紅棗濃縮汁加工工藝研究進(jìn)展及展望

劉鳳鳴，張仁堂，丁　超，王　帥

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東泰安　271018)

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紅棗濃縮汁加工工藝研究進(jìn)展及展望

劉鳳鳴，張仁堂，丁超，王帥

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東泰安271018)

介紹了紅棗濃縮汁的主要生產(chǎn)工藝，包括浸提、澄清、殺菌、非酶褐變的抑制以及濃縮工藝等，對(duì)紅棗濃縮汁生產(chǎn)領(lǐng)域目前所存在的問(wèn)題提出了相應(yīng)的建議，并做出展望，以期為國(guó)內(nèi)紅棗深加工行業(yè)提供一定的借鑒。

紅棗濃縮汁；加工工藝；研究進(jìn)展

紅棗又名大棗，原產(chǎn)于中國(guó)，為鼠李科棗屬。我國(guó)棗樹(shù)種植傳統(tǒng)久，面積廣，棗產(chǎn)量占世界總量的99%以上[1]，主要栽培地區(qū)有河南、山東、河北、陜西、山西、新疆等省份。作為我國(guó)傳統(tǒng)食品，紅棗含有豐富的多糖、黃酮、環(huán)磷酸腺苷、維生素C等保健成分，為藥食兩用物質(zhì)[2]，具有較高的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值。我國(guó)紅棗品種繁多且年產(chǎn)量較高，因此對(duì)紅棗的加工利用有著重要的意義。目前以紅棗為原料制作的食品主要有干制品、發(fā)酵制品、棗脯、紅棗飲料[3]等。而紅棗濃縮汁經(jīng)由紅棗多次浸提，濃縮制成，以其獨(dú)特的醇厚風(fēng)味、良好的耐儲(chǔ)藏性、便利的運(yùn)輸性而被廣泛應(yīng)用于酸奶、果汁飲料、果脯蜜餞等產(chǎn)品的加工制作，是一種重要的食品加工原料。關(guān)于紅棗濃縮汁加工工藝的文章較為普遍，但對(duì)其加工工藝的綜述性文章卻鮮有發(fā)表。本文綜合了前人所研究的關(guān)于紅棗濃縮汁的加工工藝，并提出了建議和展望，以期為紅棗深加工產(chǎn)業(yè)提供微薄的借鑒。

1　紅棗濃縮汁的加工工藝的研究進(jìn)展

1.1紅棗汁的提取

紅棗汁的提取工藝中，鮮有鮮棗直接榨汁法，而以浸提法為主[4]，而浸提法中則有熱水浸提法，打漿法和酶解浸提法[5]。為了提高浸提率，基本采用酶法浸提。在影響酶法浸提率的主要因素中，席美麗[6]等認(rèn)為，pH值對(duì)浸提率的影響不明顯，幾乎可以忽略不計(jì)。而魯周民[7]等以延川團(tuán)棗為材料，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了正交試驗(yàn)，得出影響浸提率的因素大小順序?yàn)榱纤?、溫度、時(shí)間、加酶量。

趙光遠(yuǎn)[8]等通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)研究了酶解法制備紅棗澄清汁的工藝參數(shù)。結(jié)果表明復(fù)合酶(纖維素酶和果膠酶)較單一酶能有效提高紅棗汁出汁率和可溶性固形物合量，并得到最佳工藝條件為：纖維素酶與果膠酶質(zhì)量配比為1∶3、加酶量為底物質(zhì)量的0.02%、酶解時(shí)間為2h、酶解溫度為50℃，在此條件下浸提率為84.0%，可溶性固形物含量為12.8%。王陳強(qiáng)[9]等經(jīng)研究得出的最佳工藝為：加酶量37.5mg/kg、料水比1∶7、浸提溫度50℃、時(shí)間1.5h。艾克拜爾艾海提[10]采用了單因素試驗(yàn)及正交優(yōu)化方法，得出最佳工藝條件為：加酶(果膠酶，酶活力為49 186U/g)量0.4%，料水比1∶7浸提溫度50℃，時(shí)間3h。楊薇[11]等先將紅棗在50℃軟化15min后采用1∶3的料水比進(jìn)行酶法浸提，最終得出最佳浸提工藝參數(shù)為：加酶(果漿酶：含有果膠酶、葡聚糖酶、木聚糖酶等)量為0.04%、料水比1∶3、浸提溫度30℃、浸提時(shí)間3h。袁超等[12]在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用了響應(yīng)面法，以可溶性固形物和總酸度為檢測(cè)指標(biāo)，得出的最佳工藝參數(shù)為：加酶(果膠酶)量0.25%、料水比1∶8、浸提溫度50℃、時(shí)間2.5h。楊芙蓮[13]采用正交優(yōu)化方法得出的最佳浸提工藝為：加酶(果膠酶，酶活力不小于500 000U/g)量0.3%、料水比1∶4、浸提溫度45℃、時(shí)間3h。魯周民等[14]在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用了正交試驗(yàn)，得出的最佳工藝參數(shù)為：加酶(果膠酶：纖維素酶=1∶2，果膠酶活力大于20 000U/g、纖維素酶活力1 320mg/kg)量2 400mg/L、溫度40℃、浸提時(shí)間4h 。

