李涵，時(shí)靜，張志宇，鄧紅，孟永宏，郭玉蓉，薛佳

(陜西師范大學(xué) 食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院， 陜西 西安，710119)

冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的原料特性

李涵，時(shí)靜，張志宇，鄧紅*，孟永宏，郭玉蓉，薛佳

(陜西師范大學(xué) 食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院， 陜西 西安，710119)

澳洲青蘋(píng)(Granny Smith)是高酸蘋(píng)果的典型代表，也是蘋(píng)果加工的首選優(yōu)良品種。冷破碎是一種預(yù)先將果皮、果籽、果柄與果肉分離的制取高品質(zhì)果漿產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)。試驗(yàn)以冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿為原料，研究其原料的營(yíng)養(yǎng)特性、冰點(diǎn)特性及流變特性。結(jié)果顯示：澳洲青蘋(píng)果漿水分含量84.63%，總可溶性固形物13.1°Brix，酸度0.777%，總糖含量13.69%，總酚含量33.65 mg/L，果膠含量0.341%，膳食纖維含量1.313%，VC含量80.67 mg/kg；果漿的顏色為淡黃綠色，其L*值為41.19，a*值為8.41，b*值為50.85，與原果肉色澤基本一致。試驗(yàn)確定了冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的冰點(diǎn)為-2.5 ℃，其冰點(diǎn)溫度與總可溶性固形物(total soluble solid，TSS)和pH呈極顯著負(fù)相關(guān)，冷媒溫度的變化不改變果漿冰點(diǎn)溫度。流變特性結(jié)果表明，澳洲青蘋(píng)果漿為假塑性非牛頓型流體，流動(dòng)行為指數(shù)為0.37。

澳洲青蘋(píng)；冷破碎；營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)；冷凍特性；流變特性

澳洲青蘋(píng)(原名：Granny Smith，別名：史密斯)，原產(chǎn)于澳大利亞，是世界知名的綠色蘋(píng)果品種，具有加工和鮮食兼用的特點(diǎn)[1-2]。其最大的優(yōu)點(diǎn)是果實(shí)酸度高，原果汁的酸度可達(dá)到5.4%～7.0%[3]。我國(guó)于1974年從阿爾巴尼亞引入澳洲青蘋(píng)品種，目前在陜西、甘肅、山西、山東、遼寧、河南等地均有種植，且澳洲青蘋(píng)在全國(guó)蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)均表現(xiàn)出適應(yīng)性強(qiáng)、樹(shù)體健壯、樹(shù)姿較直立、葉片翠綠、生長(zhǎng)狀況良好的態(tài)勢(shì)[4-5]。

作為世界上主要的蘋(píng)果生產(chǎn)國(guó)，過(guò)去20年我國(guó)主要是以鮮食的蘋(píng)果品種種植為主，因此很長(zhǎng)一段時(shí)間我國(guó)生產(chǎn)的蘋(píng)果濃縮汁一直達(dá)不到國(guó)際市場(chǎng)果汁酸度不得低于2.0的要求[6-7]，而國(guó)際國(guó)內(nèi)蘋(píng)果汁市場(chǎng)都急需優(yōu)質(zhì)高酸加工品種。作為高酸蘋(píng)果的典型代表，澳洲青蘋(píng)恰恰符合這一要求[8]。

冷破碎技術(shù)[9]是利用榨前分離工藝和冷破碎專利設(shè)備生產(chǎn)蘋(píng)果果漿的一種低溫加工技術(shù)。傳統(tǒng)果汁加工中果皮、果籽及果梗中的果膠、農(nóng)殘、多酚及過(guò)氧化物酶等成分會(huì)大量進(jìn)入果汁，影響果汁品質(zhì)并增加果渣后續(xù)加工的難度，而冷破碎技術(shù)則可避免這些問(wèn)題的發(fā)生。榨前分離工藝是一種利用新型打漿專利設(shè)備與果汁工藝相結(jié)合的創(chuàng)新提汁方法，在榨汁前完成果肉漿與影響產(chǎn)品品質(zhì)的不良成分(如果皮、果梗、果籽)的分離，降低了果漿中多酚氧化酶等的活性，減少了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失；未破壞果肉中果膠酶的活性，有利于榨汁工序中果膠的分解，以提高果汁的色值[10]；同時(shí)降低農(nóng)殘，提高果汁產(chǎn)品的品質(zhì)，且分離出的殘?jiān)绻裑11]，果肉渣[12]，果皮[13]均可分別得到有效利用，對(duì)于實(shí)現(xiàn)蘋(píng)果的營(yíng)養(yǎng)化功能化循環(huán)加工，提高蘋(píng)果加工企業(yè)的清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排水平具有重要指導(dǎo)意義。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)分析冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的相關(guān)指標(biāo)，評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)；并進(jìn)一步通過(guò)研究其冰點(diǎn)特性和流變特性，確定其加工品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

