付云霄，張 桂

（河北科技大學(xué)，河北石家莊 050018）

殼聚糖澄清梨汁的研究

付云霄，張 桂*

（河北科技大學(xué)，河北石家莊 050018）

采用1%的殼聚糖溶液作用于梨汁，研究了殼聚糖對梨汁的澄清效果。進行正交實驗后，獲得殼聚糖對梨汁澄清的最適工藝條件：添加0.2g/L殼聚糖，在35℃下澄清60min，梨汁的最高透光率達92.97%。

殼聚糖，梨汁，澄清

殼聚糖（chitosan）是一種生物體產(chǎn)物，可先從海洋生物外殼中提取甲殼素，再經(jīng)脫乙?；玫絒1]。其化學(xué)實質(zhì)是氨基葡萄糖的直鏈多聚糖，分子式為（C6H11O4N）n[2]。Chitosan具有良好的生物相容性、適合性與安全性，在美國已經(jīng)被批準(zhǔn)為食品添加劑使用[3]。華北地區(qū)盛產(chǎn)梨，除鮮果銷售還將梨深加工為梨汁、梨酒和梨罐頭。但在果汁生產(chǎn)方面存在很多問題，如果汁褐變、渾濁、營養(yǎng)流失等[4－6]。Chitosan具有很好的絮凝能力，它可與果汁中帶負電荷的膠體物質(zhì)發(fā)生靜電作用，對膠體物質(zhì)具有很強的凝集能力，從而可使混濁果汁澄清[7－8]。關(guān)于殼聚糖澄清梨汁的研究已經(jīng)有很多報道，例如高愿軍等發(fā)表了殼聚糖對梨汁澄清效果研究初報[9]，實驗結(jié)果表明在溫度35℃，添加0.28g/L的殼聚糖，澄清1h的條件下，果汁有較高的透光率。華平等也就殼聚糖對梨汁的澄清效果進行了分析[10]，結(jié)果表明，殼聚糖添加劑量為梨汁的0.8%～1.0%時，室溫下澄清1h可使透光率達92%以上。除此之外，王鴻飛等還研究了殼聚糖對蘋果汁的澄清效果[11]。本課題研究了1%殼聚糖溶液對鴨梨汁的澄清方法，殼聚糖溶液添加量、澄清溫度以及澄清時間對澄清效果的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鴨梨 新鮮，成熟度適中，無病蟲害，產(chǎn)于石家莊市晉州；殼聚糖 食品級，山東奧康生物科技有限公司；乙醇 95%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），天津石英鐘廠霸州市化工分廠；抗壞血酸 分析純，天津市華東試劑廠；檸檬酸 分析純，天津市東麗區(qū)東大化工廠；冰乙酸 分析純，天津市永大化學(xué)試劑有限公司；1%的殼聚糖溶液 精確稱取片狀殼聚糖1g，加入1m L冰乙酸，溶于50m L純水，于85℃的恒溫水浴鍋中，攪拌至溶解，再用純水定容至100m L，保溫45min。

TU－1810紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；TD5A－WS臺式低速離心機 江蘇金壇離心機廠；HH·SII－2電熱恒溫水浴鍋 北京長安科學(xué)儀器廠；SHB－B95循環(huán)水式多用真空泵 鄭州長城科工貿(mào)有限公司；211pH計 上海加惠儀器儀表有限公司；EL204電子天平 上海梅特勒－托利多儀器有限公司；JYL－A010九陽料理機 九陽股份有限公司；WYT手提糖度計 成都光學(xué)廠；常備玻璃器皿。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 原料預(yù)處理→破碎→鈍酶→榨汁→過濾→原果汁→離心→殼聚糖澄清處理→靜置→澄清梨汁

1.2.2 實驗主要操作說明 a.原料預(yù)處理：用清水洗去梨表面的污垢，去除霉?fàn)€和損傷果，去皮去核。b.破碎：切成3～4cm小丁并護色。c.鈍酶：60～70℃下恒溫水浴30m in。d.榨汁：撈出果肉放入榨汁機，同時加入護色劑榨汁。e.過濾：用四層濾布粗濾。f.離心：過濾后的果汁于3200r/min條件下離心10min。g.澄清：添加殼聚糖溶液并攪拌，靜置直至固形物完全沉淀下來。

1.2.3 測定方法 用分光光度法測定果汁澄清度[8]，以透光率衡量果汁澄清度。用手提糖度計測定果汁可溶性固形物含量。果膠物質(zhì)檢測：酒精法定性檢測[8]，試管中加入澄清梨汁10m L，再加入95%乙醇溶液10m L翻轉(zhuǎn)3次，靜置15min后觀察。若有凝膠狀物質(zhì)出現(xiàn)，表明果膠物質(zhì)未被脫盡，用“+”表示；若沒有則表明果膠物質(zhì)已被基本除去，用“－”表示。果汁中凝膠狀物質(zhì)愈多，則“+”也愈多。

