無籽梨與雪花梨果汁加工性能的比較

趙玉華，高海生*，趙京獻

(1河北科技師范學院食品科技學院，河北秦皇島，066600;2河北省林業科學院)

我國梨多以鮮食為主，只有極少量用于加工，每年約有占總產量30%的果實被廉價銷售或腐爛損耗，造成了極大的浪費，因此對梨果進行深加工勢在必行［3，4］。國際市場方面，到2020年，全球果汁及碳酸飲料將增至730億升［5］。據此推斷，未來中國果汁行業的發展空間非常廣闊，與此同時梨果汁也具備了非常好的投資優勢。

無籽梨是梨的新品種，僅有軟核果心，無籽，故在梨果的深加工中無需去核處理，減少了果肉與空氣的接觸時間，提高了果實的利用率，有效地控制梨果加工中的褐變，可降低梨果的加工成本。為此，筆者以雪花梨作對照，對無籽梨果汁加工性能進行實驗研究，以期為無籽梨的深加工提供參考。

1 材料與方法

1．1 材料與儀器設備

1．1．1 實驗材料與輔料 雪花梨(市售)、無籽梨(園藝工作者培育的新品種)、果膠酶(市售)、抗壞血酸(分析純)、明膠(市售)、單寧(市售)。

1．1．2 實驗儀器 JJ-2打漿機，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司生產;SPX-250B-Z恒溫培養箱，上海博訊實業有限公司醫療設備廠生產;721分光光度計，上海精密科學儀器有限公司生產;SHD-Ⅲ真空泵，保定高新區陽光科教儀器廠生產。

1．2 實驗方法

1．2．1 梨果汁加工工藝流程

選果→洗果→破碎→護色→打漿→酶解→榨汁→澄清(護色)→過濾→調配(糖酸)→殺菌→裝罐→殺菌

1．2．2 選果和洗果 為了不影響果汁飲料的色、香、味，防止微生物污染，選擇無病蟲害，八九成熟的雪花梨和無籽梨［6］，在利用殘次果加工時去掉腐爛部分。用流動水漂洗果實表面污物［7］。

1．2．3 破碎、護色、打漿 將洗凈的果實進行切碎處理，碎塊大小以2～3 mm為宜，碎塊過大或過小都降低原料的出汁率［8］;為防止褐變，選用不同濃度的抗壞血酸作為護色劑進行護色，以不添加護色劑為對照(ck)，將快速切碎的梨果塊放入打漿機，按上述實驗方案在梨果打漿時加入不同數量的護色劑，觀察果漿的色澤變化［9］。

1．2．4 最佳酶解條件的確定 進行單因素實驗以確定適宜的果膠酶用量、酶解溫度和酶解時間，并以此為基礎進行3因素4水平正交實驗［10，11］。以梨果出汁率作為酶解的效果指標，同時以梨果破碎后不加果膠酶處理作為對照，并以雪花梨作對比。

1．2．5 澄清與過濾 采用冷凍澄清、果膠酶澄清和明膠、單寧澄清3種澄清方法進行對比，以確定最佳澄清方法［13，14］。澄清結束后用真空泵進行抽慮。

①冷凍澄清 將果汁在冰箱冷凍室內凍結，凍結溫度為－5～－1℃。冷凍可改變果汁中膠體性質，使果汁在解凍時形成沉淀［15］。

②果膠酶澄清 將果膠酶混入果汁中，使果汁中果膠酶的質量濃度為0．5 g/L，攪拌15～30 min，于50℃保持1 h，然后每隔0．5 h檢測一次澄清效果。檢測方法為:取1份果汁與2份體積分數為0．95的酒精混合，輕輕上下倒置3次，靜置15 min，如有膠凝或絮狀物則果汁中仍有果膠［16～18］。在澄清過程中由于溫度較高易發生褐變，因此在選出最佳酶用量后，用不同濃度的抗壞血酸來進行二次護色實驗，檢測透光率與吸光度以確定果膠酶澄清條件與最佳抗壞血酸用量［19］。

