伽師瓜汁的制取及澄清工藝研究

艾麥提·巴熱提，牛淑萍，阿不都艾尼，孫 睿

（1. 新疆農業職業技術學院，新疆 昌吉 831100；2. 新疆兵團興新職業技術學院，新疆 鐵門關 841007）

0 引言

伽師瓜分布在新疆伽師縣，其產區集中于新疆南部喀什區域的伽師縣、和田區與岳普湖縣等[1]。此水果為新疆的特產，在帶動該區域農村經濟發展方面起到關鍵作用，還為打造新疆特色農業與創匯農業起到支持作用[2]。此農作物極具營養價值，鐵、維生素、鈣、纖維素、有機酸與果膠等的含量較高，具有增進食欲、預防腸癌、助消化、滋肝潤肺、清痰化咳等功效[3]。伽師瓜品質優良、資源豐富，但由于伽師瓜成熟時采收高溫，果實含糖量和水分含量大，加快了生理代謝，易出現腐爛變質現象，采后病害極為嚴重，這對伽師瓜經濟發展產生限制，所以挖掘適宜的深加工技術可有效促進產業的發展。采用果皮薄而硬韌，肉質細、脆、緊、多汁的卡拉庫賽為原料。對其果汁實施酶解操作，通過果膠含量、透光率指標對澄清效果展開評估，以確定出最適澄清工藝。探究酶解各因素同澄清效果之間的聯系，經由單因素試驗、正交試驗確定出最適澄清伽師卡拉庫賽瓜汁的工藝。

1 材料與方法

1.1 原料

果皮薄而硬韌、肉質細、脆、緊、多汁的卡拉庫賽，購自伽師縣克孜勒蘇多來提巴格村農民家庭。

1.2 儀器

WF-A3000 型榨汁機，廣州旭眾食品機械有限公司（廣州） 產品；糖度計（手持式），陸恒生物科技公司（杭州） 產品；DHP-9162 型電熱恒溫培養箱、DHG-9035AE（40 L） 型立式鼓風干燥箱、AL204-IC 型分析天平，一恒科學儀器公司（上海）產品；TD5A-WS 型臺式低俗離心機，湘儀心機儀器公司（長沙） 產品；SGZ-800I 型微電腦濁度測量儀，悅豐儀器公司（上海） 產品；DELTA320 型pH 計，蘇州圣光儀器有限公司（蘇州） 產品；752G 新型紫外分光光度計，上海美譜達儀器有限公司（北京） 產品。

1.3 試劑

果膠酶，河北鵬宇生物科技有限公司提供；酶活力是1.8 U/mg、檸檬酸（CA）、無水乙醇（ET）、考馬斯亮藍G-250、GA（半乳糖醛酸） 標準品、BSA（牛血清白蛋白） 標準品、氫氧化鈉、咔唑、2,6-二氯靛酚、硫酸銅、酒石酸鉀鈉，均為分析純。

1.4 試驗方法

1.4.1 工藝流程

伽師卡拉庫賽瓜→洗滌→去皮、去籽→切割、分塊→榨汁→粗濾操作→Pectase 澄清→以轉速4 800 r/min 低速離心10 min→指標測定。

1.4.2 測定透光率最適波長的確定

分別準備1 份原果汁、澄清果汁（在溫度40 ℃下，采用果膠酶用量100 mg/kg，調節pH 值為3，對甜瓜汁進行澄清），均置于比色皿（1 cm） 內，把蒸餾水當作空白，于波長400~760 nm 可見光區波長區間內，開展光譜掃描。

1.4.3 伽師瓜果汁中果膠定性檢測[4]

向1 份伽師瓜汁內添加2 份ET 鹽酸混合液（由99∶1 的95%ET、1%鹽酸制備），充分混合，經過15 min 查看。如果未見凝膠狀成分，即判定已基本分解掉所有果膠物質，果膠成分不存在，用“-”代表；如果依然存在膠狀成分，用“+”代表，同時通過“+”個數來體現果膠的殘余量。

1.4.4 伽師瓜果汁濁度測定[5]

測定儀器為微電腦濁度儀。

1.4.5 伽師瓜果汁中成分分析方法

總糖含量的測定：按《GB/T 5009.8—2003 食物中的方法》水解樣品食品中蔗糖的測定，按《GB/T 5009.7—2003 食品中的方法》 還原糖含量的測定；總酸含量的測定：酸堿滴定法，按GB/T 12456—1990 食品中總酸的測定方法；蛋白質含量測定[6]：考馬斯亮藍G-250；果膠的定量檢測[7]：咔唑比色法；VC 含量[8]：2.6 - 二氯靛酚滴定法；可溶性固體含量：按GB/T 12143.1—1989《軟飲料中可溶性固體含量的測定方法折光計法》規定的方法。