材料：澳洲青蘋(píng)，由環(huán)球園藝(西安)有限公司提供。

試劑：福林酚試劑購(gòu)于Sigma Chemical Co. (St. Louis, USA)；無(wú)水乙醇、沒(méi)食子酸、Na2CO3、H2SO4、咔唑、無(wú)水半乳糖醛酸、抗壞血酸、草酸、乙二醇、檸檬酸、檸檬酸鈉等，均購(gòu)于西安森博化玻儀器供應(yīng)站(西安，中國(guó))，均為分析純。

1.2 主要儀器與實(shí)驗(yàn)設(shè)備

手持糖度儀(WYT(0%～80%)，上海儀電物理光學(xué)儀器公司)；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(RE-52AA，上海亞榮生化設(shè)備廠)；菲恰爾系列離心機(jī)(TDL-5A，上海安亭科學(xué)儀器廠)；全自動(dòng)電位滴定儀(877，瑞士萬(wàn)通科學(xué)儀器有限公司)；可見(jiàn)分光光度計(jì)(722，上海市光譜儀器有限公司)；全自動(dòng)色差計(jì)(SC-80C，北京康光儀器有限公司)；迷你低溫?cái)?shù)顯溫度計(jì)(TM-902C，深圳安普華電子科技有限公司)；低溫恒溫反應(yīng)浴(DFY5/40，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)；回轉(zhuǎn)式粘度計(jì)(RVDV-II+Pro，美國(guó)博利飛公司)；高壓均質(zhì)機(jī)(panda plus，意大利帕爾瑪公司)；冷破碎設(shè)備(西安鼎合機(jī)械制造公司)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)原料(冷破碎果漿)的制備流程

澳洲青蘋(píng)→清洗→冷破碎(榨前分離工藝)→巴殺滅酶→酶解→膠體磨均質(zhì)→冷藏貯存待用

1.3.2 理化營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)分析方法

1.3.2.1 含水量的測(cè)定

采用GB5497—1985(105 ℃恒重法)方法測(cè)定樣品中水分含量，重復(fù)3次，取平均值。

1.3.2.2 可溶性固形物含量的測(cè)定

采用手持糖度儀測(cè)定樣品中總可溶性固形物(total soluble solid，TSS)含量。先校正手持糖度儀，然后擦干鏡面測(cè)定固形物含量，重復(fù)上述操作3次，取平均值。

1.3.2.3 總糖的測(cè)定

參照文獻(xiàn)[15-16]制備樣品，采用3,5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定總糖含量。重復(fù)3次，取平均值。在3,5-二硝基水楊酸比色法分析中用到的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1，該曲線R2值為0.990，得到的回歸方程為y=5.710 7x+0.017 6。

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve for glucose

1.3.2.4 酸度的測(cè)定

采用全自動(dòng)電位滴定儀直接測(cè)定樣品的酸度。準(zhǔn)確稱量2.00 g的果漿于50 mL燒杯，加入28.00 g蒸餾水，將滴定儀所帶轉(zhuǎn)子放置于燒杯中，上機(jī)直接測(cè)定果漿的酸度。重復(fù)上述操作3次，取平均值。

1.3.2.5 總酚含量的測(cè)定

采用福林酚法[17]測(cè)定總酚含量，結(jié)果以沒(méi)食子酸含量計(jì)算。沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖2所示，得到的回歸方程為y=0.004 7x+0.002 3，R2為0.995。

