明膠吸附法脫除宣木瓜果汁中單寧的研究

伍亞華，吳禮珠，孟苗，趙永春，劉佳豪

(蚌埠學院 生物與食品工程系，安徽 蚌埠 233030)

宣木瓜，薔薇科落葉灌木貼梗海棠(Chaenomeles speciosa S. Nakai)的果實，安徽省宣城市著名道地藥材，富含有機酸、維生素、氨基酸、黃酮等營養物質和多種微量元素，具極高食用、藥用價值［1-3］。目前對宣木瓜的研究主要集中在栽培技術方面，對產品的深加工研究較少，停留在比較初級的階段［4］，這是由于宣木瓜的果皮、果肉中含有大量的單寧，嚴重地削弱了其可食用性。

目前關于果汁中單寧脫除的研究很多，但關于宣木瓜果汁的報道極少。果汁中單寧脫除方法有很多，主要有物理脫除法、化學脫除法、生物脫除法以及其他方法［5］。比較而言，明膠吸附脫除法特異性強，對果汁的營養成分、色澤及風味保留較好。因此本文對宣木瓜果汁加工過程中明膠吸附脫除單寧的影響因素進行研究，為宣木瓜的深加工提供參考。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

宣木瓜;明膠，食用級;單寧、鎢酸鈉、鋁酸鈉、濃鹽酸、硫酸鋰均為分析純。

HH-S 恒溫水浴鍋;DU800 紫外可見光分光光度計;LXJ-Ⅱ型離心沉淀機;CJJ78-1 型磁力攪拌器;JM-A10002 電子天平;JJ-2(2003-61)組織搗碎機。

1.2 宣木瓜果汁加工工藝流程

宣木瓜→挑選→沖洗→去皮→熱燙→榨汁→過濾→脫澀→過濾→調配→殺菌→密封→成品

1.3 原果汁中單寧的含量測定

取100 mL 新鮮的宣木瓜汁，添加去離子水10 mL，在35 ℃下均勻攪拌30 min 后，高速離心，測離心液中單寧含量X。

1.4 宣木瓜原果汁中單寧的脫除

取100 mL 新鮮的宣木瓜汁，添加質量分數為1.5%的明膠溶液10 mL，在35 ℃下攪拌30 min，高速離心，測定離心液中單寧含量X1，計算明膠對單寧的吸附脫除率η［6］。

η=(1－X1/X)×100%

式中 X1——吸附后宣木瓜果汁中單寧的含量，mg/L;

X——吸附前宣木瓜原果汁中單寧的含量，mg/L。

2 結果與討論

2.1 原果汁中單寧的含量測定［6］

由單寧酸標準曲線可知，760 nm 處單寧酸質量濃度與吸光度A 呈線性關系，回歸方程為y =11.363x+0.107 3，R2=0.998 2。經測定，宣木瓜原果汁中單寧酸濃度為22.10 mg/L。

2.2 溫度對明膠吸附脫澀的影響

明膠吸附果汁中的單寧酸時溫度的影響見圖1。

圖1 吸附溫度對果汁中單寧含量的影響Fig.1 Effect of gelatin adsorption temperature on the tannin

由圖1 可知，隨著溫度的升高，明膠對單寧的吸附率也呈上升趨勢，但變化不很顯著。這與明膠吸附單寧的原理有關。在果汁中加入適量的明膠，明膠與單寧形成明膠-單寧絡合物沉淀，使果汁中的單寧隨沉淀而去除［7］。溫度升高，分子熱運動加劇，明膠分子通過氫鍵與單寧結合的能力減弱，因而明膠對單寧的吸附能力減弱。

2.3 明膠用量的影響

明膠用量對宣木瓜果汁中單寧吸附的影響見圖2。

由圖2 可知，宣木瓜汁中的單寧酸的含量隨著明膠量的增加逐漸降低，1. 5% 時，單寧的量為9.91 mg/L，吸附率為55.16%，吸附作用達到最大;明膠用量≥1.5%后，隨著明膠量的增加，果汁中單寧的量反而增加，明膠對單寧的吸附能力下降。這是因為明膠是動物膠原蛋白經部分水解衍生的水溶性蛋白質，屬于兩性電解質，在水中可將帶電荷的微粒凝聚成塊。單寧帶負電荷，其上的酚羥基通過氫鍵與明膠的酰胺基連接，生成不溶水的復合物。當體系中明膠量較少時，單寧分子與明膠結合，在其表面形成較薄的疏水層。當單寧分子在明膠表面聚合到一定數量，明膠表面產生足夠大的疏水性層，形成單寧-明膠復合物沉淀。當體系中明膠濃度達到一定值后，在單寧作用下，體系中形成單寧-明膠聚集體，這樣單位蛋白質分子表面上吸附的單寧就會減少，因而明膠吸附單寧的能力反而降低［8-10］。

圖2 明膠用量對果汁中單寧含量的影響Fig.2 Effect of the gelatin concentration on the tannin

2.4 吸附時間的影響

吸附時間對單寧酸含量的影響見圖3。

圖3 吸附時間對果汁中單寧含量的影響Fig.3 Effect of gelatin adsorption time on the tannin

由圖3 可知，隨著吸附時間的延長，果汁中單寧的含量先下降，30 min 時，單寧的吸附率為52.35%;30 min 后，隨著時間的增加，單寧的量基本穩定。這是因為明膠和單寧之間的結合方式為氫鍵，具有較強的穩定性。

2.5 明膠吸附脫澀正交實驗

在單因素實驗基礎上，進行3 因素3 水平L9(34)正交實驗，以確定宣木瓜果汁中單寧脫除的最佳工藝條件，因素水平見表1，結果見表2。

表1 正交實驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test

表2 正交實驗結果Table 2 Result of orthogonal test

由表2 可知，影響宣木瓜原果汁脫澀的各因素主次順序為:明膠用量＞吸附時間＞吸附溫度，最佳工藝條件為A2B2C3，即明膠用量為1.5%，吸附時間30 min，吸附溫度35 ℃。驗證實驗結果，吸附率為62.30%，吸附效果最好。

3 結論

在宣木瓜果汁加工過程時，用10 mL 質量分數為1.5%的明膠溶液在35 ℃吸附處理30 min，明膠對單寧的吸附率為62.3%，可明顯降低果汁中單寧酸的含量。

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