濃縮枇杷清汁的加工工藝研究

趙爾民，王學連， 張 民

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

枇杷在我國分布廣泛，作為世界主產國，年產量約100 t。枇杷收獲季節較短，不易保鮮和儲運，造成枇杷鮮果的巨大浪費[1]。將枇杷加工成濃縮清汁，不僅可以解決資源浪費問題，而且有利于枇杷果的廣泛應用。

枇杷的不同組織均可入藥，其中枇杷葉具有很高的藥用價值。近年來大量研究表明，枇杷葉、果實、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 儀器與設備

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

1.3 試驗方法

1.3.1 枇杷果原材料處理

將采購的新鮮枇杷果經過人工挑選，去除枇杷葉、梗等雜質及霉爛果，將挑選后的枇杷果去核（以抗壞血酸為護色劑），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

（1） 試劑和溶液。碘標準溶液。

（2） 檢驗方法。取20 mL 冷卻至室溫的枇杷漿置于50 mL 燒杯中，加入1 mL 碘標準溶液，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）；如果樣品上層變藍色，表明樣品中含有較多淀粉（陽性）[15]。

1.3.4 果膠試驗

（1） 試劑和溶液。酸化乙醇。

（2） 檢驗方法。取1 份200 目枇杷濾汁加2 份酸化乙醇，輕輕晃動搖勻，靜置15 min，如有凝膠和絮狀物出現，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，將枇杷汁于200～800 nm 處進行吸光度掃描，以蒸餾水為參比，并據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 出汁率的計算

式中：m——將果漿用200 目濾布過濾后所得濾液的質量，kg；

M——果漿過濾前的總質量，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時，并在反應過程中不斷攪拌反應液。

（2） 利用水浴鍋將溫度控制在某一溫度，保持整個反應恒溫進行。

（3） 酶解結束后，用200 目濾布進行過濾并計算出汁率。

（4） 取少量200 目濾汁進行果膠試驗。

（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化采用正交試驗方法，以透光率和出汁率作為指標，選擇正交試驗因素水平。

正交試驗因素與水平設計見表1。

1.5 枇杷濃縮汁濃縮工藝及正交試驗方法

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

由于濃縮過程中溫度和真空度越高，濃縮速度越快，濃縮時間越短，對于工業生產越有利。但同時濃縮溫度和真空度越高造成產品透光率越低，濁度越高，產品品質降低。工業生產預期期望對枇杷濃縮汁成品達到4～6 倍濃縮，同時確保成品透光率≥95.0%，濁度≤5 NTU。從枇杷濃縮汁品質要求及降低能耗縮短濃縮時間方面考慮，選擇影響枇杷漿濃縮時間及品質的溫度、真空度和濃縮倍數3 個主要因素，進行單因素分析。

表1 正交試驗因素與水平設計

根據單因素試驗結果，以透光率、濁度及感官作為評價指標，選擇正交試驗因素水平。

正交試驗因素與水平設計見表2。

表2 正交試驗因素與水平設計

1.6 枇杷濃縮汁指標要求

1.6.1 感官要求

由20～30 名食品感官評價人員組成評審小組，對枇杷果汁及濃縮汁的色澤（20 分），組織狀態（30分，要求澄清、透明），滋味與氣味（50 分，復水到可溶性固形物為10%時，具有枇杷應有的滋味和香氣，無異味） 進行綜合評分，取平均值進行統計分析。每評完一個產品，用清水漱口，間隔2 min 后再評。其中，色澤具體評分標準為：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。

