壳聚糖对菠萝汁澄清作用的影响

－＝＝＝１０６　２０１１年９月　第３２卷第９期　食品研究与开发　Ｆｏｏｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　应用技术　

壳聚糖对菠萝汁澄清作用的影响　

徐晓娇，赵文婧‘，武平　

（太原师范学院，山西太原０３００３１）　

摘要：果汁加工的关键技术是果汁的澄清技术，因此应用壳聚糖对菠萝汁进行了澄清，研究结果表明在最４：￣ｐＨ、温　度、澄清时间的条件下，０．１　ｇ／Ｌ～１．０　ｇ／Ｌ壳聚糖澄清菠萝汁，其透光率可达８０％以上，且出汁率有明显提高，较彻底地　清除了影响菠萝汁澄清度的蛋白质和果胶，使得菠萝清汁的贮存稳定性大大提高。　关键词：壳聚糖；菠萝汁；澄清　

Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｃｈｉｔｏｓａｎ　ｏｎ　Ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｉｎｅａｐｐｌｅ　Ｊｕｉｃｅ　

ＸＵ　Ｘｉａｏ－ｊｉａｏ，ＺＨＡＯ　Ｗｅｎ－ｊｉｎｇ　，ｗＵ　Ｐｉｎｇ　（Ｔａｉｙｕａｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３００３　１，Ｓｈａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｕｉｔ　ｊｕｉｃｅ　ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｊｕｉｃｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｃｈｉｔｏｓａｎ　ｗａｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　

ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｉｎｅａｐｐｌｅ　ｊｕｉｃｅ　ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｈｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｐＨ，　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｔｉｍｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｕｓｉｎｇ　０．１　ｇ，Ｌ一１．０　ｇ／Ｌ　ｃｈｉｔｏｓａｎ　ｔｏ　ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｅ　ｔｈｅ　ｐｉｎｅａｐｐｌｅ　ｊｕｉｃｅ，ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔ　

ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｗａｓ　ｒｅａｃｈｅｄ　ａｂｏｖｅ　８０％ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｊｕｉｃｅ　ｗａｓ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｉｔ　ｃｏｕｌｄ　ｔｈｏｒｏｕｇｈｌｙ　

ｒｅｍｏｖｅ　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｐｉｎｅａｐｐｌｅ　ｊｕｉｃｅ　ｔｏ　ｃｌａｒｉｆｙ　ｔｈｅ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ａｎｄ　ｐｅｃｔｉｎ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｐｉｎｅａｐｐｌｅ　ｊｕｉｃｅ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｈｉｔｏｓａｎ；ｐｉｎｅａｐｐｌｅ　ｊｕｉｃｅ；ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　

