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生命科学

科技经济导刊编辑部:柚子果汁脱苦的工艺研究

点击次数:   更新时间:2015-8-10 17:34:52

柚子果汁脱苦的工艺研究

石颖岚 王碧清 吴敏松  沈鸿霖 林清强 *

                                                                                

(福建师范大学生命科学学院 福建 福州 350108

 

摘  要以新鲜的平和柚子汁为实验材料,采用β—环状糊精对柚子汁进行脱苦的实验方法,通过单因素实验的筛选后正交试验,测定其柚子汁中的柚皮苷的吸光值,以确定最佳脱苦率。得到的柚子果汁脱苦的最佳处理条件是:β—环状糊精的质量分数为0.6%、包埋时间为50min、包埋温度为40℃。

【关键词】  β—环状糊精;柚子汁;柚皮苷

中图分类号:S188   文献标识:A  文章编号:1007-1547(2015)07(上)-?-02

 

 

作者简介:石颖岚( 1993.—),女,福建师范大学生命科学学院生物工程专业2012级学生.

通讯作者:林清强,(1971-),男,高级实验师。

 

 

中国是世界上最大的柑橘生产国之一,年产量仅次于巴西、美国,居世界第3位。柑橘类水果包括橘、柑、柚子、橙等。柑桔中含有丰富的葡萄糖、果糖,另有一定量的硫胺素、核黄素、生物类黄酮和其他生物活性物质[1]。它们具备抗肿瘤、抗氧化、降血压等作用[2] 。引起柚汁出现苦味的成分是柚皮苷(Naringin) [3]. 柚皮苷主要是存在于柚子、蜜柑等品种中,特别是以外果皮、海绵层、桔络及种子中含量较多,柚皮苷在柑橘中的瓤囊中含量最高,而果汁中含量较少,具有强烈的苦味。

目前对于柑橘类果汁的脱苦方法主要有吸附法、添加苦味抑制法、固定化酶法、加热脱苦法等方法[4-6]。其中β一环状糊精(β-CD)包埋法是饮料加工中最为常用脱苦方法。利用8一环状糊精分子空腔与柚皮苷及柠檬苦素分子形成了包嵌物.能够避免苦味物质直接与味蕾接触。所以能在不破坏饮料营养成份和保持其天然风味的前提下来达到脱苦的目的[7-9]

  本实验用β—环状糊精脱苦物质来研究其对柚子果汁的脱苦效果,在不同用质量分数的β—环状糊精、包埋温度、包埋时间等多个因素共同作用的条件下,探究其中最有利于β—环状糊精脱苦的条件,使得柚子果汁的脱苦率能够达到最高!

材料与方法

1.1  材料与试剂

1.11  原料

平和蜜柚(Pomelo):选购于福建师范大学西门学生街水果店

1.12  实验试剂:

β—环状糊精(食品级)、乙二醇(AR)、氢氧化钠(AR)、柠檬酸(食品级)、盐酸(AR)(均为国药集团化学试剂有限公司

1.2  实验仪器

Mettler Toledo 电子天平(瑞士)、UV-1100型紫外分光光度计(上海美谱达)、电热鼓风干燥箱(上海一恒)、Healforce PW 超纯水系统(中国上海)

1.3  方法

1.3.1  原材料预处理

1)柚子的挑选:挑选柚子果皮呈现淡黄色或者金黄色外形光滑,果实形似葫芦状或梨形。

2)消毒:整个柚子用生理盐水进行清洗,以防皮上的杂菌进入柚子汁中造成污染。

3)取出果肉,榨汁,过滤,滤液冰箱保存。

1.3.2  实验方法

 (1)取20mL的原柚子汁,添加0.1mol/L NaOH 10ml,用4mol/L NaOH调其PH=12,再用20%的柠檬酸调节pH值,至pH=6。最后加蒸馏水定容至100mL,抽滤得到澄清的柚子原果汁待测液 。

