趙爾民，王學(xué)連， 張 民

（1. 天津科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300457；2. 格瑞果汁工業(yè)（天津） 有限公司，天津 300380）

枇杷在我國分布廣泛，作為世界主產(chǎn)國，年產(chǎn)量約100 t。枇杷收獲季節(jié)較短，不易保鮮和儲(chǔ)運(yùn)，造成枇杷鮮果的巨大浪費(fèi)[1]。將枇杷加工成濃縮清汁，不僅可以解決資源浪費(fèi)問題，而且有利于枇杷果的廣泛應(yīng)用。

枇杷的不同組織均可入藥，其中枇杷葉具有很高的藥用價(jià)值。近年來大量研究表明，枇杷葉、果實(shí)、種子等組織具有抗氧化[2-5]、消炎[6-9]、抗糖尿病[10-12]、抑菌[13-14]等活性。以枇杷鮮果和枇杷葉為原料，通過酶解、超濾、濃縮等工藝制備將枇杷制成濃縮枇杷清汁。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

枇杷葉（干）、枇杷果（鮮），均為市售。

果膠酶，隆科特酶制劑有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

FA1604S 型電子分析天平，上海天平儀器廠產(chǎn)品；WZS-I 型阿貝折光儀，上海第二分析儀器廠產(chǎn)品；HW-SY21-K 型電熱恒溫水浴鍋，北京市長風(fēng)儀器儀表公司產(chǎn)品；760CR 型雙光速紫外分光光度計(jì)、RE 5298A 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、SHZ-III 型循環(huán)水真空泵，上海亞榮生化儀器廠產(chǎn)品；超濾儀，南京凱米科技有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 枇杷果原材料處理

將采購的新鮮枇杷果經(jīng)過人工挑選，去除枇杷葉、梗等雜質(zhì)及霉?fàn)€果，將挑選后的枇杷果去核（以抗壞血酸為護(hù)色劑），加入1 倍的沸水中，在100 ℃條件下煮制30 min，然后打漿備用。

1.3.2 枇杷葉汁煮制工藝

枇杷葉→挑選→清洗→瀝水→切絲→烘烤（115 ℃，1 h） →粉碎→熬制（料液比1∶9） →過濾。

枇杷果漿與枇杷葉汁按比例3∶1 混合得枇杷漿。

1.3.3 淀粉試驗(yàn)

（1） 試劑和溶液。碘標(biāo)準(zhǔn)溶液。

（2） 檢驗(yàn)方法。取20 mL 冷卻至室溫的枇杷漿置于50 mL 燒杯中，加入1 mL 碘標(biāo)準(zhǔn)溶液，如果樣品上層變黃色，表明樣品中沒有淀粉（陰性）；如果樣品上層變棕色，表明樣品中含有少量淀粉（陽性）；如果樣品上層變藍(lán)色，表明樣品中含有較多淀粉（陽性）[15]。

1.3.4 果膠試驗(yàn)

（1） 試劑和溶液。酸化乙醇。

（2） 檢驗(yàn)方法。取1 份200 目枇杷濾汁加2 份酸化乙醇，輕輕晃動(dòng)搖勻，靜置15 min，如有凝膠和絮狀物出現(xiàn)，則枇杷汁中含有果膠，反之，則不含有果膠[16-17]。

1.3.5 透光率測定

利用760CR 型雙光速紫外分光光度計(jì)，將枇杷汁于200～800 nm 處進(jìn)行吸光度掃描，以蒸餾水為參比，并據(jù)此確定枇杷汁澄清度的測定波長。

取一定量200 目枇杷汁，離心過濾取上清液（以轉(zhuǎn)速3 500 r/min 離心15 min）。以蒸餾水作為空白，在雙光速紫外分光光度計(jì)測定的最適波長下測定枇杷汁的透光率，枇杷汁的澄清度以透光率T（%） 表示。

1.3.6 出汁率的計(jì)算

式中：m——將果漿用200 目濾布過濾后所得濾液的質(zhì)量，kg；

M——果漿過濾前的總質(zhì)量，kg。

1.4 枇杷漿酶解

枇杷漿酶解的具體方法如下：

（1） 稱取一定量（10 kg） 冷卻至室溫的枇杷漿，加入適量果膠酶，在加入酶的瞬間開始計(jì)時(shí)，并在反應(yīng)過程中不斷攪拌反應(yīng)液。

