eq b l 6 8 7 r e s u l t ss h o w e dr e v i v i f i c a t i o nj u i c eh a dt h es i m i l a rc o l o rv a l u ew i t hc l a r i f i e dj u i c e ， t o t a la c i dw a ss l i g h t l yd e c r e a s e d ，p r o t e i nw a si n c r e a s e d ，q u a l i t a t i v et e s to fp e c t i na n ds t a r c hw a s n e g a t i v e ，a c c o r dw i t hs t a n d a r do f c o n c e n t r a t e da p p l e j u i c eq b l 6 8 7 u s e dn o r m a lh e a t i n gs t e r i l i z a t i o nt e c h n i q u e s ，t e m p e r a t u r ew a s1 0 0 ，t i m ew a s2 0 m i n t e s t e d t o t a lc o u n to fb a c t e r i ac o l o n i e sa n dc o i l f o r mc o u n t , r e s u l t ss h o w e dt h a ti sa c c o r dw i t ht h es t a n d a r d o f n a t i o n a l c o m p a r e de a c hq u a l i t yi n d e xw i t hf r u i t , f u m e t , e n z y m o l y s i s e da p p l ej u i c e ，c l a r i f i e da p p l e j u i c ea n dr e v i v i f i c a t i o nj u i c e r e s u l t ss h o w e dt h ed i s s o l u b i l i t ys o l i d s ，t o t a la c i d ，t o t a ls u g a rw a sn o t c h a n g e dl a r g e l y , b u tt h ep r o t e i n ，p e c t i na n dt o t a lp h e n o lw a so b v i o u s l yr e d u c e da f t e rc l a r i f i c a t i o n t h e s ec h a n g e so fi n d e xw a sa c c o r dw i t ht e c h n i q u e sr e q u i r e m e n t s s ow ec a ns a yt h et e c h n i q u e s e l e c t i o no ft h i se x p e r i m e n tw a sc o r r e c t a n dc o u l dp r o v i d et h e o r yr e f e r e n c et oi n d u s t r i a l p r o d u c t i o no ns m a l lo rm e d i u ms i z e da p p l e si nh e i l o n g j i a n gp r o v i n c e k e yw o r d s s m a l lo rm e d i u ms i z e da p p l e s ；p r o d u c t i o nt e c h n i q u e s ；q u a l i t yi n d e x v i i i c a n d i d a t e ：h u a n gf e n g h u a s p e c i a l i t y ：p o m o l