(2)在不同的单因素实验条件下进行实验,测出在每个单因素实验条件下的待测液中柚皮苷的吸光值,并且求其平均值。获得单因素柚子汁的脱苦率

(3)在单因素的实验条件下,确定三个最佳的实验因素即质量分数的β—环状糊精、包埋温度,包埋时间,在每个单因素的最佳处理条件的左右两个值,设计正交试验验,并对正交试验设计结果进行极差分析,探究出柚子果汁脱苦工艺的最佳处理条件。

脱苦率:  脱苦率(%)=(A-A1/A)*100%.......................................①

①式中:A表示未被β—环状糊精处理过的待测液的吸光值;A1表示被β—环状糊精处理过的待测液的吸光值。

结果及分析

2.1  单因素实验

2.1.1  β—环状糊精在不同质量分数的β—环状糊精条件下对柚子汁脱苦率的影响

β—环状糊精在不同质量分数的条件下对柚子汁脱苦的影响趋势如下图1所示:

不同质量分数的β—环状糊精对脱苦率的影响

Fig. 1  Efect of β-cyclodextrin amount on debittering rate

由图1可以看出使用β—环状糊精包埋脱苦,随着β—环状糊精的质量分数的增大,柚汁的脱苦效率也增大,但当β—环状糊精的质量分数达到0.6%后,继续增大β—环状糊精的用量,柚汁的脱苦率却逐渐在减小,最后达到平稳的趋势。分析出现这种现象的原因,可能是因为质量分数过高的β—环状糊精,增加了分子间的竞争,所以导致柚汁的脱苦率有所降低甚至趋于平稳。

2.1.2  β—环状糊精在不同包埋时间条件下对柚子汁的脱苦率的影响

β—环状糊精在不同包埋温度下对柚子汁脱苦的影响趋势如下图2所示:

包埋时间对脱苦率的影响

Fig.2  Efect of β-cyclodextrin embedding time on debittering rate

由图2 可以看出使用β—环状糊精包埋脱苦的方法,其脱苦效果随着包埋时间的延长逐渐的增大,但是当包埋时间达到60min后,继续延长包埋时间,其脱苦效果逐渐减小,直到处于平缓的阶段,出现这种的情况可能是由于β—环状糊精包埋柚皮苷已达到饱和状态。

2.1.3  β—环状糊精在不同包埋温度条件下对柚子汁的脱苦率的影响

β—环状糊精在不同的包埋时间的作用下对柚子汁脱苦的影响趋势如下图3所示:

包埋温度对脱苦率的影响

Fig. 3  Efect of β-cyclodextrin embedding temperature on debittering rate

由图3可以看出β—环状糊精随着包埋温度的升高,包埋脱苦效果先增大而后减小,40 时最佳, 这可能是由于β—环状糊精分子结构特点决定的,温度较低时环状分子结构收缩较紧,使柚皮苷分子进入环内被包裹的机率减小,温度过高时环状分子结构较松弛,柚皮苷分子被环包住的能力下降,所以脱苦率下降。

2.2  正交试验设计

β—环状糊精质量分数设置三个水平(0.4%,0.6%,0.8%),包埋温度设置三个水平(30,40,50),包埋时间设置三个水平(50 min,60 min,70 min).本实验的三个因素分别用A、B、C表示,各因素设置三个不同的处理水平分别为1、2、3,如表1所示:

表.1  β—环状糊精对柚子果汁脱苦影响的正交试验验因素与处理水平安排

Tab.1   The orthogonal test factors of beta types - cricoid dextrin impacton grapefruit juice debitterizing

and the treatment plans level

因素

A包埋温度/

Bβ—环状糊精的质量分数/%

C包埋时间/min

水平1

水平2

水平3

30

40

50

0.4

0.6

0.8

50

60

70

2.3  正交试验结果

选择L9(34) 进行正交试,做了9个处理试验。β—环状糊精对柚子汁脱苦影响的试验的正交表L9(34)及其试验结果的极差分析如下表2所示:

