張舒凡，姚圣圣，馮 磊，孫雅慧，姚 露，劉曉露，畢蕓杰，趙玉平

（煙臺大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 煙臺 264005）

職業(yè)技能是學(xué)生未來就業(yè)所需的技術(shù)和能力。掌握一門專業(yè)技能是就業(yè)的根本，也是順利就業(yè)的途徑之一[1]。2020年12月10日，我國第一屆職業(yè)技能大賽在廣州開幕，習(xí)近平總書記發(fā)賀電指出“職業(yè)技能競賽為廣大技能人才提供了展示精湛技能、相互切磋技藝的平臺，對壯大技術(shù)工人隊伍、推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有積極作用。”綜合實(shí)驗(yàn)的開設(shè)是當(dāng)代高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系改革的重要一環(huán)，食品工程綜合實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)對很多高校提高學(xué)生的技能和創(chuàng)新能力具有重要的積極意義[2-3]。

山楂是一種特殊的水果，具有高于其他水果的總黃酮含量和果膠等生理活性成分，但也為后續(xù)加工和測定帶來很多問題[4-5]。通過近20年的研究，對山楂汁的深加工和分析有了較全面的掌握[6]。

通過制作山楂汁加工工藝實(shí)驗(yàn)和理化指標(biāo)分析的關(guān)鍵點(diǎn)、難點(diǎn)和方法改進(jìn)，讓學(xué)生思考山楂汁的特殊實(shí)際問題，與所學(xué)課程理論和原理相結(jié)合，從而提高學(xué)生在從事果蔬汁行業(yè)工作中分析和解決問題的能力。

1 山楂汁加工

1.1 預(yù)煮

實(shí)驗(yàn)中的預(yù)煮是將山楂果清洗干凈后，在鍋中加入與山楂果同質(zhì)量的水，煮沸后加入山楂時，煮至山楂軟爛、開裂。

預(yù)煮是山楂清汁制作的第一步，說明預(yù)煮的目的是要軟化山楂果使打醬變得容易；殺滅氧化酶，是為了防止褐變的發(fā)生和營養(yǎng)物質(zhì)的損失[7]；殺菌等為接下來工序運(yùn)行打下基礎(chǔ)[8]。引導(dǎo)學(xué)生思考預(yù)煮的作用，在食品化學(xué)、生物化學(xué)和微生物學(xué)方面都發(fā)生了哪些變化，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品和工序的要求。

1.2 果膠酶的使用

將山楂醬冷卻至50℃時加入萬分之五的果膠酶，攪拌均勻，密封。將其置于50℃恒溫水浴中酶解8 h。（思考溫度為何定為50℃）

果膠酶的使用是山楂清汁制備的重中之重。結(jié)合“食品酶學(xué)課程”內(nèi)容，讓學(xué)生了解果膠酶是一個混合酶，由果膠裂解酶、果膠脂酶和半乳糖醛酸酶組成，其中果汁中的甲醇主要來源于果膠脂酶催化果膠而產(chǎn)生。結(jié)合生物化學(xué)知識，讓學(xué)生思考果膠的結(jié)構(gòu)，影響果膠酶作用的條件。

在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生將預(yù)煮山楂果醬化后直接加入果膠酶，在規(guī)定的時間內(nèi)還是黏度很大，無法取汁；而大部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)山楂汁黏度很少，非常容易提取。判定是因?yàn)楦邷厥沟霉z酶失活所致，體現(xiàn)科學(xué)用酶的重要性。

1.3 取汁工序

加工山楂汁是實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)，因此取汁的方法和果汁澄清度和出汁率有直接聯(lián)系。要求學(xué)生思考取汁方式對山楂清汁的影響及是否會影響到后續(xù)對山楂汁化學(xué)指標(biāo)的測定。取汁方式有壓榨法和離心法[9]；就實(shí)驗(yàn)室的條件采用壓榨法比較簡單，使用范圍廣，但取汁體積的誤差較大，而采用離心法，由于醬的體積較大，每半個小時才能完成一個周期，相對壓榨法復(fù)雜，但出汁率和澄清度有保證?？梢愿鶕?jù)實(shí)驗(yàn)要求靈活選擇取汁方法。