1.4.6 伽師瓜汁的感官評價

組建10 人評價小組，風味、香氣皆含3 個檔次。風味：總計5 分，0~1，2~3，4~5 分依次對應“平淡”“甜味適中”“極甜”。香氣：總計5 分，0~1 分，2~3 分，4~5 分依次對應“香氣平淡”“香氣宜人，但易于消散”“香氣濃郁且不易消散”。評估小組成員對這2 項指標進行獨立評分，評分與人數的相乘值，就是此項指標的評分。

1.4.7 果膠酶處理單因素試驗

（1） 果膠酶添加量對澄清效果的影響。準備7份皆為50 mL 的伽師瓜鮮榨汁，逐一置于7 個小燒杯（100 mL） 內，通過CA（20%） 將酸堿度調節為4.0， 根 據 每100 mL， 以0.005， 0.010， 0.020，0.040，0.060，0.080，0.100 g 的Pectase 用量，充分混合，移至30 ℃水浴中，接受120 min 酶解干預，之后取出進行離心處理，最后對酶解效果實施檢驗。

（2） 酶解pH 值對澄清效果的影響。準備5 份均為50 mL 的伽師瓜鮮榨汁，再分別放到5 個小燒杯（100 mL） 內，通過CA（20%） 將酸堿度調節成3.0，3.5，4.0，4.5，5.0，接著分別以0.15 g/L 的劑量加入Pectase，置于30 ℃水浴里，經120 min 酶解處理，取出離心，最后對酶解效果實施檢驗。

（3） 酶解時間對澄清效果的影響。把500 mL 伽師瓜鮮榨汁置于燒杯（1 L） 內，通過CA（20%） 將酸堿度調整成4.0，加入0.015 g/100 mL 的Pectase，充分混合，移至30 ℃水浴里酶解，每隔0.5 h 取樣，取出后進行離心處理，對酶解效果實施檢驗。

（4） 酶解溫度對澄清效果的影響。準備5 份50 mL 的伽師瓜鮮榨汁，再分別移入5 個小燒杯（100 mL） 內，通過CA（20%） 將酸堿度調節成4.0，加入Pectase 的量為0.015 g/100 mL，分別于20，25，30，35，40 ℃溫度下經由水浴實施2 h 酶解處理，接著取出離心，對酶解效果實施檢驗。

1.4.8 正交試驗

在對與Pectase 澄清果汁效果有關的各因素實施單因素試驗的前提下，再全面考查不同因素之間的互作性，以Pectase 添加量、酶解溫度、酶解pH 值與酶解時間實施正交試驗。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計

2 結果與分析

2.1 測定透光率最適波長的確定

果汁透光率隨波長變化趨勢見圖1。

圖1 果汁透光率隨波長變化趨勢

由圖1 可知，原果汁于波長686 nm 處見波谷值，故于此波長下進行透光率的測定。

2.2 果膠酶處理單因素試驗

2.2.1 果膠酶添加量對澄清效果的影響

果膠酶添加量對果汁透光率的影響見圖2，果膠酶添加量對果汁濁度的影響見圖3。

圖2 果膠酶添加量對果汁透光率的影響

圖3 果膠酶添加量對果汁濁度的影響

由圖2 可知，Pectase 加入量在0.02 g/100 mL以下時，在其加入量上調果汁透光率呈提高趨勢；當加入量為0.02 g/100 mL 時，可實現最大透光率，即96.8%；當加入量在0.02 g/100 mL 以上時，透光率開始降低。由圖3 可知，當其加入量處于0~0.04 mg/mL時，隨著酶量增加，濁度不斷降低；當其處于0.04~0.10 mg/mL 時，基本未見波動。

果膠酶添加量對果膠含量、可溶性固形物含量和pH 值的影響見表2。

表2 果膠酶添加量對果膠含量、可溶性固形物含量和pH 值的影響

由表2 可知，在Pectase 添加量提高下，果汁所含果膠的量大幅減少，在Pectase 添加量為0.02%以上時，無果膠陽性反應。Pectase 添加量對于伽師瓜汁的酸堿度、SSC 的影響非常小。

2.2.2 酶解pH 值對澄清效果的影響

酶解pH 值對果汁透光率的影響見圖4，酶解pH 值對果汁濁度的影響見圖5。

圖4 酶解pH 值對果汁透光率的影響

圖5 酶解pH 值對果汁濁度的影響

由圖4 可知，伽師瓜汁的酸堿度可在較大程度上影響澄清后果汁的透光率，在酸堿度呈3.0~5.0時，其愈低，澄清后果汁的透光率越高。

由圖5 可知，在酶解酸堿度降低下，果汁濁度隨之降低，當酸堿度處于3.0~3.5 時，幾乎無波動，果汁濁度為13.00 左右。

酶解pH 值對果膠含量、可溶性固形物含量的影響見表3。

表3 酶解pH 值對果膠含量、可溶性固形物含量的影響

由表3 可知，當酸堿度趨于5.0 時，果汁經酶解后還是顯示混濁狀態，分布著大量果膠；當酸堿度為4.5 時，幾乎所有的果膠皆被去除掉；當酸堿度小于4.0 時，所有果膠皆被分解；當酸堿度處于3.0~5.0 時，伽師瓜汁SSC 未見明顯波動，酶解前后果汁酸堿度未見明顯波動。