③明膠、單寧澄清 取預測果汁數份，每份100 mL，均加入定量單寧和明膠，使果汁中明膠的質量濃度分別 0．2，0．4，0．6，0．8，1．0 g/L，果汁中單寧的質量濃度分別為 0．1，0．2，0．3，0．4，0．5 g/L。同時以不加明膠、單寧為對照。加入時必須先加單寧，然后在充分攪拌下徐徐加入明膠，以起穩定作用。然后將果汁于10℃下靜置10 h，使膠體凝聚沉淀。溫度過高則會引起沉淀緩慢，溫度過低會造成渾濁現象［20］。由于澄清過程時間長，與空氣接觸多易發生褐變，因此在選出最佳明膠單寧用量后，用不同濃度的抗壞血酸來進行二次護色實驗，檢測透光率與吸光度以確定澄清條件和護色效果［21］。

1．2．6 調配 用手持測糖儀檢測過濾后的果汁中可溶性固形物含量，用酸堿滴定法檢測果汁酸度(以檸檬酸算)。調糖酸后，進行感官鑒評，選出最佳糖酸比［22］。

1．2．7 殺菌 高溫(93±2)℃瞬時(30 s)滅菌與紫外殺菌(殺菌15 min［23］)相結合。

表1 抗壞血酸對梨果漿的護色效果

2 結果與分析

2．1 打漿過程中護色條件的確定

破碎打漿是提高梨果汁出汁率的一道重要工序，也是最容易發生褐變的階段。將梨切塊后馬上加入不同數量的抗壞血酸，然后打漿。結果表明:無籽梨果汁中抗壞血酸的質量濃度為0．6 g/L，雪花梨果汁中抗壞血酸的質量濃度為0．8 g/L，可抑制褐變的發生(表1)。此過程由于無籽梨無需去核，與空氣接觸時間短，所以防褐變效果較好。

2．2 果膠酶酶解條件對梨果實出汁率的影響

果膠酶的作用是分解果膠，通過細胞間原果膠部分的分解，果漿的結構還保持一定的程度，這樣有利于果漿的壓榨，提高出汁率［24］。分別從A果膠酶添加量、B酶解溫度和C酶解時間幾個方面進行研究。結果表明，果漿中果膠酶添加量為0．1 g/L時出汁率相對較高，較適宜的酶解溫度為30～40℃，酶解2～3 h出汁率較高(圖1～圖3)。根據單因素實驗結果制定正交實驗的因素和水平(表2)。

在梨果汁提取過程中，梨果破碎后未用果膠酶處理而直接榨汁的原料利用率低，雪花梨的出汁率只有76．1%，無籽梨的出汁率只有74．2%;而經過果膠酶處理的果漿出汁率顯著提高。說明影響梨果漿酶法液化效果的主次因素是:B＞A＞C，即酶解溫度＞果膠酶用量＞酶解時間(表3，表4)。

考慮果膠酶的價格高以及生產成本問題，無籽梨和雪花梨在酶濃度為0．1 g/L的時候效果最好(表3，表4)。雪花梨和無籽梨的最佳酶解工藝條件為:酶用量均為0．1 g/L，酶解溫度40℃，酶解時間為2 h與2．5 h。進一步試驗表明，雪花梨果漿在A3B2C2最佳酶解條件下進行酶解，可使出汁率達87．5%，比不用果膠酶處理而直接榨汁的出汁率提高了11．4個百分點(表3);無籽梨果漿在A3B2C2最佳酶解條件下進行酶解，可使出汁率達85．2%，比破碎后不用果膠酶處理而直接榨汁的出汁率提高了11．0個百分點(表4)。

圖1 果膠酶添加量對梨出汁率的影響

圖2 酶解溫度對梨出汁率的影響

圖3 酶解時間對梨出汁率的影響

表2 果膠酶酶解梨汁的試驗因素和水平

表3 果膠酶酶解條件對雪花梨出汁率的影響

2．3 最佳澄清處理條件的確定

2．3．1 明膠、單寧澄清最佳條件的確定

①明膠單寧最佳使用量的確定 壓榨出的果汁本身就含有少量的單寧，單寧和明膠反應可形成明膠單寧酸鹽絡合物，隨著絡合物的沉淀，果汁中的懸浮顆粒被纏繞也隨之沉淀。但如果明膠過量，不僅會妨礙聚集過程，反而能保護和穩定膠體，其本身形成一種膠態溶液，從而影響果汁的澄清效果。結果表明，雪花梨果汁和無籽梨果汁的最佳澄清效果均為明膠0．4 g/L，單寧0．2 g/L(表7)。