表2  β—环状糊精对柚子汁脱苦影响的正交试验结果

T ab.2  The results of Beta - cricoid dextrin effects the debitterizing of grapefruit juice of orthogonal test results L9 (34)

试验号

A包埋温度/

Bβ—环状糊精的质量分数/%

C包埋时间/min

空白列

脱苦率/%

1

1

1

1

1

8.11

2

1

3

2

3

4.36

3

1

2

3

2

5.13

4

2

3

1

2

6.47

5

2

2

2

3

9.54

6

2

1

3

1

5.13

7

3

2

1

3

8.21

8

3

1

2

2

5.12

9

3

3

3

1

4.41

K1j

17.60

18.36

22.79

22.06


K2j

29.34

24.88

19.03

16.72


K3j

17.76

13.24

15.38

22.11


k1j

5.86

6.12

7.60

7.35


k2j

9.78

8.29

5.68

5.57


k3j

5.92

4.41

6.34

7.37


Rj

13.74

9.64

7.41

5.39


 

根据正交结果,选取最佳处理为A2B2C1(包埋温度为40℃,β—环状糊精的质量分数为0.6%、包埋时间为50min)。

结论与讨论

3.1  结论

实验结果可以探究出β—环状糊精可有效的增加苦味阈值,降低人们对苦味的敏感度。β—环状糊精可以增加与柚皮苷缔合度,形成一种包埋化合物[14-15]。对具有苦味物质的包埋使柚苷由可溶性变成不可溶性。因此具有一定的脱苦作用。β—环状糊精的脱苦效果受到不同质量分数β—环状糊精、不同的包埋温度、不同的包埋时间而不同[16-17]!最后通过实验探究出用β—环状糊精对柚子汁脱苦的最佳处理条件是在包埋温度为40℃,β—环状糊精的质量分数为0.6%、包埋时间为50min

3.2  讨论

在进行单因素实验的过程,得充分控制好包埋温度。这是因为β—环状糊精的环状结构在过高温度收缩较紧,使柚皮苷分子进入环内被包裹的机率减小,而温度过低时环状分子结构较松弛,柚皮苷分子被环包住的能力下降,所以脱苦率下降;对于试验因素包埋时间,由于β—环状糊精包埋柚皮苷需要一定的时间,当包埋时间过长,会使得β—环状糊精包埋柚皮苷呈现过饱和状态,从而使得脱苦率降低;而至于β—环状糊精的用量,脱苦率随着β—环状糊精的量的增大而增大,但是当β—环状糊精的量已经达到一定值,再继续加大β—环状糊精的量,会使得分子之间竞争加剧,使得包埋柚皮苷的能力降低,从而降低了脱苦率。

参考文献

[1]  胡慰望, 谢笔钧. 食品化学[M]. 北京:北京科学出版社, 1992,4(6):120-136.

[2]  杨宏亮, 田珩, 李沛波, 等. 柚皮苷及柚皮素的生物活性研究[J]. 中药材, 2007,4(6):752-754.

[3]  孙志高, 黄学根, 焦必宁, 等. 柑桔果实主要苦味成分的分布及橙汁脱苦技术研究[J]. 食品科学. 2005,26(6):146-148.

[4]  左安连, 毛海舫, 李琼, 等. 柑橘类果汁脱苦方法研究综述[J]. 香料香精化妆品, 2008,4(3):33-39.

[5]  刘东英, 王梅, 陈海珍, 等. 柑橘类果汁脱苦工艺研究[J]. 食品工业科技, 1988,3(8):28-39.

[6]  吴长庆, 何国庆.柑桔果汁中的苦味物质及其去除方法[J]. 国商办工业, 2000,9(2):53-54.

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[8]  徐仲伟, 刘心茹. 三种脱苦方法脱除柑桔汁苦味的研究[J]. 食品与发酵工业, 1992,8(4):6-15.

[9]  Szejtli J, Szente L.Elimination of bitter, disgusting tastes of drugs and foods by cyclodextrins[J]. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 2005,6(1):115-125.


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