1.3 殼聚糖澄清梨汁的工藝條件單因素及優(yōu)化實驗

根據(jù)殼聚糖的絮凝特性，先進行單因素實驗，然后進行多因素正交實驗。在初步研究并結(jié)合參考文獻中殼聚糖對其它果汁澄清作用的基礎(chǔ)上，分別測定殼聚糖添加量、澄清溫度、澄清時間三個因素對梨汁澄清效果的影響。首先確定澄清溫度為35℃，澄清時間60m in[11]。單因素實驗：殼聚糖添加量（35℃，60m in）、梨汁溫度（殼聚糖用量根據(jù)添加量單因素實驗確定，60m in）、澄清時間（35℃，殼聚糖用量根據(jù)添加量單因素實驗確定）對梨汁澄清效果的研究。在單因素實驗的基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交實驗設(shè)計，來確定殼聚糖對梨汁澄清的最適工藝條件。正交實驗因素水平表見表1。

表1 正交實驗因素水平表Table 1 Factor and level of orthogonal test

2 結(jié)果與分析

2.1 最適波長的確定

取一定量的梨汁原汁，原汁的糖度為6，pH為3.86。按0.2g/L（殼聚糖/原汁）加入殼聚糖，在35℃，原汁pH下作用60m in后，取其清汁，用紫外可見分光光度計進行光譜掃描，確定澄清梨汁最好透光率時的波長，其結(jié)果見圖1。從圖1可以看出在波長750nm處透光率最好（波長越長則其吸光度越?。?，因此本實驗選擇在750nm處測定透光率的值。

圖1 梨汁透光率與波長關(guān)系Fig.1 The relationship between pear juice transmittance and wavelength

2.2 殼聚糖添加量對梨汁澄清效果的影響

從圖2可知，在殼聚糖用量達到0.2g/L之前，梨汁透光率隨添加量增加而逐漸增大；當(dāng)其用量介于0.2～0.3g/L時，梨汁透光率變化不太大，而隨用量增加到0.4g/L后透光率開始下降。殼聚糖用量少時，膠體物質(zhì)不能完全被除去；用量過多，殼聚糖又會部分溶解于果汁中，使果汁產(chǎn)生混濁。

圖2 殼聚糖添加量與梨汁透光率關(guān)系Fig.2 The relationship between chitosan contentand pear juice transmittance

表2 殼聚糖添加量對梨汁成分的影響Table 2 The impactof chitosan contenton the pear juice composition

從表2看出，殼聚糖的不同添加量，使得梨汁有以下變化：可溶性固形物和pH變化均不大，但對果膠的含量影響較大。當(dāng)殼聚糖用量為0.1～0.2g/L時，果膠物質(zhì)基本被去除；由于殼聚糖是大分子物質(zhì)，用量逐漸增大時，在果膠定性檢測時會有絮狀沉淀。

2.3 果汁溫度對梨汁澄清效果的影響

從圖3可以看出，溫度低于35℃時，透光率隨溫度的上升而增大；當(dāng)溫度達到35℃以上時，隨溫度的上升，透光率卻有所下降。因為殼聚糖是直鏈多糖，溫度對殼聚糖的粘性有很大影響[12]，溫度會影響其絮凝作用，從而影響到果汁澄清效果。當(dāng)溫度高于35℃時，熱凝作用逐漸占主導(dǎo)地位，部分殼聚糖會溶于果汁中，透光率有所下降[11]。

圖3 果汁溫度與透光率的關(guān)系Fig.3 The relationship between juice temperature and transmittance

表3 梨汁澄清溫度對梨汁成分的影響Table 3 The impactof clarified temperature on composition of pear juice composition

從表3中看出，澄清溫度不同對梨汁的影響：可溶性固形物和pH變化均不是很大，但對果膠的含量影響較大。梨汁澄清溫度在25℃時，果膠物質(zhì)還存在；隨著澄清溫度的增加，果膠基本被除去。

2.4 澄清時間對梨汁澄清效果的影響

圖4 澄清時間與梨汁透光率的關(guān)系Fig.4 The relationship between clarifying time and transmittance

由圖4可知，殼聚糖澄清作用時間對梨汁澄清效果有較大的影響。梨汁澄清時間在60m in內(nèi)，梨汁透光率隨時間的延長而明顯提高；當(dāng)梨汁的澄清時間達到60m in時，透光率達到最大；殼聚糖處理梨汁的時間越長，梨汁透光率反而下降。因此，殼聚糖最佳澄清時間為60m in。由于澄清時間短，梨汁中的果膠物質(zhì)不能被完全去除，從而透光率不高，但是，如果梨汁的澄清時間過長，殼聚糖反而會溶于果汁中，影響透光率[12]。