果汁澄清效果的好坏直接影响了产品的品质和　

外观，果汁中存在果胶质、树胶质和蛋白质等悬浮物，　必须通过澄清作用除去。目前在果汁加工工业中，果汁　澄清通常是采用果胶酶和淀粉酶水解，结合助凝剂加　

膨润土、硅胶等处理（简称酶法）来完成。该操作复杂，　周期长，费用高【ｌＪ，而且不能从根本上解决果汁在贮藏　

过程中引起的非生物性浑浊和褐变囱。近年来出现的壳　

聚糖具有优良的絮凝效果，并且来源丰富。作为生物体　产物，具有良好的生物相容性、适合性与安全性，对人　

体无拮抗作用，已被美国食品药物管理局（ＦＤＡ）批准　

为食品添加剂，这些性质使壳聚糖在果汁澄清中成为　

一种有吸引力的新型食品添加剂，而且已在一些厂家　

的生产实践中取得较好的效果。　菠萝学名凤梨，是我国热带和亚热带四大名果之　

作者简介：徐晓娇（１９８７一），女（汉），本科，研究方向：微生物生理　生化。　通信作者：赵文婧（１９８ｏ＿＿），女（汉），讲师，硕士，研究方向：微生物　

生理生化。　一【３Ｊ，也是中南美洲和亚太地区重要的经济作物　。其果　

实营养丰富，含有糖类、蛋白质、粗纤维、多种维生素及　微量元素，具有清热解暑、降血压、预防便秘和抗癌等　功效嘲。但菠萝季节性强，收获期较为集中，鲜果含水量　

高，呼吸强度大，在贮藏、运输过程容易腐烂变质旧。将　鲜果加工成菠萝汁是有效的解决途径之一，且菠萝果　

汁因其独特的风味和保健功效，而深受消费者喜爱阴。　但由于菠萝果浆中含有易引起果汁混浊、沉淀的果胶、　

蛋白质等物质，在加工过程中若未能除去，会使菠萝汁　在加工、储存或销售过程中产生沉淀。　

壳聚糖是食物中唯一的阳离子聚合物［８１，在食品行　

业中是一种重要的化学澄清剂，可用于果汁、啤酒、饮　料等的澄清凹。壳聚糖与酸或酸性化合物结合后，成为　

聚阳离子电解质，可与果浆中带负电荷的蛋白质、纤维　素、果胶相互作用而将其絮凝㈣，同时壳聚糖分子中的　乙酰基可通过氢键吸附果汁中某些酚类化合物［１ｌ　。因　

此，本文采用壳聚糖对菠萝果汁进行处理，试图为壳聚　

糖的应用及菠萝汁的工艺生产条件提供依据。

　应用技术　徐晓娇，等：壳聚糖对菠萝汁澄清作用的影响　

１材料和仪器　１．１材料　

新鲜菠萝成熟度达到八至九成熟：购自于市场；　

壳聚糖，脱乙酰度＞９０％，北京索莱宝科技有限公司；　其他化学试剂：市售分析纯。　

１．２仪器及设备　ＬＤ４－２型高速离心机：北京医用离心机厂；ＷＦＪ２１００　

型分光光度计：上海尤尼柯仪器有限公司；ＨＲＨＳ２４型　恒温水浴锅：青岛海尔特种电冰柜有限公司；高速组织　

匀浆机：江苏金坛宏华仪器厂；精密ｐＨ计。　

２方法　２．１工艺流程　

菠萝一分选一去皮一切块一搅碎一粗滤取汁一　加壳聚糖一搅拌一离心一取上清液分析　

操作要点：１）选用成熟新鲜，无病虫害的果实；２）　

洗涤：用流动水快速冲洗，除去附着在菠萝表面的泥沙　等杂质；３）榨汁：削皮、去端、切块后迅速打浆榨汁；４）　离心处理：时间１０ｍｉｎ，转速４０００　ｒ／ｍｉｎ。　

２．２果汁透光率的测定　采用分光光度法。取少量澄清汁加入到１　ｃｍ比色　

皿中，以蒸馏水参比，在波长６５０　ｎｍ下，测果汁的透光　

率，用Ｔ（％）表示，Ｔ值越大，澄清度越高，表时果汁的澄　清效果越好。　

２．３壳聚糖处理澄清菠萝汁的方法　在菠萝原汁中加人壳聚糖０．１　ｇ／Ｌ～１．０　ｇ／Ｌ，经离　

心、过滤得到澄清汁，在菠萝汁澄清最佳条件（ｐＨ为　３．４６、澄清时间为１．０ｈ、温度为３５℃）下进行实验　。　

２．４果胶物质定性测定　采用乙醇法。取一支洁净的试管，加入菠萝澄清　

汁１０　ｍＬ，再加入无水乙醇１０　ｍＬ，用大拇指按紧试管　

口，手紧握试管，使其翻转轻摇３次，静置１　ｈ后观察。　若没有凝胶状物质出现，表明果汁中的果胶已基本被　除去，说明果汁中无果胶物质，用“一”表示；若有凝胶状　

物质出现，表明果汁中的果胶物质还没被脱尽，说明果　汁中有果胶物质存在，用“＋”表示。果汁中凝胶物质愈　

多，其“＋”也愈多。　２．５还原糖测定　

用３，５一二硝基水扬酸比色法，以葡萄糖计　】。　２．６总酸测定　用酸碱滴定法，以柠檬酸计㈣。　２．７蛋白质含量测定　

用考马斯亮蓝Ｇ一２５０法㈣。　２．８　ｐＨ测定　用精密ｐＨ计测定。　

３结果与分析　３．１壳聚糖用量对菠萝汁澄清效果的影响　

不同用量的壳聚糖对菠萝汁透光率的影响见图１。　

Ｏ．０　０．１　０．２　Ｏ＿３　０．４　０．５　０．６　０．７　０．８　０．９　１．Ｏ　壳聚糖用量／（ｇ／Ｌ）　图１壳聚糖用量对菠萝汁透光率的影响　Ｆｉｇ．１　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｃｈｉｔｏｓａｎ　Ｏｉｌ　ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ　ｏｆ　ｐｉｎｅａｐｐｌｅ　ｊｕｉｃｅ　

由图１可以看出，用壳聚糖澄清果汁时，其用量对　澄清效果有较大影响。当壳聚糖用量在０．１　ｇ／Ｌ～１．０　ｇ／Ｌ　

时，透光率随其用量的增加而逐步提高，且在０．５　ｇ／Ｌ以　下时，透光率有明显变化，这是因为当壳聚糖添加量过　

低时，菠萝汁中的不稳定成分没有被全部凝聚沉淀，以　

致影响澄清效果；用量在０．５　ｇ／ＬＩ）ＡＡ：时，透光率可以达　９０％以上，之后菠萝汁的透光率呈相对稳定趋势。当壳　聚糖添加量进一步升高时，透光率反而出现下滑，壳聚　