表4 果膠酶酶解條件對無籽梨出汁率的影響

②明膠單寧法澄清過程中的護色 由于明膠單寧澄清法處理時間長，在澄清的過程中容易發生褐變，因此在此過程中加抗壞血酸以抑制褐變的發生。結果表明，雪花梨果汁中抗壞血酸質量濃度為0．1 g/L時就能較好地防止褐變，而無籽梨果汁中抗壞血酸質量濃度為0．2 g/L的時候能較好地防止褐變(表8)。但用明膠單寧法澄清后，雪花梨果汁清亮透明，而無籽梨果汁呈較渾濁的黃白色。

表5 無籽梨酶解方差分析

表6 雪花梨酶解方差分析

表7 不同明膠單寧用量對梨汁澄清的影響

表8 不同濃度抗壞血酸對梨汁的護色效果

2．3．2 果膠酶澄清

①澄清時間的確定 對于澄清果汁來說，果汁中含有的果膠物質會使果汁渾濁不清，并且還起著保護其他物質的作用，阻礙果汁的澄清。加酶澄清是利用果膠酶制劑來水解果汁中的果膠物質，使果汁中的其他物質失去果膠的保護作用而共同沉淀，達到澄清的目的。將果膠酶混入果汁中，使果汁中果膠酶的質量濃度為0．5 g/L，攪拌15 ～30 min，于45 ℃保持1 h，然后每隔30 min檢測1次澄清效果，以確定最佳酶解澄清時間。結果表明，雪花梨果汁中的果膠在1．5 h后即被完全水解，無籽梨果汁中的果膠在3 h后才被完全水解(表9)。

②果膠酶澄清過程的防褐變研究 結果表明，雪花梨在使用0．3 g/L抗壞血酸時護色效果較好，再加大抗壞血酸的濃度，護色效果無明顯改善(表10)。無籽梨本身酸度較高，加入抗壞血酸使得無籽梨果汁的pH值過低，降低酶的活性。因此隨著抗壞血酸濃度的加大，澄清效果受到影響，沉淀相對較多，透光率下降，故不適宜用抗壞血酸在果膠酶澄清過程進行護色。

表9 果膠酶澄清時間的確定

表10 酶解澄清過程中不同質量濃度抗壞血酸的護色效果

表11 梨汁冷凍澄清效果比較

2．3．3 冷凍法澄清 在－5～－1℃的溫度下將果汁進行凍結。冷凍可改變果汁中膠體的性質，使果汁在解凍時形成沉淀。結果表明，雪花梨冷凍澄清效果好(表11)。由于冷凍澄清溫度低，果汁基本沒發生褐變現象。

3 結論與討論

3．1 破碎打漿過程中的護色

雪花梨中加入抗壞血酸護色，其最佳質量濃度為0．8 g/L;無籽梨中加入抗壞血酸護色，其最佳質量濃度為0．6 g/L。在此過程中無籽梨的抗褐變能力相對較好。

3．2 酶解條件及出汁率

雪花梨和無籽梨最佳酶解條件分別是酶的質量濃度均為0．1 g/L，酶解溫度為40℃，酶解時間為2 h與2．5 h。雪花梨最大出汁率為87．5%，無籽梨最大出汁率為85．2%。無籽梨的出汁率比雪花梨低。

3．3 最佳澄清條件

雪花梨采用冷凍澄清法效果最好，并無褐變發生。無籽梨采用0．5 g/L的果膠酶澄清3 h，并加入0．2 g/L的抗壞血酸護色，雖澄清效果稍好于冷凍澄清，但相對于冷凍澄清其褐變更不易控制，因此建議用冷凍澄清。

3．4 感觀

雪花梨果汁成品色澤呈淡黃色，無變色現象;清澈透明、晶亮、無混濁和沉淀。無籽梨果汁成品色澤呈黃白色，無變色現象;渾濁無沉淀。

無籽梨應用在澄清果汁加工中具有不用去核、抗褐變能力較好等優點，但存在出汁率較低，澄清較難，澄清效果不好等缺點。

3．5 討論

本次研究表明，無籽梨并不是很適合澄清果汁的加工，可以考慮用于渾濁果汁或者帶肉果汁的加工。梨果汁加工過程中褐變的控制、酶解條件的選擇、澄清方法的確定都有待于進一步的研究改進。

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