除單純的酶法浸提，還有一些文獻(xiàn)中提到了物理方法輔助浸提。如邱卓[15]采用響應(yīng)曲面法得到了超聲波輔助酶法浸提的參數(shù)為：加酶(果膠酶，酶活力5 000U/mg)量0.28%、加水量10mL/g、超聲波功率490W，處理時(shí)間20min。楊芙蓮[16]采用正交試驗(yàn)得出了微波輔助浸提最佳工藝條件為：微波浸提1次、微波功率360W、時(shí)間40s、加水量5mL/g、浸提率能達(dá)到44.75%。

綜上所述，紅棗汁酶法浸提工藝參數(shù)大體范圍為：溫度30～50℃左右；時(shí)間1.5～4 h不等；加酶量由于所添加酶種類及酶活性的不同，不同文獻(xiàn)差別較大。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可酌情借鑒；料水比在1∶7～1∶8之間波動(dòng)。

1.2紅棗汁的澄清

澄清是果汁加工中關(guān)鍵的步驟。澄清不好的果汁易產(chǎn)生后渾濁，影響其商品價(jià)值。常用的澄清方法有自然澄清、加熱澄清、冷凍澄清、加酶澄清、澄清劑澄清、離心澄清、超濾澄清等。常用的澄清劑有食用明膠、硅膠、單寧、膨潤(rùn)土(皂土)、PVPP、海藻酸鈉、瓊脂以及近些年被廣泛應(yīng)用的殼聚糖、蜂蜜等[17]。

艾克拜爾艾海提[18]比較了殼聚糖、膨潤(rùn)土、硅藻土的澄清效果，發(fā)現(xiàn)殼聚糖的澄清效果優(yōu)于后兩者，進(jìn)而對(duì)殼聚糖澄清效果深入研究。按照1.0g/L的量添加，透過(guò)率可達(dá)到91.5%以上，且處理后可溶性固形物含量基本不變。劉賀等[19]采用正交優(yōu)化試驗(yàn)研究了ZTC1+1 II型天然澄清劑用于紅棗汁的澄清工藝，得到最佳工藝為：在pH 3.0的條件下，先加0.15%澄清劑B，65℃水浴1h后再加入0.075%澄清劑A，后65℃水浴2h，最終透過(guò)率可達(dá)90%以上。姬晨[20]研究了超濾法對(duì)澄清的影響，得出超濾工藝為：超濾壓力0.7MPa、處理溫度25℃、進(jìn)料流速5.5mL/min。在此條件下紅棗汁的透過(guò)率大于 95%，且超濾對(duì)紅棗汁中的營(yíng)養(yǎng)成分、穩(wěn)定性等影響不大。王君[21]采用正交試驗(yàn)研究了復(fù)合澄清劑對(duì)紅棗汁的澄清效果，得到適宜的用量為：殼聚糖1%、明膠0.5%、果膠酶0.2%、單寧0.1%。代紹娟[22]等對(duì)比研究了果膠酶-濾紙結(jié)合法、果膠酶-單寧明膠結(jié)合法及果膠酶-膨潤(rùn)土土結(jié)合法三種不同的澄清方法，發(fā)現(xiàn)膨潤(rùn)土的澄清效果最好，最佳工藝條件為：膨潤(rùn)土添加量1.3g/L、處理時(shí)間12h。王桐[23]比較了果膠酶及殼聚糖的澄清效果，發(fā)現(xiàn)殼聚糖的澄清效果較好，得出了最佳工藝條件為：殼聚糖添加量為0.4g/L、50℃下處理30min，得到的棗汁透過(guò)率在95%以上。