o g y s u p e r v i s o r ：p r o f y uz e y u a n 研究生学位论文独创声叫和使用授权书 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得其他教育机构的学位或证书 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名t 哆签毕同期幽务月移日 学位论文作者签名斥恰竿同期b 切屏多月力日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查n 矛i ：i 借阅。 本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 学位论文作者签名l 锣此零 1 7 1 期晰月易目学位论文作者签名f 万。l j 乞兮z期t 嘲，石年z 月易目 导师 签名：j 冷隔 日期：加彳年朗9 日 引言 1 引言 世界上有8 0 多个国家生产苹果，苹果总产量近6 1 0 7 t ，其中产量位列前“名的国家 的总产量占世界总产量的7 3 6 。新西兰、意大利、德国、法国等国家人均苹果量已达3 0 k g 左右( 规划，2 0 0 3 ) 。 世界苹果年贸易量约6 x1 0 6 t ，年贸易额3 0 亿美元左右。苹果浓缩汁是世界最主要的苹 果加工品，其次是果酒、果酱和罐头。苹果浓缩汁是加工果汁的原料基础，欧、美、日市场 上饮用的纯果汁、果菜混合汁、蔬菜汁、水果啤酒等大都以苹果浓缩汁作为基础配料，从而 决定了未来对苹果浓缩汁的需求是稳中有升的趋势。 我国是世界上第一大苹果生产国。苹果是我国入世后为数不多的具有明显国际竞争力的 农产品之。2 0 0 0 年我国苹果栽培面积，产量分别达到2 2 5 4 x 1 0 6 h m 2 和2 0 4 3 1 07 t ，分别 占我国水果总面积、总产量的1 4 和1 3 ，j i l 爿= 界苹果面积、产量的2 5 雨i1 3 。苹果已成 为我国北方一些主产区农村经济支柱产业之一，在推进农业结构调蹩，增加农民收入及促进 出口创汇等方面发挥着重要作用。 我国果汁行业近年来设备改进，加工成本降低，质量提升，吸引了越来越多的国家和用 户到中国采购，包括可口可乐、百事可乐等世界著名公司。而且这种趋势将随着某些果汁品 质限制性因素的逐步解决和高酸苹果基地的建设，越来越成为一种国际贸易强势。( 刘汉成， 2 0 0 3 ：刘英杰，2 0 0 5 ) 1 1 果蔬汁饮料加工技术进展与发展趋势 g b l 0 7 8 9 软饮料的分类中果蔬汁饮料的定义如下：用机械或浸渗等方法提取的，未 加水或因浸渗加水后又除去的，具有原水果果肉色泽、风味和可溶性固形物含量的汁液。由 浓缩果汁加入与浓缩时失去的天然水分等量的水，制成的具有原水果果肉色泽、风味和可溶 性固形物含量的制品也属此类( 杨桂馥，2 0 0 2 ) 。 1 1 1 果蔬汁加工技术进展 远古文学证实，古人即可进行简单的手工挤压方法获得水果和蔬菜中的汁液，但一直不 甚了解果蔬汁在放置过程中种种变化的原因。 1 9 世纪法国科学家l u i sp a s t e u r ，开创了工业化生产无酒精果蔬汁的新纪元，发明了 通过加热杀死食品中的微生物的方法被称为巴氏杀菌法。这种方法被迅速地应用于无酒精果 蔬汁饮料的工业化生产。同时现代果蔬汁饮料工艺学的先驱，瑞典科学家m u l l e r t h u r g a u 发表了为发酵的无酒精水果酒和葡萄酒的制造一书，从理论上阐述了具有较高营养价值 的果蔬汁的制造工艺。 2 0 世纪2 0 年代，食品中维生素和其他营养生理成分的意义乖怍用逐渐为人类所认识， 从而使食品科学和营养生理学的研究内容产生了根本性的变化。 2 0 世纪3 0 年代果蔬原汁制造工艺研究取得了一系列重大进展，如无菌过滤工艺、酶法 澄清工艺、大容器中贮存果蔬原汁工艺等一系列果蔬汁制造工艺投入了生产实际。 近3 0 4 0 年是果蔬汁饮料工业飞跃发展的时期。果蔬汁的制造和保藏工艺日趋完善， 东北农业大学农学硕士学位论文 浓缩果蔬汁因其体积小，同时被稀释后能复原到与制得的果蔬原汁的质最基本相同，而被广 泛作为中间保藏工艺( 杜鹏，1 9 9 2 ) 。 