圖2 總酚測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 Standardcurve for polyphenols determination

澳洲青蘋(píng)總酚提取液的制備：按料液比1∶10(g∶mL)加入體積分?jǐn)?shù)65%乙醇溶液，在58 ℃水浴35 min后，將提取液在4 ℃、12 000 r/min 的條件下離心10 min，取上清液于765 nm波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光值，利用沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總酚含量。重復(fù)操作3次，取平均值。

1.3.2.6 果膠含量的測(cè)定

參照NY/T 2016—2011(分光光度法)測(cè)定樣品中果膠的含量。重復(fù)操作3次，取平均值。分析所用的半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖3所示，得到的回歸方程為y=0.004 2x-0.001 7，R2為0.994。

圖3 半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.3 Standard curve forgalacturonic acid

1.3.2.7 膳食纖維含量的測(cè)定

參照國(guó)標(biāo)GB5009.88—2014方法測(cè)定樣品中的膳食纖維含量。重復(fù)操作3次，取平均值。

1.3.2.8 VC含量的測(cè)定

參照GB 6195—1986《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 水果、蔬菜維生素C含量測(cè)定法》中的2，6-二氯靛酚滴定法，測(cè)定果漿的Vc含量。重復(fù)操作3次，取平均值。

1.3.2.9 色澤的測(cè)定

本試驗(yàn)中果漿色澤[18]的測(cè)定采用色差儀(即L*、a*、b*數(shù)值模式)進(jìn)行測(cè)定和評(píng)價(jià)，其中L*稱為明度指數(shù)，L*=0表示黑色，L*=100表示白色；a*、b*代表一個(gè)直角坐標(biāo)的2個(gè)方向，a*值為正值時(shí)數(shù)值越大，顏色越接近純紅色，a*=0時(shí)為灰色，a*為負(fù)值時(shí)絕對(duì)值越大，顏色越接近純綠色；b*為正值時(shí)數(shù)值越大，顏色越接近純黃色，b*=0時(shí)為灰色，b*為負(fù)值時(shí)絕對(duì)值越大，顏色越接近純藍(lán)色。將樣品中心緊貼于測(cè)定容器探頭處測(cè)定顏色，依據(jù)儀器顯示結(jié)果記錄L*、a*、b*值。重復(fù)操作3次，取平均值。

1.3.3 果漿冰點(diǎn)特性的研究

1.3.3.1 果漿的冰點(diǎn)測(cè)定

參照文獻(xiàn)[19-20]方法，取約400 mL冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿，放入燒杯中，將燒杯置于盛有載冷劑(55%乙二醇，-30 ℃) 的低溫恒溫循環(huán)槽中央，在測(cè)定冰點(diǎn)期間均將冷媒溫度設(shè)置為-20 ℃。將數(shù)顯溫度計(jì)的熱電偶插入待測(cè)果漿中，要求感溫探頭位于漿液的正中央，漿液溫度降至2.0 ℃時(shí)開(kāi)始記時(shí)，每30 s記錄1次溫度，至漿液完全結(jié)冰后，測(cè)定結(jié)束。試液溫度先隨時(shí)間線性下降，達(dá)到過(guò)冷卻點(diǎn)又上升，上升到某一溫度值后就在這個(gè)相對(duì)穩(wěn)定值附近波動(dòng)，這個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的溫度值就是該試液的冰點(diǎn)溫度值。上述操作重復(fù)3次，取平均值。