除了以上的澄清方法，鄭立輝[24]研究了冷凍對(duì)柑橘汁過(guò)濾性能的影響，發(fā)現(xiàn)在-22℃處理下的柑橘汁粘度大大降低，產(chǎn)生明顯的沉淀，過(guò)濾速度加快。這說(shuō)明冷凍處理可以提高柑橘汁的澄清度。作為類比，這也可以為紅棗汁的澄清提供一定借鑒。

1.3紅棗汁的濃縮

果汁的濃縮是采取措施將果汁中大量水分去除，以使其可溶性固形物、酸度大大提高，可以使果汁的品質(zhì)更加一致，便于儲(chǔ)運(yùn)，且能一定程度上抑制微生物繁殖，延長(zhǎng)保質(zhì)期。生產(chǎn)上常用的方法有真空蒸發(fā)濃縮、冷凍濃縮、反滲透濃縮法等[17]。

專門研究紅棗汁濃縮工藝的文獻(xiàn)較少。馬闖[25]等采用三效降膜式蒸發(fā)器，在較低溫度下濃縮棗汁，既能提高濃縮效率，又能降低營(yíng)養(yǎng)成分的損失。除此之外，我們可以大體參考其他果蔬汁的濃縮工藝。陳婕[26]研究了真空濃縮、冷凍濃縮、常壓濃縮對(duì)橄欖渾濁汁的濃縮效果及對(duì)品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，三者的優(yōu)劣順序?yàn)椋豪鋬鰸饪s、真空濃縮、常壓濃縮。另外，反滲透濃縮是一種膜分離技術(shù)，在果蔬工業(yè)中常用于果蔬汁的預(yù)濃縮。優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需加熱、節(jié)能且對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分損失較小，若與超濾和真空濃縮結(jié)合使用效果更佳[17]。

1.4抑制非酶褐變的工藝

果蔬汁貯藏過(guò)程中的變色主要是由酶促褐變、非酶褐變及果蔬本身色素的改變引起的。防止酶促褐變主要是通過(guò)加熱鈍化酶活力來(lái)解決。果蔬汁的非酶褐變主要指還原糖和氨基酸之間的美拉德反應(yīng)，在濃縮汁中這種褐變尤其突出?？刂品敲负肿兊姆椒ㄖ饕形锢矸ê突瘜W(xué)法。常用的物理控制方法有控制pH<3.3，防止過(guò)度熱力殺菌、燙漂法、低溫貯存[17]等。常用的化學(xué)控制方法有SO2法。

在控制非酶褐變的化學(xué)法中，徐輝艷[27]研究了EDTA、半胱氨酸和NaHSO3對(duì)紅棗汁非酶褐變的影響，其正交優(yōu)化結(jié)果表明三者最佳組合為：EDTA 0.03%、半胱氨酸2%、NaHSO3250μg/g，極差和方差分析結(jié)果表明三者影響順序?yàn)椋喊腚装彼?、EDTA、NaHSO3。趙光遠(yuǎn)[28]等研究了經(jīng)過(guò)DPCD殺菌處理后紅棗澄清汁在4℃，25℃和37℃貯藏條件下的非酶褐變程度，結(jié)果表明DPCD殺菌能有效抑制紅棗汁的美拉德反應(yīng)。

1.5紅棗汁的殺菌

微生物的代謝活動(dòng)易引起果蔬汁的變質(zhì)，使其商品價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值大大降低，因此，殺菌是果蔬汁生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。食品工業(yè)中采用的殺菌方式主要有加熱殺菌和冷殺菌[17]。熱殺菌法主要包括巴氏殺菌、低溫持久殺菌、高溫瞬時(shí)殺菌等三大類[17]，冷殺菌法主要包括放射線輻照殺菌、超聲波殺菌、放電殺菌、高壓殺菌、紫外線殺菌、磁場(chǎng)殺菌、靜電殺菌、感應(yīng)電子殺菌和強(qiáng)光脈沖殺菌等。