5 0 年代膜技术进入工业应用，用于从海水中获得淡水。6 0 年代反渗透膜用于工业生产， 7 0 年代超滤膜进入工业化，8 0 年代出现气体膜分离技术，9 0 年代渗透膜用于工业生产( 袁 列江，2 0 0 3 ) 。膜技术的发展，为果蔬汁简化制汁： 艺提供了物质基础，预计本世纪进入全 面发展期。 近年来，随着科技的迅猛发展，各种新技术如酶技术、膜技术、树脂吸附技术、反渗透 浓缩技术的应用，极大地促进了果蔬汁加i ：业的发展( 李凡到，2 0 0 2 ) 。 1 1 2 果蔬汁饮料的发展趋势 时至今日，食物的主要任务已经不是单纯地维持人类的生存和繁衍。随着脑力劳动的不 断增加和体力劳动的不断下降，人们对食物中高热量成分的需求火人一f 降。而对一些具有营 养生理意义的重要成分，如维生素、矿物质、微量元素的需求不断增加，果蔬汁正好满足了 这一需求，低热量、几乎不含有脂肪和蛋白质、含有丰富的矿物质、能够维持人体内的酸碱 平衡、防止由于某些食品，如肉类在人体内新陈代谢过程中产生的酸性物质积累和伤害。 除此之外，人们开始关心功能性食品的保健作用。美国加州大学戴维斯医学中心 ( u n i v e r s i t yo f c a l i f o m i ad a v i sm e d i c a lc e n t e r ) 研究指出1 0 0 苹果汁不但含有丰富的维生素 和营养，而且含有一种p h e n o l 的抗氧化化合物，通过减低胆同醇水平，预防心脏病的发生。 最近，日本宏前大学副教授城田安幸经七年的研究和白鼠试验证明，苹果汁还具有抗癌作用。 每天饮用五种成份的新鲜果蔬汁( 橘、蓝莓、蔓越橘、苹果、菠萝) 对人类的各种癌症会起 到有效的预防作用。还有，果汁中的矿物质、类黄酮和营养纤维能够预防中风( b l o t t i e c h e v i o n ) 。 因此，在工艺日趋成熟的今天，果蔬汁除具备传统的生津f i 卜渴、清凉去暑的作用外，人 们开始更关注其营养生理及保健作用。原汁原味的集中新鲜水果营养精华的果汁饮料、功能 饮料、天然保健饮料的开发成为当前消费者追求的热点( 廖晓军，1 9 9 9 ；诚夫，2 0 0 2 ) 。 1 2 苹果a n _ t _ 技术概述 1 2 1 加工用苹果的选择 加工果蔬汁的原料要求具有美好的风味和香味，无异味，色泽美好而稳定，糖酸比合适， 并且在加工中能保持这些优良的品质( 罗云波，2 0 0 1 ) 。加工苹果品种可以分为酿酒品种和 制汁品种两大类，前者要求苹果中含有一定量的单宁和较大的酸度，后者要求较高的糖酸比。 苹果汁加 j 中糖酸比在1 0 ：1 1 5 ：1 较为合适，高糖高酸最为理想，可溶性嗣形物含量高， 出汁率较高，且不要求含单j 。( 翟衡等，2 0 0 1 ) 。 适合制汁品种如：格勒斯特( g l o s t e r ) 、澳洲青苹( g r a n n ys m i t h ) 、粉红女士，大都有 肉质中粗、紧密、硬脆、多汁。耐贮藏，含酸量高等特点( 王强，2 0 0 4 ) 。 2 引言 在国际市场上，浓缩苹果汁酸度每升高1 度，每吨浓缩汁的售价提高1 0 0 1 5 0 5 。果汁的 酸度越高，v c 等营养成分在加工中的损失就越少，果汁的营养价值就越高。酸度值在1 1 8 为低酸，l - 8 2 8 为中酸，2 8 以上为高酸。我国传统的果汁以高糖低酸为主，苹果浓缩汁 的酸度最高仅1 7 8 ，大部分在1 2 1 4 之间。而澳洲青苹原果汁的酸度可达5 4 7 0 ， 酚类普通苹果( 如秦冠以绿原酸计) 含量2 5 8 5 7 m g l ，远高于澳洲青苹中含量6 1 8 2 m g l 。 因此调整种植结构，种植专用高酸苹果是当务之急( 葛含静等，2 0 0 5 ) 。 1 2 2 加工前的预处理 榨汁前，根据原料的色泽和成熟度进行分级，用清水充分洗涤，减少农药和微生物污染。 洗涤后即可破碎，以便提高出汁率。但不可破碎的过细，果块太小影响出汁率。 新鲜的苹果中含有多酚氧化酶，破碎之后这种酶就促使多酚与氧反应，产生褐变。