1.3.3.2 不同pH值下冰點(diǎn)的測(cè)定

參照文獻(xiàn)[19]方法采用酸度計(jì)測(cè)定澳洲青蘋(píng)果漿的pH值。經(jīng)測(cè)定澳洲青蘋(píng)原漿的pH值為3.27，添加檸檬酸鈉/檸檬酸溶液將其pH值調(diào)配至不同梯度，分別在pH值為3.27、3.90、4.22、4.52、4.88下測(cè)定果漿冰點(diǎn)，重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。試驗(yàn)中果漿pH值的選取主要根據(jù)如下：首先，在實(shí)際生產(chǎn)加工中，由于原料可能來(lái)自不同采收期，其原料酸度[21-22]會(huì)有變化；其次，由于果漿被應(yīng)用于不同的產(chǎn)品領(lǐng)域(NFC果汁、果粉、果肉冰淇淋等)，在產(chǎn)品生產(chǎn)的過(guò)程中，可能需要對(duì)果漿進(jìn)行處理，如預(yù)濃縮或稀釋，這也會(huì)造成酸度的不同；但與此同時(shí)，pH值又不能太高以防營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如VC等的損失?；谏鲜鲈?，本實(shí)驗(yàn)根據(jù)原漿的pH值自行確定了試驗(yàn)的pH梯度。

1.3.3.3 不同TSS含量下冰點(diǎn)的測(cè)定

參照文獻(xiàn)[23]方法用手持糖度儀測(cè)定果漿TSS含量。經(jīng)測(cè)定澳洲青蘋(píng)原漿的TSS值為13.1°Brix，利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀或者適量添加蒸餾水的方法將果漿的TSS含量調(diào)配至不同梯度，分別在TSS為7.0、10.5、13.1、19.3、23.5時(shí)測(cè)定冰點(diǎn)，并分別測(cè)定不同TSS下的pH值。重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

1.3.3.4 不同冷媒溫度下冰點(diǎn)的測(cè)定

參照文獻(xiàn)[24]方法利用低溫恒溫浴設(shè)置不同冷媒溫度，測(cè)定不同冷媒溫度下澳洲青蘋(píng)果漿的冰點(diǎn)，探討冷媒溫度與冰點(diǎn)的關(guān)系。分別在-10、-15、-20、-25、-30 ℃的冷媒溫度下測(cè)定冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的冰點(diǎn)溫度。重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

1.3.4 果漿流變特性的研究

1.3.4.1 不同溫度、不同剪切速率下的果漿剪切應(yīng)力

參照文獻(xiàn)[25]方法，以冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿為樣品，采用不同剪切速率(y)分別在2、8、14、18、23、35、50、60 ℃下，用黏度計(jì)測(cè)定剪切應(yīng)力(r)。重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

1.3.4.2 不同濃度、不同剪切速率下的果漿剪切應(yīng)力

在室溫(20 ℃)下，將冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿按原果漿含量為10%、50%、75%、100%的不同比例分別用蒸餾水稀釋，均質(zhì)后測(cè)定在不同剪切速率(y)、不同濃度下的流變特性。重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿主要營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定結(jié)果

按照1.3.2.1～1.3.2.9的方法進(jìn)行分析，冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿中主要指標(biāo)的含量測(cè)定結(jié)果如表1所示。

表1 澳洲青蘋(píng)的主要指標(biāo)

根據(jù)段亮亮[11]等的研究結(jié)果以及表1的2組數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的TSS含量與澳洲青蘋(píng)原果(13.62 °Brix)相比幾乎無(wú)差異，酸度有較小差別，果漿酸度0.777%稍大于果實(shí)酸度0.659%。特別是Vc含量也只有微小變化，澳洲青蘋(píng)果實(shí)VC含量為87.2 mg/kg，果漿Vc含量80.67 mg/kg，保持率達(dá)到了92.5%。

此外，冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿與澳洲青蘋(píng)原果相比，果漿中總酚含量下降為原果的33.05%，果膠含量下降為原果的39.40%，膳食纖維含量下降為原果的39.53%，變化極為顯著。其原因是這些成分主要存在于澳洲青蘋(píng)的果皮中，而冷破碎技術(shù)在榨汁前去掉了果皮果籽等不良成分，避免了其在壓榨過(guò)程中對(duì)果汁品質(zhì)的影響。因而與傳統(tǒng)榨汁方式所得的果漿相比，經(jīng)冷破碎工藝所得的澳洲青蘋(píng)果漿具有更加優(yōu)良的口感和加工品質(zhì)。