糖本身也成了一种胶体在果汁中影响透光率。同时壳　聚糖添加量过多也会造成对壳聚糖的浪费。因此，壳聚　

糖用量过高或过低均不利于菠萝汁的澄清，在使用壳　聚糖澄清菠萝汁时，其最佳添加量为０．５　ｇ／Ｌ。　

３．２菠萝汁不同用量处理前后的成分变化　

不同用量的壳聚糖对菠萝汁进行澄清处理，测定　壳聚糖澄清处理后菠萝汁的透光率、果胶、还原糖、总　

酸、蛋白质、ｐＨ的变化等指标，并与澄清前的作对比，　结果见表１。　

由表１结果可知，澄清后菠萝汁中的透光率比澄　清前显著提高，澄清后菠萝汁透光率为澄清前的３．０９　

倍，在壳聚糖用量为０．５　ｇ／Ｌ时其透光率最大；还原糖含　

量增加；ｐＨ和总酸下降；当壳聚糖用量小于０．４　ｇ／Ｌ时，　果胶未被完全除去，当用量大于０．４　ｇ／Ｌ，菠萝汁中果胶　

呈阴性反应，说明果胶已被基本脱尽。壳聚糖澄清使果　胶定性实验由原来的阳性变为阴性，证明壳聚糖澄清　

使菠萝汁中的果胶量大大减少；蛋白质含量澄清后比　

澄清前下降了５２．２％；壳聚糖澄清菠萝汁较彻底清除　了影响菠萝汁澄清度的蛋白质和果胶。　

３Ｉ３壳聚糖对菠萝澄清汁回收率的影响　

当采用最佳剂量（０．５　ｇ／Ｌ）壳聚糖对菠萝原汁进行　∞　∞　∞如∞∞加ｍ　０　＼

　—＝＝＝１０８　徐晓娇，等：壳聚糖对菠萝汁澄清作用的影响　应用技术　

表ｌ菠萝汁壳聚糖澄清前后各成分变化　Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｐｉｎｅａｐｐｌｅ　ｊｕｉｃｅ　ｂｙ　ｃｈｉｔｏｓａｎ　ｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　

注：“＋”表示果汁中的果胶物质还没被脱尽，说明果汁中有果胶物质　存在，果汁中凝胶物质愈多，其“＋”也愈多；“一”表示果汁中的果胶已　基本被除去，说明果汁中无果胶物质。　

澄清时，不仅可以得到较好的澄清效果，而且澄清果汁　的回收率也显著提高。　

当直接将原汁离心后收集澄清果汁时，澄清果汁　

的透光率为５４．４％，而回收率仅为５１．６％（澄清果汁／原　汁）；当用壳聚糖处理后的原汁离心后收集澄清果汁　

时，澄清果汁透光率可达９３．３％，而回收率也高：］ｄ５９２．７％。　

４结论　壳聚糖对菠萝汁处理的澄清实验表明，在菠萝汁　

澄清最佳条件（ｐＨ为３．４６、澄清时间为１．０　ｈ、温度为　３５℃）下，０．２　ｇ／Ｌ一１．０　ｇ／Ｌ的壳聚糖澄清后的菠萝汁，其　

透光率可达７０％以上，完全符合生产要求。利用壳聚　

糖使菠萝汁中蛋白质、果胶絮凝沉淀，再用离心机离　心，得到澄清菠萝汁。壳聚糖添加量０．５　Ｌ，透光率可　

达９３．３％。影响菠萝汁后期贮存稳定性的果胶和蛋白　质在澄清过程中被大量清除，菠萝汁稳定性大大提高。　壳聚糖对菠萝汁的澄清效果好，不但澄清速度快，而且　

果汁保持稳定的时间长。由于菠萝品种繁多，对于不同　

品种的果汁用壳聚糖进行澄清其效果是有差异的；就　算同一品种的菠萝，若成熟度不同，果实成分也有明显　

的差异，如糖度和酸度。因此，用壳聚糖对不同品种菠　萝汁进行澄清，还有待进一步研究。　壳聚糖无毒、无害、来源广泛、成本低廉、制备简　单、在澄清过程中条件控制容易。作为果汁澄清剂，壳　

聚糖自身直接成本相当低，费用极低，经济效益甚为可　观。因此，应用壳聚糖澄清菠萝汁将更有发展前景。壳　

聚糖由于所具有的特殊性质，可广泛应用于分析化学、　食品工业、医药、农业、轻纺工业等。在食品工业上，作　

为一种无毒高教的天然高分子混凝剂，除了可用于果　汁、果酒等食品的澄清，还可用于工业废水处理，并能