防止 褐变的方法之一是防止氧气进入果汁中，果汁的处理尽量在密闭的容器中进行，也可适当加 入一些抗氧化剂，加热钝化果汁中的多酚氧化酶也是防i t 褐变的方法之一a 烫漂的主要目的是灭酶，若烫漂的温度和时间都合适，可破坏酶的活性，防止褐变或减 轻褐变( 高昆，2 0 0 3 ) 。 t b e v e r i d g e ( 1 9 8 6 ) 将红富士苹果浆在9 0 ，2 0 s 短时高温处理，结合正确的果胶酶工 艺，证明可以生产出澄清低色值的产品。 1 2 3 苹果酶法液化工艺 1 2 3 1 酶制剂的概念及特性 酶是生物体产生的有催化能力的蛋白质，具有高效性、专一性、反应条件温和等特点。 酶的工业化制剂称为酶制剂。许多理化因素如紫外线、高温、表面活性剂、重金属盐及酸碱 变性剂等都能使酶蛋白变性而失去活性。不过自然界的酶是多种多样的，有些酶可以在极端 条件下起作用。如超嗜热菌可以生活在9 0 y 3 以上环境中，高限为l l o y 3 ：嗜冷菌最适温度为 一2 y 3 ：嗜酸菌生活在p h l 以下；嗜碱菌的最适p h 大于1 1 。影响酶促反应的因素有底物浓度、 酶浓度、p h 、温度、抑制剂、作用时间以及实际生产中工艺设备的情况( 姜锡瑞，1 9 9 2 ) 。 1 2 3 2 酶制剂在果蔬汁中的应用 7 0 年代初，p i l n i k 和b i e l i g 开始用酶处理苹果果浆泥，7 5 年p i l n i k 等发表了用酶来 液化水果果实，使其成为易于饮用的水果原汁的报告，酶法液化工艺问世。在液化过程中， 被处理物的重量、。b r i x 和酸度是不断变化的，由于果胶、多糖和其他细胞成分部分分解或 完全分解，所以液化汁提高了卜2 。b r i x ，可溶性固形物含量也有所增加：由于半乳糖醛酸 的含量增加，液化汁的p h 值降低了0 2 - 0 2 5 ( 杜朋，1 9 9 2 ) 。 酶能提高出汁率和澄清度。酶在饮料制品中的作用方式多种多样，既可以是内源酶的 自发作用，也可以作为水果汁生产中具有高度专一性的商业酶添加剂来控制果汁的品质澄 清和浓缩苹果汁的生产几乎完全依赖于外加酶。果胶酶在果汁加一【中具有显著提高出汁率和 澄清度的作用( t u c k e rg a ，w o o d sl f j ，2 0 0 2 ) 。 东北农业大学农学颂= l 学位论文 果胶酶是一类复杂的酶，有原果胶酶、果胶酯酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶裂解酶、果酸 裂解酶等几种。商品果胶酶制剂按其作用分三类：果浆处理酶具有分解果胶，使果实细胞降 解，达到彻底的液化而利于出汁：澄清用酶主要含内切一聚半乳糖醛酸酶( p g ) 及果胶脱脂 酶( p e ) ，降解果胶，减少粘度，防止在过滤时发生浑浊；软化酶这类酶制剂用于生产混浊 汁及带肉果汁，多用于菜汁加i l 二，以及那些不能用压榨的方法取汁的水果。它主要含有内切 一p g 酶，可以分解细胞间层，使果实组织解离为单个细胞悬浮液。因其最终产品为浑浊稳定 的汁，故要求产品有一定的粘度，不能允许含有果胶脱脂酶( 张欣，1 9 9 7 ) 。 目前商品化的果胶酶基本都是复合酶制剂，多来源于黑曲霉，含有果胶酶、半纤维素酶、 聚半乳糖醛酸酶( p g ) 、葡萄糖激酶、纤维素酶以及氧化酶等，它们之间有最佳的协同分解 果胶的作用。可以完全破坏植物的细胞结构，溶解果汁中的果肉成分( 贺稚非，2 0 0 1 ) 。 酶制剂不仅可用于榨汁。e 艺中提高山汁率( 千成荣，1 9 9 7 ) ，而且还_ i _ f j 于果汁的澄清：i ： 艺，它的作用条件温和，用量小，安全可靠，澄清彻底，是化学澄清剂无法相比的( 张欣， 1 9 9 8 ) 。用超滤方法( p s 膜) 对添加果胶酶和未添加果胶酶的果汁进行超滤后成分分析表明： 果胶酶处理后每1 0 0 9 苹果浓缩汁后混浊总沉淀量减少了1 6 2m g ，且果胶的下降量非常大。 酶在果汁超滤中的作用。酶技术应用于超滤。f 艺中，提高了超滤膜的通透量。刘达玉 ( 2 0 0 0 ) 用果胶酶处理甜橙汁，发现酶浓度在0 0 3 0 0 6 时超滤液的通透量较大，并且一 直保持在较高水平。而未经酶处理的甜橙汁液通透量则较小，并且衰减速度也最快。用酶制 剂清洗超滤膜片，能缩短清洗时间，增加膜片的使用寿命，增加产量，节省能源( 杨玉玲， 1 9 9 8 ) 。 