此外，顏色測(cè)定結(jié)果表明果漿為淡黃綠色，基本保持了澳洲青蘋(píng)果實(shí)的淡白綠色特性。由于冷破碎技術(shù)在榨汁前已經(jīng)去掉了果皮等含有大量多酚及色素類(lèi)物質(zhì)的部分，從而使冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的色澤比全果榨汁所得果漿的顏色稍淺一些。

表1數(shù)據(jù)表明，冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿營(yíng)養(yǎng)豐富、酸度高、色澤好，是目前最適宜加工的優(yōu)良品種。試驗(yàn)同時(shí)說(shuō)明采用冷破碎技術(shù)獲得的澳洲青蘋(píng)果漿極大限度保留了原果的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，可以進(jìn)一步用于加工高品質(zhì)果粉、果肉飲料等產(chǎn)品。

2.2 冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的冰點(diǎn)特性

2.2.1 果漿冰點(diǎn)曲線及冰點(diǎn)溫度

根據(jù)1.3.3.1中方法進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿冰點(diǎn)曲線結(jié)果如圖4所示。

圖4 時(shí)間與果漿中心溫度的關(guān)系Fig.4 Relationship between time and the temperature of pulp center

由圖4可以看出，隨著冷凍時(shí)間的延長(zhǎng)，冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的冷凍曲線先迅速下降，溫度降到-3.3 ℃時(shí)突然上升至-2.5 ℃，保持一段時(shí)間后，又緩慢下降。據(jù)此可知澳洲青蘋(píng)果漿的冰點(diǎn)溫度為-2.5 ℃，冷點(diǎn)為-3.3 ℃。

2.2.2 pH與冰點(diǎn)溫度的相關(guān)性

根據(jù)1.3.3.2中方法進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得不同pH值下冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的冰點(diǎn)，結(jié)果如圖5所示。

圖5 pH值與冰點(diǎn)溫度的關(guān)系Fig.5 Relationship between pH value and freezing temperature

由圖5可以看出，隨著pH值的升高，冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的冰點(diǎn)反而降低。因此可知，冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的冰點(diǎn)溫度與果漿pH值呈負(fù)相關(guān)，得到的回歸方程為y=-0.25x-1.65，R2=0.976 6。

由于不同采收期澳洲青蘋(píng)原料的成熟度不同，酸度差異比較大，所以加工后冷破碎果漿產(chǎn)品的pH也不同，分析不同pH值下的冰點(diǎn)主要是為成熟度不同的澳洲青蘋(píng)蘋(píng)果漿在冰溫貯藏及實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2.3 TSS與冰點(diǎn)溫度的相關(guān)性

根據(jù)1.3.3.3中方法進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得不同TSS含量下的冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿冰點(diǎn)，結(jié)果如圖6所示。

圖6 TSS含量與冰點(diǎn)溫度的關(guān)系Fig.6 Relationship between TSS content and freezing temperature

由圖6可以看出，隨著TSS含量的增加，果漿冰點(diǎn)溫度不斷降低。TSS含量體現(xiàn)的是果蔬細(xì)胞內(nèi)部的糖分、有機(jī)酸、無(wú)機(jī)鹽、果膠、醇類(lèi)、維生素等可溶性成分汁液的濃度，冰點(diǎn)溫度隨著TSS含量增大而明顯下降，主要是因?yàn)門(mén)SS含量越高，水分就越少，組織結(jié)冰也就越困難，從而使冰點(diǎn)溫度降低。

由圖7可知，TSS含量與冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿冰點(diǎn)溫度呈負(fù)相關(guān)，這與王頡等[24]的研究結(jié)論一致。試驗(yàn)得到回歸方程為y=-0.182x-0.139，R2=0.984。

2.2.4 pH值與TSS含量的相關(guān)性

根據(jù)1.3.3.3中方法進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得不同TSS含量值下的冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿相應(yīng)的pH值，結(jié)果如圖7所示。

圖7 pH值與TSS值的相關(guān)性 Fig.7 Relationship between pH value and TSS content

由圖7可以看出，隨著TSS含量的增加，果漿pH值增大。因此可知，TSS含量與pH值呈正相關(guān)，得到回歸方程為y=46.992x-134.96，R2=0.950。此結(jié)果表明pH與冰點(diǎn)呈負(fù)相關(guān)的原因是在不同pH值下冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的TSS含量發(fā)生了較大變化，從而影響到了果漿的冰點(diǎn)。

