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1、超滤在荔枝汁澄清中的应用超滤在荔枝汁澄清中的应用 摘 要：首次采用聚砜(PS)中空纤维膜对荔枝汁进行超滤澄清处理，超滤后果汁澄清透明，透光率达99.5%，无混浊现象，基本保持了原有的营养成分及风味，试验还探讨了超滤工艺参数对膜透过速率的影响。关键词：中空纤维；超滤；荔枝汁；澄清荔枝是我国南方著名的精品水果，深受国内外广大消费者喜爱。近年来我国大力发展荔枝种植业，使其产量迅速增加，位居世界第一。据不完全统计，1999年广东省荔枝种植面积为27万hm2，总产量已达65万t。但由于采收后的荔枝呼吸量大，采后短时间内果皮极易发生褐变和腐烂变质，不利于保鲜，且荔枝采收正值夏季高温季节，与荔枝适宜贮藏温度
2、23相差甚远，往往造成大量荔枝因未及时处理而败坏，使果农损失惨重，屡屡出现果贱伤农的悲剧。为减少荔枝原料浪费和果农损失，必须在重视保鲜的同时，发展荔枝加工，这样才能从根本上解决荔枝丰收后的出路，避免重大的经济损失，保证果农的利益，取得良好的效益。荔枝采收期较集中、保鲜时间及销售时间距离有限，鲜荔枝不能满足广大消费者的需要。其作为典型的热带、亚热带水果，风味独特、汁液充足、营养丰富，用于开发研制果汁饮料则可不受时间、季节和地点的限制，满足国内外消费者的需要，具有很大的生产潜力1, 但利用传统的工艺和设备获得的荔枝汁具有煮熟味浓、易褐变及易产生后混浊等缺点。前人曾研究超滤技术在苹果、猕猴桃及菠萝等
3、果汁澄清中的应用，发现该法不仅减少了澄清步骤，而且使果汁质量大大提高24。关于超滤在荔枝汁澄清中的应用研究，国内外迄今尚未见文献报道。因此，本文采用国产中空纤维超滤膜研究超滤对荔枝汁澄清、风味品质等影响，并初步探讨了超滤工艺参数，以期为该技术在荔枝汁生产中的应用推广提供一定的理论依据和实践指导。1 材料与方法1.1 材料新鲜荔枝（妃子笑）：购自农贸市场，经挑选、清水清洗后，于20冻藏待用。1.2 仪器及设备采用聚砜中空纤维膜组件由海南立升公司提供，型号为LS-S，膜面积0.4m2，截留分子量为10万道尔顿。1.3 果汁澄清过程 选果清洗去皮、核破碎打浆离心（4000r/min）超滤膜过滤清汁1
4、.4 工艺技术试验 根据超滤特性，研究操作压力P（T=25，V=50L/h，t=5min），果汁温度T（P=0.15MPa，V=50l/h，t=5min），料液流速V（P=0.15MPa，t=5min，T=25），操作时间t（P=0.15MPa，V=50L/h，T=25）与膜透过速率J的关系曲线。1.5 测定方法5总果胶：咔唑比色法；粗蛋白：微量凯氏定氮法；总酚：福林酚比色法；单宁：高锰酸钾滴定法；Vc：2，4二硝基苯肼比色法；总糖，还原糖：菲林试剂法；总酸：NaOH滴定法；澄清度：725型分光光度计在720nm处测定果汁透光率，以蒸馏水为空白；浊度：WGZ-200型光电浊度仪。2 结果与分析
5、2.1 超滤对荔枝汁澄清效果的影响 试验表明，超滤前荔枝汁透光率与浊度分别为83.2%及45NTU，而超滤后荔枝汁透光率与浊度则分别为99.5%和7NTU，使透光率提高了19.5%，浊度降低了84.4%。因此，超滤后荔枝汁无混浊、沉淀现象，澄清透明，晶莹通透，色泽好，呈浅柠檬黄，略淡于荔枝原汁。2.2 超滤工艺参数对膜透过速率的影响由图一可见，超滤澄清荔枝汁时，膜透过速率随操作压力、温度和主流液速率增大而增大，且压力变化时，膜透过速率曲线变化最显著。当操作压力由0.05MPa增加至0.4MPa时，膜透过速率由25.5V/m2.h上升至72.9V/m2.h，提高了65.02%，但试验所采用的国产
6、中空超滤纤维膜，在靠近极限工作压力0.4Mpa下运行时，膜主件极易损坏，使生产成本大大提高，因而不宜采用该操作压力。温度升高使荔枝汁粘度下降，膜扩散系数增大，提高了膜透过速率，但当温度达40时，荔枝汁出现煮熟味，影响成品质量。进料速率的增加使荔枝汁中大分子物质运动速率提高，加速了其与膜之间剪切作用力，减缓了膜表面凝胶层厚度及浓差极化现象对膜所造成的不良影响，从而减少了膜的堵塞，保证了膜有效的过滤面积，使膜透过速率有所增加。而本试验中主流液流速对膜透过速率影响不显著，是因为所用超滤装置最大与最小主流液流速之间差异小所造成。在试验条件下，为保证超滤澄清荔枝汁时既可提高膜透过速率，提高超滤效率，保证