酶对果蔬汁风味及营养成分的影响。利用酶技术生产果蔬汁不仅能提高果蔬汁的出汁 率，提高产量，使生产加j 口：艺变得容易，而且对果蔬汁的营养成分也起到保护作用( h a r v e y ， 1 9 9 2 ) 。利用酶法液化：l ：艺生产的苹果汁、削萝h 汁、草莓汁、南瓜汁等，果蔬汁中可溶性 固形物含量都明显提高，而这些可溶性同形物是由可溶性蛋白和多糖物质等营养成分组成 ( 杨军，1 9 9 8 ；李欠盛，2 0 0 0 ：钱长华，2 0 0 2 ) 。 1 2 3 3 酶制剂的发展前景 近年来，酶制剂在果蔬汁加工中应用取得了前所未有的发展和突破，除了继续对新的酶 源进行筛选，研究其在加工中的实用性外，一些新技术手段如蛋白质1 ：程、合成酶技术、非 水相酶促反应等不断涌现，使得人们在考虑酶的思路方法上做山了新的改变。现已成功地从 嗜热微生物中筛选出耐高温的各种酶类，对提高酶的反应温度，加快反应速度，十分有益。 此外，固定化酶技术及发展酶制剂胶囊化技术也是研究的发展方向( 陈穗等，2 0 0 1 ) 。钟卫 鸿( 2 0 0 1 ) 以多孔聚氨酯泡沫固定化黑曲霉，这种技术可同时产果胶酶和澄清果汁，采用此 工艺可以简化工艺操作，具有良好的应用前景。 1 2 3 4 酶制剂应用中注意问题 不论是国内还是国外的研究都注意到，在果蔬的酶法液化处理时，应根据原料的种类、 品种、成熟状态和贮藏情况使用酶制剂。果蔬本身的有关成分不同，则最优果浆酶的组成及 加量不同，从而获得的可溶性固形物的得率亦不同( 廖显珍等，1 9 9 8 ) 。 4 引苦 1 2 4 果汁澄清方法 在榨汁中存在的果胶、可溶性淀粉、蛋白质及微小颗粒等物质会导致果蔬汁、果酒的沉 淀或混浊，所以生产中必须把这些物质除掉，否则会影响产品的质量。对果蔬汁的澄清方法 很多，目前主要有三类，离心澄清、澄清剂澄清和膜澄清。 1 2 4 1 离心澄清 在果蔬汁生产的工艺中，固液分离是一项重要的技术，用以分离悬浮在果汁中的固体粒 子。离心分离技术属于机械分离方法，不发生相变，最大程度地保持了果汁的营养成分。 1 2 4 2 澄清剂澄清 常用的澄清剂有：明胶、单宁、二氧化硅溶胶、皂士、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖法、酶 制剂澄清等( 杨春哲等，2 0 0 0 ) 。 果胶酶澄清。果胶酶大致可分为可以水解果胶甲酯的果胶酯酶和分解主链a 一1 ，4 半 乳糖醛酸苷键的解聚酶两类。 果胶酯酶使果胶解酯后转化成低酯化度的果胶和果胶酸。果胶酯酶一般与聚半乳糖醛酸 共同存在，联合作用水解果胶，并生成半乳糖醛酸和甲醇。 解聚酶有水解酶和裂解酶两种，从分解形式上义可分为液化型内酶( e n d o ) 和糖化型外 酶( e x o ) 。解聚酶共有八种，但对果汁澄清化有效的仅有两种，即对果胶起裂解作用的液化 型果胶裂解酶( e n d o p l ) 和水解酶中的液化型聚半乳糖醛酸酶( e n d o p g ) 。在果汁澄清工 艺中必须同时使用果胶酯酶和裂解酶。 果胶酶用于果浆处理可液化果肉、使榨汁工序简易化，提高出汁率，增加果汁产量。用 作果汁澄清剂可降低粘度，利于过滤和浓缩，提高果汁透明度。 明胶。明胶除可作为增稠剂外，还作澄清剂，与果蔬汁中的果胶、单宁和其他成分反 应，使果蔬汁得到澄清。 单宁。单宁又称单宁酸、鞣质，接触空气或遇光对其色泽会变暗，与蛋白质、淀粉、 明胶、多数生物碱、金属盐作用会生成不溶性物质。遇3 价铁盐会变成黑蓝色的色素，或生 成沉淀。用作澄清剂可将溶于水或稍以混浊状态存在的蛋白质变为不溶性物质加以除去，用 于果汁和酒的澄清。另外单宁对重金属有极强的亲和力，可作为鳌合剂。 硅溶胶。是一种强力吸附剂，其网格结构孔隙对无机物羽f 有机物均有良好的吸附作用。 硅溶胶在很大p h 范围内是稳定的，但小颗粒的硅溶胶对酸、碱利盐的反戍比较敏感。用作 吸附剂、絮凝剂等。取代部分明胶作果蔬汁澄清剂。硅溶胶表面的硅烷基能选择性吸附蛋白 质或其他与多酚物质的混合物。 膨润土。膨润土是天然胶性含水硅酸铝。用作果汁、啤酒、葡萄酒的澄清剂和助滤剂。 因在食品中有残留，规定不溶性矿物质总量不得超