2.2.5 冷媒溫度與冰點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間的關(guān)系

根據(jù)1.3.3.4中方法進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定不同冷媒溫度下的冰點(diǎn)及冰點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間，結(jié)果如圖8所示。

圖8 冷媒溫度與冰點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間的關(guān)系Fig.8 Relationship between the temperature of cold media and the time of freezing point

經(jīng)測(cè)定可知，冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿冰點(diǎn)溫度并不隨冷媒溫度的變化而變化。但是由圖8可以看出，隨著冷媒溫度的升高，冰點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間越來(lái)越晚。

綜合以上分析可知，TSS值直接影響果漿的冰點(diǎn)溫度。冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿中含有多種成分，對(duì)其冷凍特性產(chǎn)生不同的影響，其冰點(diǎn)溫度隨不同成分含量的變化而變化，同時(shí)，國(guó)內(nèi)外許多相關(guān)研究也表明冰點(diǎn)受多種因素的影響[16-19]。但綜合考量，在實(shí)際應(yīng)用中，TSS值簡(jiǎn)單易測(cè)且試驗(yàn)表明其與冰點(diǎn)呈顯著線性相關(guān)性，所以通過(guò)測(cè)定果蔬的TSS值可以初步進(jìn)行冰點(diǎn)的預(yù)測(cè)，從而為冰溫貯藏時(shí)最佳貯藏溫度的選擇提供可靠的理論和數(shù)據(jù)參考。

2.3 冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的流變特性

2.3.1 不同溫度下果漿的流變特性分析

根據(jù)1.3.4.1進(jìn)行試驗(yàn)，不同溫度下的流變特性結(jié)果如圖9所示。從圖9中可以看出，剪切應(yīng)力與剪切速率之間不呈直線關(guān)系，從而反映出冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿為非牛頓模型。

圖9 冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿在不同濃度下的流變學(xué)特性Fig.9 Rheological properties of Granny Smith pulp atdifferent concentrations

用非牛頓流體的一般表達(dá)式τ=k(γ)η對(duì)圖9中各溫度條件下測(cè)得的剪切應(yīng)力與剪切速率數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析[26-28]，得到各條曲線的流體稠度系數(shù)k和流動(dòng)行為指數(shù)η(見(jiàn)表2)。

由表2可知，流動(dòng)行為指數(shù)小于1，說(shuō)明澳洲青蘋(píng)果漿呈現(xiàn)假塑性流體特性；黏度系數(shù)隨溫度的升高而減小，反映出溫度升高黏度下降的特性；但流動(dòng)行為指數(shù)隨溫度的升高未有較大變化。

表2 澳洲青蘋(píng)果漿在不同溫度下的流體特性參數(shù)

2.3.2 不同濃度下的流變特性分析

根據(jù)1.3.4.2進(jìn)行試驗(yàn)，不同濃度下的流變特性結(jié)果見(jiàn)圖10-A～10-D。

將圖10-A～10-D中各質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的流變學(xué)特性曲線用τ=k(γ)η，即非牛頓流體的一般表達(dá)式進(jìn)行回歸分析，得到流體黏度系數(shù)k和流動(dòng)行為指數(shù)η，同時(shí)將圖10的數(shù)據(jù)用線性回歸分析法得出k和η，結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，隨著果漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低，果漿的黏度系數(shù)明顯減小，且流動(dòng)行為指數(shù)增大。尤其是當(dāng)果漿濃度為50%以下時(shí)，流體的行為系數(shù)變成1。

圖11 不同濃度的果漿流變學(xué)特性Fig.11 Rheological properties of fruit pulp with different concentrations

果漿含量/%黏度系數(shù)(k)行為指數(shù)(η)相關(guān)系數(shù)100.042.940.38390.924775.03.510.53810.926750.00.1911.00000.956410.00.01771.00000.9884

