明胶吸附法脱除宣木瓜果汁中单宁的研究

伍亚华，吴礼珠，孟苗，赵永春，刘佳豪

(蚌埠学院 生物与食品工程系，安徽 蚌埠 233030)

宣木瓜，蔷薇科落叶灌木贴梗海棠(Chaenomeles speciosa S. Nakai)的果实，安徽省宣城市著名道地药材，富含有机酸、维生素、氨基酸、黄酮等营养物质和多种微量元素，具极高食用、药用价值［1-3］。目前对宣木瓜的研究主要集中在栽培技术方面，对产品的深加工研究较少，停留在比较初级的阶段［4］，这是由于宣木瓜的果皮、果肉中含有大量的单宁，严重地削弱了其可食用性。

目前关于果汁中单宁脱除的研究很多，但关于宣木瓜果汁的报道极少。果汁中单宁脱除方法有很多，主要有物理脱除法、化学脱除法、生物脱除法以及其他方法［5］。比较而言，明胶吸附脱除法特异性强，对果汁的营养成分、色泽及风味保留较好。因此本文对宣木瓜果汁加工过程中明胶吸附脱除单宁的影响因素进行研究，为宣木瓜的深加工提供参考。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

宣木瓜;明胶，食用级;单宁、钨酸钠、铝酸钠、浓盐酸、硫酸锂均为分析纯。

HH-S 恒温水浴锅;DU800 紫外可见光分光光度计;LXJ-Ⅱ型离心沉淀机;CJJ78-1 型磁力搅拌器;JM-A10002 电子天平;JJ-2(2003-61)组织捣碎机。

1.2 宣木瓜果汁加工工艺流程

宣木瓜→挑选→冲洗→去皮→热烫→榨汁→过滤→脱涩→过滤→调配→杀菌→密封→成品

1.3 原果汁中单宁的含量测定

取100 mL 新鲜的宣木瓜汁，添加去离子水10 mL，在35 ℃下均匀搅拌30 min 后，高速离心，测离心液中单宁含量X。

1.4 宣木瓜原果汁中单宁的脱除

取100 mL 新鲜的宣木瓜汁，添加质量分数为1.5%的明胶溶液10 mL，在35 ℃下搅拌30 min，高速离心，测定离心液中单宁含量X1，计算明胶对单宁的吸附脱除率η［6］。

η=(1－X1/X)×100%

式中 X1——吸附后宣木瓜果汁中单宁的含量，mg/L;

X——吸附前宣木瓜原果汁中单宁的含量，mg/L。

2 结果与讨论

2.1 原果汁中单宁的含量测定［6］

由单宁酸标准曲线可知，760 nm 处单宁酸质量浓度与吸光度A 呈线性关系，回归方程为y =11.363x+0.107 3，R2=0.998 2。经测定，宣木瓜原果汁中单宁酸浓度为22.10 mg/L。

2.2 温度对明胶吸附脱涩的影响

明胶吸附果汁中的单宁酸时温度的影响见图1。

图1 吸附温度对果汁中单宁含量的影响Fig.1 Effect of gelatin adsorption temperature on the tannin

由图1 可知，随着温度的升高，明胶对单宁的吸附率也呈上升趋势，但变化不很显著。这与明胶吸附单宁的原理有关。在果汁中加入适量的明胶，明胶与单宁形成明胶-单宁络合物沉淀，使果汁中的单宁随沉淀而去除［7］。温度升高，分子热运动加剧，明胶分子通过氢键与单宁结合的能力减弱，因而明胶对单宁的吸附能力减弱。

2.3 明胶用量的影响

明胶用量对宣木瓜果汁中单宁吸附的影响见图2。

由图2 可知，宣木瓜汁中的单宁酸的含量随着明胶量的增加逐渐降低，1. 5% 时，单宁的量为9.91 mg/L，吸附率为55.16%，吸附作用达到最大;明胶用量≥1.5%后，随着明胶量的增加，果汁中单宁的量反而增加，明胶对单宁的吸附能力下降。这是因为明胶是动物胶原蛋白经部分水解衍生的水溶性蛋白质，属于两性电解质，在水中可将带电荷的微粒凝聚成块。单宁带负电荷，其上的酚羟基通过氢键与明胶的酰胺基连接，生成不溶水的复合物。当体系中明胶量较少时，单宁分子与明胶结合，在其表面形成较薄的疏水层。当单宁分子在明胶表面聚合到一定数量，明胶表面产生足够大的疏水性层，形成单宁-明胶复合物沉淀。当体系中明胶浓度达到一定值后，在单宁作用下，体系中形成单宁-明胶聚集体，这样单位蛋白质分子表面上吸附的单宁就会减少，因而明胶吸附单宁的能力反而降低［8-10］。

图2 明胶用量对果汁中单宁含量的影响Fig.2 Effect of the gelatin concentration on the tannin

2.4 吸附时间的影响

吸附时间对单宁酸含量的影响见图3。

图3 吸附时间对果汁中单宁含量的影响Fig.3 Effect of gelatin adsorption time on the tannin

由图3 可知，随着吸附时间的延长，果汁中单宁的含量先下降，30 min 时，单宁的吸附率为52.35%;30 min 后，随着时间的增加，单宁的量基本稳定。这是因为明胶和单宁之间的结合方式为氢键，具有较强的稳定性。

2.5 明胶吸附脱涩正交实验

在单因素实验基础上，进行3 因素3 水平L9(34)正交实验，以确定宣木瓜果汁中单宁脱除的最佳工艺条件，因素水平见表1，结果见表2。

表1 正交实验因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test

表2 正交实验结果Table 2 Result of orthogonal test

由表2 可知，影响宣木瓜原果汁脱涩的各因素主次顺序为:明胶用量＞吸附时间＞吸附温度，最佳工艺条件为A2B2C3，即明胶用量为1.5%，吸附时间30 min，吸附温度35 ℃。验证实验结果，吸附率为62.30%，吸附效果最好。

3 结论

在宣木瓜果汁加工过程时，用10 mL 质量分数为1.5%的明胶溶液在35 ℃吸附处理30 min，明胶对单宁的吸附率为62.3%，可明显降低果汁中单宁酸的含量。

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