2 山楂汁的理化指標(biāo)分析

總黃酮、還原糖和總酸是山楂果的重要理化指標(biāo)，其測定方法也是學(xué)生應(yīng)該熟練掌握的分析方法。分析山楂清汁的理化指標(biāo)是對山楂汁營養(yǎng)進(jìn)行科學(xué)判定的重要依據(jù)。對山楂汁進(jìn)行理化指標(biāo)的分析涉及到“食品化學(xué)”“無機(jī)分析”“有機(jī)化學(xué)”“物理化學(xué)”“食品分析”等課程的原理，通過以前學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課程的檢驗(yàn)，是對學(xué)生從共性到個性、由一般到具體實(shí)際能力的考量。要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方案的大體把握，以及對可能出現(xiàn)問題的原理和解決方法進(jìn)行發(fā)掘。在鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的同時開拓學(xué)生的思路，為今后學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)問題打下良好基礎(chǔ)。

2.1 山楂汁中總黃酮分析的原理性和靈活性

山楂總黃酮是山楂中主要的生物活性成分，總黃酮含量是對山楂品質(zhì)優(yōu)劣的科學(xué)評價，對山楂果的食用及相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)，也為育種專家提供了育種的重要判斷指標(biāo)，所以準(zhǔn)確測定山楂汁中總黃酮含量顯得非常重要。

山楂汁中總黃酮的測定采用的是比色法[10-11]，旨在讓學(xué)生掌握比色法及黃酮顯色的原理，熟練用最普通、最簡單的分光光度計完成總黃酮的測定，同時鍛煉學(xué)生的觀察記憶能力。

無機(jī)分析實(shí)驗(yàn)指出在使用分光光度法測定物質(zhì)含量時，吸光度為0.2～0.7時，物質(zhì)含量與吸光值具有非常好的線性關(guān)系，因此在山楂汁總黃酮測定時，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，建立總黃酮含量與吸光度為0.2～0.7時的標(biāo)準(zhǔn)曲線，這是一個原則。

在測定山楂汁總黃酮過程中，先將1 mL山楂汁加到9 mL的無水乙醇中，充分混勻，靜置30 min，離心，取上清液再進(jìn)行通?？傸S酮測定的步驟。

增加這一步驟是通過長期的實(shí)驗(yàn)探討所進(jìn)行的對總黃酮含量原有測定方法的改進(jìn)。根據(jù)溶解度的原理在山楂汁特色果汁中的應(yīng)用，黃酮在乙醇中的溶解度大，尤其是黃酮混合物的溶解度更大，這就確保了山楂汁中總黃酮在乙醇溶液中全部溶解；而山楂汁中影響總黃酮測定的物質(zhì)，最主要是果膠及其不完全水解物等大分子物質(zhì)，在高濃度乙醇溶液中不溶解，也確保了將山楂汁中大分子物質(zhì)的沉淀和離心以加速將山楂汁中的雜質(zhì)除去。而之所以去除大分子雜質(zhì)是因?yàn)檫@些物質(zhì)能與作為顯色劑Al3+橋聯(lián)，并與總黃酮一起形成大分子聚合物，使形成的紅色物質(zhì)快速沉淀，影響所測定的吸光度，導(dǎo)致測定數(shù)據(jù)偏小，與真實(shí)值差距偏大。此外，這一步驟也是對總黃酮的一次稀釋。

實(shí)驗(yàn)方法是取乙醇處理后山楂汁的上清液0.5 mL，1.0 mL分別置于2個50 mL容量瓶中（確保其中一個吸光度為0.2～0.7），補(bǔ)去離子水至容量瓶中溶液體積為5 mL，再進(jìn)行亞硝酸鈉溶液和硝酸鋁溶液處理，于波長510 nm處測其吸光度。記錄數(shù)據(jù)，平行測定3次。

