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本文研究了复合酶(果胶酶和纤维素酶)处理技术、超滤膜分离技术在青梅汁澄清生产中的应用,以提高青梅果汁的出汁率和透光率。通过对青梅浓缩汁流变特性、青梅汁浓缩过程的非酶褐变、浓缩汁储藏期间色泽稳定性及青梅汁抗氧化特性的研究,旨在为青梅资源的开发利用提供重要的科学依据。
主要研究内容和结果如下:
(1)采用单因素试验分别研究了果胶酶和纤维素酶澄清青梅汁的最佳工艺条件。设计复合酶澄清青梅汁的4因素3水平正交试验,以透光率和出汁率为指标,确定澄清青梅汁的最适工艺条件为:果胶酶用量0.07%(v/w)、纤维素酶用量0.08%(v/w)、酶解时间3.5h、酶解温度40℃,青梅汁的透光率和出汁率分别为79.43%和77.29%。
(2)青梅果汁的澄清中引入模糊数学综合评判法对三种国产超滤膜进行优选。通过建立超滤膜适用性的模糊数学二级综合评判模型,对试验测得的数据指标进行模糊线性变换运算,得到了三种膜的综合评分。最终结果可知:综合考虑膜特性、澄清效果和营养成分的保留等几方面因素,截留分子量为2万~5万道尔顿的聚砜中空纤维膜的性能要优于另外两种膜。
(3)采用均匀实验和通径分析,研究了利用中空纤维超滤膜超滤澄清青梅汁过程中,操作压力(X<,1>)、料液流速(X<,2>)和果汁温度(X<,3>)对膜通量有综合性的影响。通过方差分析和决定程度分析,得到对膜通量影响的决策程度依次为:操作压力>料液流速>果汁温度。通过多元回归分析,得到超滤澄清青梅汁工艺参数的较优回归模型为:Y=-2.43468+78.50649X<,1>+0.01581X<,2>+0.08686X<,3>。
(4)通过对不同浓度的青梅汁在不同温度下的流变学特性进行研究。结果表明:在本文研究的温度(5℃~65℃)和浓度(6°Brix~66°Brix)范围内,青梅汁属于牛顿流体;通过回归分析,分别建立了温度的变化和浓度的变化对粘度影响的数学模型,模型的建立可用来预测实际加工过程中一定温度和浓度范围内浓缩青梅汁的粘度。
(5)浓缩过程中的非酶褐变主要是由酚类物质的氧化缩合引起,Vc的降解、美拉德反应和焦糖化反应对果汁颜色劣变影响不大。浓缩过程中的非酶褐变可通过添加`0.005%的异抗坏血酸钠得以改善。
(6)建立了青梅浓缩汁储藏期间色泽变化动力学模型。经与动力学方程拟合,发现青梅汁褐变指数与零级动力学方程相关系数较高,推测青梅汁储藏期间的色泽变化符合零级动力学方程。加与未加防褐变剂青梅汁储藏期间非酶褐变的活化能分别为27.596 kJ/mol和37.233 kJ/mol。
(7)探讨青梅汁的体外抗氧化作用。采用化学模拟体系对其总抗氧化能力、清除·OH、DPPH·及O<,2><->-的能力进行测定;通过体外动物试验,研究了青梅汁对37℃孵育后H<,2>O<,2>诱导的脂质过氧化产物MDA的生成和红细胞溶血的影响。结果表明,6°Brix青梅汁的总抗氧化能力为362 U/ml,强于1.0mg/ml的Vc、BHA和BHT,同时对·OH、O<,2><->及DPPH具有较强的清除能力,且可抑制MDA的产生和红细胞溶血。
结论:青梅汁具有较强的抗氧化能力。