（2） 利用水浴鍋將溫度控制在某一溫度，保持整個(gè)反應(yīng)恒溫進(jìn)行。

（3） 酶解結(jié)束后，用200 目濾布進(jìn)行過濾并計(jì)算出汁率。

（4） 取少量200 目濾汁進(jìn)行果膠試驗(yàn)。

（5） 將200 目濾汁煮沸滅酶，然后冷卻備用。

枇杷漿酶解工藝的優(yōu)化采用正交試驗(yàn)方法，以透光率和出汁率作為指標(biāo)，選擇正交試驗(yàn)因素水平。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

1.5 枇杷濃縮汁濃縮工藝及正交試驗(yàn)方法

將酶解后的枇杷漿通過膜截留分子量1×105Da的超濾膜進(jìn)行超濾，將超濾后的枇杷漿進(jìn)行酶解。

由于濃縮過程中溫度和真空度越高，濃縮速度越快，濃縮時(shí)間越短，對于工業(yè)生產(chǎn)越有利。但同時(shí)濃縮溫度和真空度越高造成產(chǎn)品透光率越低，濁度越高，產(chǎn)品品質(zhì)降低。工業(yè)生產(chǎn)預(yù)期期望對枇杷濃縮汁成品達(dá)到4～6 倍濃縮，同時(shí)確保成品透光率≥95.0%，濁度≤5 NTU。從枇杷濃縮汁品質(zhì)要求及降低能耗縮短濃縮時(shí)間方面考慮，選擇影響枇杷漿濃縮時(shí)間及品質(zhì)的溫度、真空度和濃縮倍數(shù)3 個(gè)主要因素，進(jìn)行單因素分析。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以透光率、濁度及感官作為評價(jià)指標(biāo)，選擇正交試驗(yàn)因素水平。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表2。

表2 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

1.6 枇杷濃縮汁指標(biāo)要求

1.6.1 感官要求

由20～30 名食品感官評價(jià)人員組成評審小組，對枇杷果汁及濃縮汁的色澤（20 分），組織狀態(tài)（30分，要求澄清、透明），滋味與氣味（50 分，復(fù)水到可溶性固形物為10%時(shí)，具有枇杷應(yīng)有的滋味和香氣，無異味） 進(jìn)行綜合評分，取平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。每評完一個(gè)產(chǎn)品，用清水漱口，間隔2 min 后再評。其中，色澤具體評分標(biāo)準(zhǔn)為：深褐色5 分，褐色10 分，黃褐色、有光澤15 分，黃棕色、有光澤20 分。

感官指標(biāo)見表3。

表3 感官指標(biāo)

1.6.2 理化要求

理化指標(biāo)見表4。

1.6.3 微生物要求

微生物指標(biāo)見表5。

2 結(jié)果與分析

2.1 枇杷漿酶解

表4 理化指標(biāo)

表5 微生物指標(biāo)

2.1.1 淀粉試驗(yàn)

通過對枇杷漿樣品的淀粉試驗(yàn)，樣品上層變棕色，表明樣品中含有少量淀粉（陽性），因此后期酶解過程無需對淀粉進(jìn)行酶解。

2.1.2 果膠酶活力的測定

對果膠酶活力進(jìn)行測定，試驗(yàn)測得果膠酶活力為7 980±60 U/mL[18]。

2.1.3 枇杷漿透光率最適波長的確定

通過查閱文獻(xiàn)獲得枇杷果汁透光率測定波長為560 nm。

2.1.4 枇杷漿酶解正交試驗(yàn)

枇杷漿酶解正交試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 枇杷漿酶解正交試驗(yàn)結(jié)果

2.1.5 枇杷漿酶解正交試驗(yàn)結(jié)果分析

枇杷漿酶解正交分析趨勢圖見1，枇杷漿酶解正交分析方差分析見表7。

由表1 可知，試驗(yàn)因素的主次關(guān)系為A＞C＞B。即影響枇杷漿酶解出汁率最主要的因素是酶質(zhì)量濃度，其次是酶解時(shí)間，最后是酶解溫度。