這說(shuō)明隨著澳洲青蘋(píng)果漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低，果漿中黏性物質(zhì)的含量也隨之降低，流體的黏度減小，同時(shí)流體的流動(dòng)行為指數(shù)大幅增加，即隨著果漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低，流體行為指數(shù)更接近與牛頓流體。當(dāng)果漿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，剪切力與剪切速率呈直線關(guān)系，說(shuō)明澳洲青蘋(píng)果漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低時(shí)流體特性呈現(xiàn)出牛頓流體的特性[24-25]。

3 結(jié)論

(1)試驗(yàn)分析可知冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的酸度較大(酸度0.777%)，總可溶性固形物含量高(13.1°Brix)，營(yíng)養(yǎng)豐富(總糖13.69%、總酚33.65 mg/L、果膠0.341%、膳食纖維1.313%、Vc含量80.67 mg/kg)；且很好地保留了原果肉的色澤，是一種品質(zhì)優(yōu)良的加工原料，值得深入研究。

(2)本試驗(yàn)確定了冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿的冰點(diǎn)溫度(-2.5 ℃)，且發(fā)現(xiàn)冰點(diǎn)溫度與TSS呈極顯著負(fù)相關(guān)，生產(chǎn)中可通過(guò)TSS含量初步推測(cè)其冰點(diǎn)；冰點(diǎn)溫度與pH成顯著負(fù)相關(guān)，冷媒溫度的變化不影響冰點(diǎn)溫度，對(duì)于澳洲青蘋(píng)果漿在冰溫條件下的貯藏具有指導(dǎo)意義。

(3)試驗(yàn)確定冷破碎澳洲青蘋(píng)果漿為假塑性非牛頓型流體(流動(dòng)行為指數(shù)0.37)，且不隨溫度的變化而變化；但在稀釋過(guò)程中隨著果漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低其流體性質(zhì)向牛頓型流體轉(zhuǎn)變，這一特性說(shuō)明在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)澳洲青蘋(píng)果漿相關(guān)產(chǎn)品時(shí)需要注意果漿在配方中的比例，應(yīng)針對(duì)物料的流動(dòng)特性設(shè)計(jì)工藝及選擇設(shè)備，保障實(shí)際加工生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

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The material properties of Granny apple pulp by cold crushing technique

LI Han, SHI Jing, ZHANG Zhi-yu, DENG Hong*, MENG Yong-hong,GUO Yu-rong, XUE Jia

(College of Food Engineering and Nutritional Science, Shaanxi Normal University, Xi’an 710119,China)

Granny Smith is a typical high acidity apples and is also the preferred kind in apple processing. Cold crushing method is an advanced technology that separate apple peel, fruit seeds and stalks from apples to manufacture high-quality products. The material properties including nutritional properties, freezing point characteristics and rheological behavior were explored to provide a theoretical basis for deep processing and utilization of Granny Smith. The results showed that the water content of Granny Smith pulp was 84.63% and total soluble solid was 13.1 °Brix, acidity was 0.777%, total sugar content was 13.69% and total phenol content was 33.65 mg/L, pectin, dietary fiber and Vc content were 0.341%, 1.313% and 80.67 mg/kg respectively. The color of apple pulp was light greenish yellow, basically as the same color with the original fruit. The pulp color brightness (L*value), color redness (a*value) and color yellowness (b*value) were 41.19, 8.41 and 0.85 respectively. The experiment confirmed that the freezing point of Granny Smith fruit pulp was -2.5 ℃. But the freezing point temperature was significantly negatively correlated with total soluble solid (TSS) and pH. The changes of the temperature of cold media did not lead to the change of freezing points during the test period. Rheological property measurement results showed that Granny Smith pulp was a type of pseudo-plastic, non Newtonian fluid with the flow behavior index of 0.37. The results of this study provided theoretical and experimental basis for the further exploration and development in manufacturing Granny Smith pulp.

Granny Smith; cold crushing; nutrition indicators; freezing characteristics;rheological properties

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201701012

碩士研究生(鄧紅副教授為通訊作者,E-mail：hongden@snnu.edu.cn)。

中央高校科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(GK201405005)；農(nóng)業(yè)部產(chǎn)業(yè)體系項(xiàng)目(CARS-28)

2016-04-18，改回日期：2016-07-04