7、产品风味，又可延长设备使用寿命，降低成本，因此选择荔枝汁超滤澄清时工艺参数为：操作压力0.20.3MPa，温度2535，主流液流速50V/h。 图一 操作工艺膜透过速率关2.3超滤对荔枝汁主要营养成分及风味的影响分析超滤汁（P=0.25MPa，T=30，V=50V/h）与原汁营养成分，结果见表1。荔枝汁中总糖、还原糖、总酸和氨基酸等小分子物质均可通过超滤膜，保存率均在90%以上。而果胶、蛋白质、总酚及单宁等大分子物质则可被截留，使超滤后的荔枝汁中此类大分子物质大大减少。感官品尝表明，超滤清汁无外加澄清剂所引起的异味，无煮熟味，较好地保持了荔枝汁原有的风味。成分原汁超滤汁截留率（%）总果胶（mg
8、/100g）13.930.3297.70%单宁（mg/100g）113.171.82%总酚（mg/100g）2.871.2257.49%粗蛋白质（%）0.450.3424.44%总酸（%）0.230.221.00%总糖（%）14.7813.846.36%还原糖（%）12.9811.828.94%氨基酸（%）0.740.688.12%3 讨论研究表明，果蔬本身所含有的果胶、蛋白质和酚类物质等是引起果蔬汁后混浊及褐变的主要原因6，7，以传统的澄清和灭菌等生产工艺制备荔枝汁，易使其产生褐变和后混浊, 且具有强烈的煮熟味，难以达到较高品质。本实验采用超滤技术处理荔枝原汁，是在常温下以膜两侧的压力差为动
9、力对果汁进行分离，可有效减少酯类、醇类化合物、芳香物质和维生素C等热敏性物质的损失，克服加热酶解等工序造成荔枝褐变及风味改变的缺点，不须加入任何助滤剂，避免了助滤剂等杂质被带入产品中，且可截留述果胶等不稳定因素，保证了产品具有良好的风味和相对持久稳定的色泽及透光率等技术指标。因此，国产中空纤维膜可用于澄清荔枝汁，但超滤设备及罐装容器必须进行彻底灭菌，以防止产品受二次污染。 本试验采用超滤澄清荔枝汁替代传统的澄清方式显示出诸多无法比拟的优势。但由于这是一项新兴技术，在生产实践中由于人们对其缺乏了解和应用方法不当，导致作业能力低，膜寿命短，影响了正常的生产，造成了一定的经济损失8。试验初步确定了各
10、操作参数在澄清荔枝汁时的工作范围, 为实现该技术在荔枝汁澄清中的连续化应用奠定了理论基础。参考文献1.李明.我国荔枝贮藏保鲜与加工利用的现状、问题及对策.热带农业科学，1999，（1）：50542.Padilla O I, Mclellan M R. Molecular Weight Cut-off of Ultrafiltration Membranes and the Quality and Stability of Apple Juice. Journal of Food Science, 1989,54(5): 125012543.师俊玲，李元瑞，程江峰. 超滤在猕猴桃汁澄清中的应用.
11、 食品工业科技，1999，20（1）：20224.Lucia M J, Carlos A B, Anna P T. Clarification of Pineapple Juice (Annanas comosus L. Merryl) by Ultrafiltration and Microfiltration: Physicochemical Evaluation of Clarified Juices, Soft Drink Formulation, and Sensorial Evaluation. Journal of Agriculture and Food Chemistry, 1998,46(6): 21852189 5.吴平，周礼聪，唐本琏等编著.食品分析.北京：中国轻工业出版社，19976.张欣，葛毅强，蔡同一.苹果浓缩汁的后混浊.食品科学，1998，19（1）：22247.Itziar A, Carlos G M and Maria J L. Industrial Applications of Pectic Enzymes: a Review. Process Biochemistry, 1998, 33(1): 21288.曾祥奎，陈长武.浅谈超滤及其在澄清果汁生产中的应用.饮料工业，1992，2（2）：3940 127