表7 枇杷漿酶解正交分析方差分析

從表7 可知，MSB＜MSe，即酶解溫度的離差平方和小于誤差的離差平方和，所以酶解溫度對試驗(yàn)結(jié)果影響較小，可以將其歸入誤差項(xiàng)，從節(jié)約成本的角度考慮選擇酶解溫度為50 ℃。酶質(zhì)量濃度對出汁率有非常顯著的影響，酶解時(shí)間對出汁率有顯著性影響，故2 個(gè)因素均選擇最優(yōu)水平。

綜合考慮極差分析和方差分析結(jié)果，枇杷漿酶解條件選擇A2B1C2，即酶質(zhì)量濃度為120 mg/L，于50 ℃下酶解40 min。由于該條件組合在正交試驗(yàn)表中存在，不需要做驗(yàn)證試驗(yàn)。由正交試驗(yàn)可知，該條件下的出汁率為81.35%。

2.2 枇杷濃縮汁濃縮工藝優(yōu)化

2.2.1 枇杷濃縮汁濃縮正交試驗(yàn)

枇杷濃縮汁濃縮正交試驗(yàn)結(jié)果見表8。

2.2.2 枇杷濃縮汁濃縮正交試驗(yàn)結(jié)果分析

透光率正交分析效應(yīng)曲線圖見圖2，透光率正交分析方差分析見表9。

由表9 可知，各試驗(yàn)因素的主次關(guān)系為A＞C＞B。即影響枇杷漿濃縮透光率的因素最主要的是濃縮溫度，其次是濃縮倍數(shù)，最后是真空度。由表9 可知，溫度對透光率有非常顯著的影響，濃縮倍數(shù)對透光率有顯著性影響。由圖2 可知，透光率隨著溫度的升高先緩慢降低，當(dāng)溫度高于75 ℃時(shí)后隨著溫度的升高透光率快速降低。隨著濃縮倍數(shù)的增加透光率逐漸降低。

綜合考慮方差分析結(jié)果（表9） 和極差分析結(jié)果，采用試驗(yàn)條件A1B1C1，即濃縮溫度70 ℃，真空度0.08 MPa，濃縮倍數(shù)4.5 倍。

枇杷濃縮汁濃縮正交分析濁度趨勢圖見圖3，濁度正交分析方差分析見表10。

表8 枇杷濃縮汁濃縮正交試驗(yàn)結(jié)果

表9 透光率正交分析方差分析

由表10 可知，各試驗(yàn)因素的主次關(guān)系為A＞C＞B。即影響枇杷漿濃縮濁度的因素最主要的是濃縮溫度，其次是濃縮倍數(shù)，最后是真空度。由表10 可知，濃縮溫度、濃縮倍數(shù)對濁度有顯著性影響。由圖3 可知，當(dāng)濃縮溫度小于75 ℃時(shí)濁度未有明顯變化，但當(dāng)濃縮溫度大于75 ℃時(shí)，隨著溫度的升高濁度急劇升高。隨著濃縮倍數(shù)的增加濁度逐漸升高。

綜合考慮方差分析結(jié)果（表10） 和極差分析結(jié)果，采用試驗(yàn)條件A2B1C1，即濃縮溫度75 ℃，真空度0.08 MPa，濃縮倍數(shù)4.5 倍。

表10 濁度正交分析方差分析

感官評分正交分析效應(yīng)曲線圖見圖4，感官評分正交分析方差分析見表11。

表11 感官評分正交分析方差分析

由表11 可知，各試驗(yàn)因素的主次關(guān)系為A＞C＞B。即影響枇杷漿濃縮感官評分的因素最主要的是濃縮溫度，其次是濃縮倍數(shù)，最后是真空度。由表11 可知，溫度、濃縮倍數(shù)對感官評分都有非常顯著性影響，而真空度對感官評分的影響的離差平方和小于誤差的離差平方和，所以將真空度對感官評分的影響列入誤差項(xiàng)。由圖4 可知，當(dāng)溫度小于75 ℃時(shí)，感官評分隨著溫度的升高而緩慢升高，當(dāng)溫度高于75 ℃后，隨著溫度的升高感官評分快速降低。隨著濃縮倍數(shù)的增加感官評分逐漸降低。