感官指標見表3。

表3 感官指標

1.6.2 理化要求

理化指標見表4。

1.6.3 微生物要求

微生物指標見表5。

2 結果與分析

2.1 枇杷漿酶解

表4 理化指標

表5 微生物指標

2.1.1 淀粉試驗

通過對枇杷漿樣品的淀粉試驗，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行酶解。

2.1.2 果膠酶活力的測定

對果膠酶活力進行測定，試驗測得果膠酶活力為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

枇杷漿酶解正交試驗結果見表6。

表6 枇杷漿酶解正交試驗結果

2.1.5 枇杷漿酶解正交試驗結果分析

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，試驗因素的主次關系為A＞C＞B。即影響枇杷漿酶解出汁率最主要的因素是酶質量濃度，其次是酶解時間，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結果影響較小，可以將其歸入誤差項，從節約成本的角度考慮選擇酶解溫度為50 ℃。酶質量濃度對出汁率有非常顯著的影響，酶解時間對出汁率有顯著性影響，故2 個因素均選擇最優水平。

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

2.2 枇杷濃縮汁濃縮工藝優化

2.2.1 枇杷濃縮汁濃縮正交試驗

枇杷濃縮汁濃縮正交試驗結果見表8。

2.2.2 枇杷濃縮汁濃縮正交試驗結果分析

透光率正交分析效應曲線圖見圖2，透光率正交分析方差分析見表9。

由表9 可知，各試驗因素的主次關系為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，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，當溫度高于75 ℃時后隨著溫度的升高透光率快速降低。隨著濃縮倍數的增加透光率逐漸降低。

綜合考慮方差分析結果（表9） 和極差分析結果，采用試驗條件A1B1C1，即濃縮溫度70 ℃，真空度0.08 MPa，濃縮倍數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結果

表9 透光率正交分析方差分析

由表10 可知，各試驗因素的主次關系為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，最后是真空度。由表10 可知，濃縮溫度、濃縮倍數對濁度有顯著性影響。由圖3 可知，當濃縮溫度小于75 ℃時濁度未有明顯變化，但當濃縮溫度大于75 ℃時，隨著溫度的升高濁度急劇升高。隨著濃縮倍數的增加濁度逐漸升高。

綜合考慮方差分析結果（表10） 和極差分析結果，采用試驗條件A2B1C1，即濃縮溫度75 ℃，真空度0.08 MPa，濃縮倍數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，各試驗因素的主次關系為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，最后是真空度。由表11 可知，溫度、濃縮倍數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。由圖4 可知，當溫度小于75 ℃時，感官評分隨著溫度的升高而緩慢升高，當溫度高于75 ℃后，隨著溫度的升高感官評分快速降低。隨著濃縮倍數的增加感官評分逐漸降低。

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

因為在3 個因素處于相同條件下無法使指標均處于最優水平，綜合分析方差分析表和極差分析結果選擇溫度75 ℃為最佳濃縮溫度，采用試驗條件A2B1C1，即濃縮溫度75 ℃，真空度0.08 MPa，濃縮倍數4.5 倍。

同時，考慮到工業生產濃縮倍數越高對濃縮汁的儲運越有利，因此工業生產時一般選擇在滿足理化指標的情況下將濃縮倍數提高到最大。

2.2.3 枇杷濃縮汁濃縮驗證試驗

采用A2B1C1組合條件，即濃縮溫度75 ℃，真空度0.08 MPa，濃縮倍數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。

通過驗證試驗在濃縮溫度75 ℃，真空度0.08 MPa的條件下對濃縮汁進行5 倍濃縮仍然可以滿足產品指標要求。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 結論

將新鮮枇杷通過打漿處理后在酶質量濃度120 mg/L，酶解溫度50 ℃，酶解時間40 min 下進行酶解得到出汁率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，同時將成品的可溶性固形物在原有的基礎上極大地提高，節省了儲存所需要的空間。在保留枇杷原有口味及營養的基礎上可以作為原料或輔料添加到其他水果飲料、奶制品等產品中，制成枇杷味飲品，在不改變原有添加量的基礎上獲得更多風味需求。其次，可以作為冰品、糕點等產品的調味品，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行深入研究，同時對枇杷葉煮制后的汁中有效成分未進行相應的檢測，無法確定枇杷葉有效成分的提取狀況。

試驗結論雖然為目前枇杷的深加工技術提供了一定的數據基礎，但存在的不足之處仍然是枇杷加工行業亟待解決的難題。