通過CA 來調節酸堿度，當酸堿度超過4.0 時，呈酸甜適口的口感，澄清時對應的酸堿度為4.0~4.5，這時能夠達到95.0%以上的透光率。

2.2.3 酶解時間對澄清效果的影響

酶解時間對果汁透光率的影響見圖6，酶解時間對果汁濁度影響見圖7。

圖6 酶解時間對果汁透光率的影響

圖7 酶解時間對果汁濁度影響

由圖6 可知，當Pectase 作用時間未及0.5 h 時，在時間增加下，果汁透光率不斷提升；Pectase 作用時間在60 min 以上時，可實現超過97.4%的果汁透光率，且幾乎無波動，可見長時間澄清處理無法使果汁的澄清度大幅提升。

由圖7 可知，在酶解時間增加下，伽師瓜汁的濁度不斷降低。

酶解時間對果膠含量、可溶性固形物含量和果汁pH 值的影響見表4。

表4 酶解時間對果膠含量、可溶性固形物含量和果汁pH 值的影響

由表4 可知，當酶解時間為30 min 時，殘留少量果膠；酶解時間超過60 min 時，所有果膠皆被分解；對于果汁SSC 與pH 值，酶解時間存在非常小的影響。

經由上述結果能夠發現，酶解最適時間是0.5~1.5 h。

2.2.4 酶解溫度對酶解效果的影響

酶解溫度對果汁透光率的影響見圖8，酶解溫度對伽師瓜汁濁度的影響見圖9。

圖8 酶解溫度對果汁透光率的影響

圖9 酶解溫度對伽師瓜汁濁度的影響

由圖8 可知，在溫度為35 ℃時，可實現最大透光率，若在35 ℃溫度以下，在透光率增大下，溫度上調，與35 ℃時相比，40 ℃時透光率略低。由圖9可知，在酶解溫度增大下，果汁濁度呈不斷降低表現。

酶解溫度對果膠含量、可溶性固形物含量和果汁pH 值的影響見表5。

表5 酶解溫度對果膠含量、可溶性固形物含量和果汁pH 值的影響

由表5 可知，在25 ℃酶解溫度下，會殘留較少果膠，在30 ℃溫度下，所有果膠皆被酶解。酶解溫度處于30~35 ℃，可實現超過95.0%的透光率；酶解溫度不會明顯影響到果汁SSC 與pH 值。

2.3 正交試驗

結果分析見表6。

表6 結果分析

由表1 與表6 可知，就影響Pectase 澄清效果的程度而言，4 項因素中，依主次排序為酶解pH 值（B） ＞Pectase 添加量（A） ＞酶解時間（C） ＞酶解溫度（D），最適組合為A2B1C2D3。如此能夠達到97.5%的澄清果汁透光率，果汁呈透明澄清狀態。

2.4 澄清前后伽師瓜汁中部分成分比較

澄清前后伽師瓜汁中部分成分比較見表7。

表7 澄清前后伽師瓜汁中部分成分比較

由表7 可知，酶解后果汁所含維C 量稍顯減少；總酸與總糖含量、酸堿度基本未變；SSC 稍見上調；在原汁中，蛋白質、總果膠的降幅分別為8%、2.5%?？梢?，伽師瓜汁被Pectase 處理后，幾乎所有的果膠皆被分解掉，可導致果汁混濁的蛋白質[5]同時大幅減少，果汁內其他物質的含量則幾乎未見波動。

3 結論

為了確定Pectase 用于澄清伽師瓜汁的可行性，酶解后伽師瓜汁中的蛋白質含量大幅度下降，通過Pectase 澄清伽師瓜汁途徑具備可行性，能夠實現理想的澄清效果，同時對果汁所含營養無關系。經由單因素試驗、正交試驗對不同因素與澄清效果之間的聯系加以明確，最關鍵的因素是酶解酸堿度，Pectase 添加量次之，第3 項主要因素是酶解時間，酶解溫度相對最弱；最適澄清工藝為，Pectase 用量0.2 g/L，酶解酸堿度4.0，酶解溫度30 ℃，酶解時間1 h。澄清后呈97.5%的果汁透光率，SSC 稍見增大，果膠、蛋白質含量的降幅分別是97.5%，92%，維C、總酸與總糖含量未見明顯改變。