實(shí)驗(yàn)的這一步驟也可以鍛煉學(xué)生的應(yīng)變能力，使學(xué)生建立一種思維方式，所測定物質(zhì)的吸光度必須保證為0.2～0.7，這是原則，而根據(jù)實(shí)際情況，對測定液中的物質(zhì)稀釋多少倍或濃縮多少倍，要根據(jù)測定的吸光度是否在0.2～0.7范圍內(nèi)進(jìn)行靈活調(diào)整。

2.2 山楂汁中總酸分析的原理性和靈活性

在食品中總酸的測定過程中，對滴定終點(diǎn)顏色的把握，關(guān)乎實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精確性，而不同的人對顏色的判斷存在主觀上的差異，尤其是總酸測定實(shí)驗(yàn)滴定終點(diǎn)為淡粉色，這更加大了判斷難度。因?yàn)樯介兴纳匚镔|(zhì)較多，有花色素、黃酮[11]等，這些物質(zhì)的最大特點(diǎn)也隨著pH值由酸性到中性再到堿性的變化，體系顏色由山楂汁的紅色到淺紅色再到藍(lán)色的變化[12]，與不含色素果汁總酸測定終點(diǎn)的淡粉色疊加，就形成了深藍(lán)或黑色，無法有效判斷滴定終點(diǎn)。要盡可能消除反應(yīng)體系中其他顏色對終點(diǎn)顏色的干擾。因此往后學(xué)生在面對不同種類原料和樣品時，要考慮樣品原本的顏色或樣品形成溶液的顏色是否會對終點(diǎn)顏色產(chǎn)生影響。同時，指示劑的選擇也是關(guān)鍵，針對不同反應(yīng)環(huán)境，需要選擇不同指示劑來更好地判斷滴定終點(diǎn)。

解決方法：①實(shí)驗(yàn)對山楂汁進(jìn)行脫色；②若脫色會對樣品成分產(chǎn)生影響，需要采用電位滴定法來測定樣品中的總酸，滴定終點(diǎn)的pH值為8.2；③將山楂汁加大稀釋倍數(shù)，加適量酚酞足夠掩蓋山楂汁中色素的影響等，靈活措施準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)。

在實(shí)驗(yàn)中，為了減少測定結(jié)果的誤差，體系所消耗NaOH的體積應(yīng)該大于2 mL，這是原則。當(dāng)發(fā)現(xiàn)消耗NaOH量小于2 mL時，可以考慮通過調(diào)整NaOH的濃度或者增大樣品液等，使數(shù)據(jù)保持在合理范圍。

2.3 山楂汁中還原糖分析的原理性和靈活性

還原糖測定這個實(shí)驗(yàn)項目開展的目的是掌握山楂汁中還原糖的含量，進(jìn)一步熟悉還原糖的采用熱滴定法，預(yù)滴定和精確滴定方法，同時培養(yǎng)學(xué)生在每一次滴定前要對標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液進(jìn)行標(biāo)定的意識。更重要的是要掌握山楂汁中的色素物質(zhì)對還原糖測定的影響，以及其消除影響的方法[12]。

因?yàn)樯介械狞S酮和花色素等色素在堿性條件下顯藍(lán)色，而進(jìn)行滴定還原糖所用的斐林試劑B液中有大量的NaOH，可以使測定體系呈堿性，從而使體系顏色為藍(lán)色，不含色素時測定體系顏色的淡黃色，因此若直接使用山楂汁滴定，則會難于判斷滴定終點(diǎn)，所以采用反滴定的方式，或采用一些方法去除色素，以消除色素的影響，可以幫助學(xué)生開拓思路、另辟蹊徑。

在進(jìn)行還原糖稀釋時，以樣品稀釋液的體積與標(biāo)定消耗的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液體積相差在加減2 mL為宜，而稀釋山楂汁多少倍，可以靈活進(jìn)行。

3 結(jié)語

山楂是水果中較為特殊的一種，加工山楂果汁實(shí)驗(yàn)及其主要成分分析，既可以讓學(xué)生掌握現(xiàn)代食品加工技術(shù)，又可以根據(jù)其特點(diǎn)和測定指標(biāo)學(xué)習(xí)操作原則，從而提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和具體問題具體分析的創(chuàng)新思維。