綜合考慮方差分析結(jié)果（表11） 和極差分析結(jié)果，采用試驗(yàn)條件A2B1C1，即濃縮溫度75 ℃，真空度0.08 MPa，濃縮倍數(shù)4.5 倍。

因?yàn)樵? 個(gè)因素處于相同條件下無法使指標(biāo)均處于最優(yōu)水平，綜合分析方差分析表和極差分析結(jié)果選擇溫度75 ℃為最佳濃縮溫度，采用試驗(yàn)條件A2B1C1，即濃縮溫度75 ℃，真空度0.08 MPa，濃縮倍數(shù)4.5 倍。

同時(shí)，考慮到工業(yè)生產(chǎn)濃縮倍數(shù)越高對濃縮汁的儲(chǔ)運(yùn)越有利，因此工業(yè)生產(chǎn)時(shí)一般選擇在滿足理化指標(biāo)的情況下將濃縮倍數(shù)提高到最大。

2.2.3 枇杷濃縮汁濃縮驗(yàn)證試驗(yàn)

采用A2B1C1組合條件，即濃縮溫度75 ℃，真空度0.08 MPa，濃縮倍數(shù)4.5 倍。濃縮枇杷汁的透光率為97%，濁度2.03 NTU，感官評分97 分。

采用A2B1C2組合條件，即濃縮溫度75 ℃，真空度0.08 MPa，濃縮倍數(shù)5 倍。濃縮枇杷汁的透光率為95.5%，濁度6.2 NTU，感官評分88 分。

通過驗(yàn)證試驗(yàn)在濃縮溫度75 ℃，真空度0.08 MPa的條件下對濃縮汁進(jìn)行5 倍濃縮仍然可以滿足產(chǎn)品指標(biāo)要求。因此，最終確定濃縮的最佳工藝為溫度75 ℃，真空度0.08 MPa，濃縮倍數(shù)5 倍。

2.3 濃縮枇杷汁檢測值

濃縮枇杷汁檢測值見表12。

表12 濃縮枇杷汁檢測值

3 結(jié)論

將新鮮枇杷通過打漿處理后在酶質(zhì)量濃度120 mg/L，酶解溫度50 ℃，酶解時(shí)間40 min 下進(jìn)行酶解得到出汁率81.35%的枇杷漿。

選用分子量為1×105Da 的超濾膜對枇杷漿進(jìn)行超濾，超濾后的枇杷漿在濃縮溫度75 ℃，真空度0.08 MPa，濃縮5 倍的條件下，得到濃縮枇杷汁的指標(biāo)為透光率95.5%，濁度6.2 NTU，感官評分88 分。

通過將枇杷在上市的旺季深加工制作成濃縮枇杷清汁，極大地減少了因腐爛造成的浪費(fèi)，同時(shí)將成品的可溶性固形物在原有的基礎(chǔ)上極大地提高，節(jié)省了儲(chǔ)存所需要的空間。在保留枇杷原有口味及營養(yǎng)的基礎(chǔ)上可以作為原料或輔料添加到其他水果飲料、奶制品等產(chǎn)品中，制成枇杷味飲品，在不改變原有添加量的基礎(chǔ)上獲得更多風(fēng)味需求。其次，可以作為冰品、糕點(diǎn)等產(chǎn)品的調(diào)味品，使其獲得更廣泛的口味。

雖然將枇杷最大程度地濃縮，但仍然存在很多不足之處，使用枇杷葉作為原料的一部分，但未對枇杷葉的有效成分及其有效成分的提取進(jìn)行深入研究，同時(shí)對枇杷葉煮制后的汁中有效成分未進(jìn)行相應(yīng)的檢測，無法確定枇杷葉有效成分的提取狀況。

試驗(yàn)結(jié)論雖然為目前枇杷的深加工技術(shù)提供了一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，但存在的不足之處仍然是枇杷加工行業(yè)亟待解決的難題。