关键词：
柠檬汁
云稳定性
亲水胶体
电磁场
均质
超声
摘要：
柑橘汁,作为全球生产与消费最为广泛的一种果汁,因其独有且诱人的香气而广受喜爱。柠檬汁作为一种典型的柑橘汁,以其丰富的营养价值及独特的酸味,被广泛应用于各种饮料中。然而,鲜榨果汁的保质期较短,为了延长其保存时间并保持最佳品质,冷冻保存成为一种常见的处理方式。然而,在实际的生产过程中,柠檬汁经过粗略的过滤和灭菌处理后即进行冷冻储存,当其解冻后常常会出现少量白色絮凝物质并产生分层现象。这可能会误导消费者认为果汁已变质,从而影响到果汁及相关饮料的销售,进而损害其商业价值。因此,本研究分析了冷冻柠檬汁解冻前后可溶性成分变化以及絮凝物成分,分析了其分层及絮凝现象产生的原因。并进一步优化冷冻柠檬汁的工艺,采用均质,电磁场处理以及超声辅助亲水胶体等方法提升其稳定性及品质,使冷冻柠檬汁解冻后能够达到稳定状态,并静置24小时不会出现分层及絮凝现象。最后依据稳定性指标建立货架期模型,预测不同环境下柠檬汁的货架期。主要研究内容及结论如下:
（1）研究了柠檬汁絮凝物及可溶性成分,分析了柠檬汁产生絮凝分层现象的原因。柠檬汁絮状物质成分中大多是大分子物质占61.06%,其中果胶和蛋白质的含量最大,另外还含有较高的脂质。柠檬汁在产生絮凝物质及分层现象后其可溶性成分如果胶,可溶性蛋白质,钾、钙离子等含量均减小。冷冻柠檬汁解冻后产生的白色絮状物,可能由物理和化学反应共同导致。一方面,低温使脂类、橙皮苷、大分子物质、纤维素等凝聚,溶解性下降,解冻后无法重新均匀分散;另一方面,果胶甲基酯酶在解冻时活性恢复,絮凝物可能由果胶甲基酯酶脱酯化反应过程产生,以及可能由多酚物质与蛋白质反应产生。
（2）研究了不同均质条件处理对柠檬汁稳定性及品质的影响。均质可以有效降低溶液粒径,提高溶液均匀性,从而提高稳定性。结果显示30 MPa以及1次均质时柠檬汁云稳定性最高,与未处理的柠檬汁相比云稳定性提高了47.17%。但若均质压力较大或次数过多时,使溶液粒径过小则会增加颗粒的运动速率,导致小颗粒更易聚合成大颗粒,反而使果汁稳定性变差。
（3）研究了不同强度电磁场辅助冷冻对柠檬汁稳定性及品质的影响。电磁场的处理均可以缩短冷冻时间,减小溶液粒径,使其聚合物分散指数降低,酶活性降低,从而提高其云稳定性。当电场强度为20 k V/cm,磁场强度为6 m T时,使其云稳定性最高,分别提高了15.50%和16.95%。另外并研究了电磁场对柠檬汁理化性质和生物活性成分的影响。结果表明,电磁场处理不影响其生物活性化合物活性及抗氧化活性,并且不会造成柠檬汁风味损失。
（4）研究了不同亲水胶体的添加对柠檬汁稳定性的影响。筛选得到可以有效提高柠檬汁稳定性的亲水胶体,通过优化得到最佳添加量,并研究超声辅助处理对柠檬汁稳定性的影响。果胶、黄原胶及魔芋胶的添加均可显著提高柠檬汁的云稳定性,但亲水胶体的添加一定程度上提高了溶液的黏度,其中果胶对柠檬汁的黏度影响较小,黄原胶及魔芋胶在添加量较大时,使其黏度明显增大。果胶、黄原胶及魔芋胶的添加均不影响柠檬汁的风味。并通过单因素及响应面优化试验,确定了使柠檬汁稳定的最佳稳定剂添加量,即果胶0.32%,黄原胶0.25%以及魔芋胶0.15%。另外,采用超声辅助也可显著提高柠檬汁稳定性,使用1500 W超声波处理10 min使其云稳定性提高了15.4%。
（5）研究了环境温度对不同处理柠檬汁贮藏品质的影响,建立并验证了柠檬汁基于云度值指标的货架期预测模型。低温有利于柠檬汁的贮藏,可以显著降低品质的劣变速率。未处理的柠檬汁解冻后会立即产生絮凝分层絮凝现象,不同处理使其贮藏期延长了3-12天。贮藏过程中,柠檬汁的云度值变化规律更符合零级动力学模型。不同预测模型的决定系数R2均高于0.90且云度值的预测值与实测值相对误差小,能够为柠檬汁贮藏稳定性提供精准的技术参考。
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