表4 梨汁澄清時間對梨汁成分的影響Table 4 Clarify time on the impactof pear juice composition

從表4中看出，澄清時間不同對梨汁的影響：可溶性固形物和pH變化均不大，但對果膠的含量影響較大。澄清時間小于60m in時，梨汁中果膠物質(zhì)沒有被完全除去；大于60m in時，梨汁中果膠物質(zhì)已基本被除去。

2.5 殼聚糖對梨汁澄清的多因素正交實驗

正交實驗安排共9組，其數(shù)據(jù)結(jié)果以及總和、極差分析如表5所示。

由表5總結(jié)，根據(jù)K值排列，最優(yōu)組合為A2B1C2，即添加0.2g/L殼聚糖，在35℃下澄清60min時，果汁透光率最高92.97%。根據(jù)R值大小排出因素的主要次序：A>B>C，也就是說殼聚糖的添加量對梨汁澄清效果有較大影響，果汁澄清溫度的影響次之，果汁澄清時間對梨汁澄清效果的影響較小。因此在梨汁的澄清過程中，既要保證殼聚糖的添加量適當(dāng)，又要穩(wěn)定果汁的澄清溫度。

3 結(jié)論

通過殼聚糖對梨汁處理的單因素實驗研究表明，殼聚糖的用量、果汁溫度、澄清時間對殼聚糖澄清梨汁處理的效果影響較大，而對清汁中可溶性固形物含量變化的影響不大。在此基礎(chǔ)上進行正交實驗，得出殼聚糖對梨汁澄清的最佳工藝條件為：殼聚糖的用量0.2g/L、溫度35℃、時間60m in，梨汁透光率可達90%以上。

表5 正交實驗結(jié)果及分析Table 5 Results and analysis of orthogonal test

[1]段新芳.甲殼素和殼聚糖的研究及其在農(nóng)林中的應(yīng)用[J].世界林業(yè)研究，1998（3）：9-10.

[2]周書天，楊潤昌，羅衛(wèi)玲，等.蝦，蟹殼制高分子絮凝劑的研究[J].湖南化工，1995，25（1）：33-36.

[3]楊銘鐸，劉浩宇，王禾，等.殼聚糖抑脂作用的研究[J].營養(yǎng)學(xué)報，2002，24（1）：53-57.

[4]Tanabe T，Morinaga K，F(xiàn)ukamizo T，et al.Novel chitosanase from Streptomyces griseus HUT 6037 with transglycosylation activity[J].Bioscience Biotechnology and Biochemistry，2003，67：354-364.

[5]王桐，王海歐.紅棗汁的澄清工藝研究[J].食品科技，2005（1）：65-70.

[6]王鴻飛，李和生，馬海樂，等.果膠酶對草莓果汁澄清效果的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2003，19（3）：161-164.

[7]張文清，凌宏軍，金鑫榮，等.殼聚糖對鞣酸絮凝作用的研究[J].功能高分子學(xué)報，1998，11（3）：375-378.

[8]王鴻飛，李元瑞，師俊玲.殼聚糖對獼猴桃果汁澄清效果的研究[J].西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1997，25（2）：99-101.

[9]高愿軍，高雪麗，翟賀峰.殼聚糖對梨汁澄清效果研究初報[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2006，22（11）：350-352.

[10]華平，鄭藝梅，袁志華.殼聚糖對梨汁的澄清效果分析[J].安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2003，17（2）：153-155.

[11]王鴻飛，李和生，黃曉春.殼聚糖對蘋果汁澄清效果的研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36（6）：691-695.

[12]趙麗，王萍.殼聚糖溶液穩(wěn)定性的研究[J].化工時刊，2006，20（6）：34-36.

Study on clarification of pear juice w ith chitosan

FU Yun-xiao，ZHANG Gui*

（HebeiUniversity of Science&Technology，Shijiazhuang 050018，China）

Clarified effectof pear juice using chitosan was stud ied.Chitosan of concentration 1%was used.After the orthogonal trial，the op timum technological conditions obtained were add ing chitosan of 0.2g/L，c larifying for 60m in at 35℃，and gained 92.97%transm ittance of pear juice under the op timum cond ition.

chitosan；pear juice；c larify

TS275.5

B

1002－0306（2012）09－0298－03

2011－08－15 *通訊聯(lián)系人

付云霄（1986－），女，在讀碩士研究生，研究方向：食品加工與保鮮。