冀曉龍[29]等研究比較了超高壓、微波、巴氏殺菌對(duì)梨棗汁品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)微波、超高壓殺菌效果優(yōu)于巴氏殺菌；超高壓殺菌更能保持棗汁的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)；巴氏殺菌可能造成棗汁的非酶褐變。魏帥[30]等研究了微波殺菌的最優(yōu)工藝：微波功率900W、殺菌時(shí)間90s、樣品量200mL時(shí)，殺菌效果較好，紅棗汁品質(zhì)較優(yōu)。陳梅英[31]等研究了高壓脈沖殺菌對(duì)紅棗汁的品質(zhì)影響，發(fā)現(xiàn)高壓脈沖殺菌可以有效抑制微生物生長(zhǎng)，且產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)于巴氏殺菌。

2　紅棗濃縮汁加工工藝研究中存在的問(wèn)題及建議

從已有的紅棗濃縮汁加工工藝的研究進(jìn)展發(fā)現(xiàn)，紅棗濃縮汁的加工工藝主要朝著高提取率、高利用率、低有害率、低營(yíng)養(yǎng)破壞率以及低成本的方向發(fā)展。棗汁的提取可以通過(guò)復(fù)合酶、優(yōu)化浸提參數(shù)以及物理方法輔助等途徑提高浸提率，不僅減少了原料的浪費(fèi)，也在一定程度上對(duì)環(huán)境起到了保護(hù)作用。棗汁的澄清過(guò)程由于澄清劑的高效性，短期內(nèi)可能不會(huì)放棄澄清劑的使用，但越來(lái)越傾向于使用高效而無(wú)害的澄清劑，如殼聚糖、ZTC1+1 II型天然澄清劑及酶等。

紅棗濃縮汁加工工藝的研究為相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)提供了技術(shù)保證，但紅棗濃縮汁加工工藝的研究仍存在一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下幾方面：(1)由于濃縮汁加工過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)，工藝較為復(fù)雜，紅棗還是以干制為主，用于生產(chǎn)濃縮汁的比例較低，附加值隨之降低；(2)部分工藝參數(shù)僅限于實(shí)驗(yàn)研究，不符合實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)的要求；(3)技術(shù)研究與實(shí)際應(yīng)用存在脫節(jié)，出現(xiàn)技術(shù)不能轉(zhuǎn)化為效益的現(xiàn)象；(4)資源浪費(fèi)問(wèn)題依然嚴(yán)重，浸提后的棗肉不能充分利用，副產(chǎn)品開(kāi)發(fā)較少；(5)技術(shù)與設(shè)備不同步，存在“有技術(shù)無(wú)設(shè)備”或者“有設(shè)備無(wú)技術(shù)”的現(xiàn)象；(6)加工過(guò)程營(yíng)養(yǎng)成分破壞嚴(yán)重，現(xiàn)代新型食品加工技術(shù)應(yīng)用較少。

為此，應(yīng)鼓勵(lì)相關(guān)研究單位將成熟的技術(shù)及時(shí)投放市場(chǎng)，加快成果轉(zhuǎn)化速度；要完善紅棗加工產(chǎn)業(yè)鏈，聯(lián)合不同加工企業(yè)，提高紅棗的利用效率和附加值；食品企業(yè)應(yīng)重視自主研發(fā)及聯(lián)合研發(fā)，在發(fā)展技術(shù)的同時(shí)加大設(shè)備研究的投入力度，提高自主創(chuàng)新能力；充分利用超臨界萃取技術(shù)、微膠囊技術(shù)、生物工程技術(shù)等新型食品加工技術(shù)，結(jié)合不同技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，以減少食品營(yíng)養(yǎng)的損失。

3　紅棗濃縮汁的市場(chǎng)前景展望

由于原產(chǎn)地優(yōu)勢(shì)，我國(guó)在國(guó)際紅棗貿(mào)易中占據(jù)主導(dǎo)地位。在我國(guó)，由于其保健作用，紅棗及其產(chǎn)品越來(lái)越受到人們的青睞。而西方國(guó)家介意干棗存在外皮，口感不愉悅，這限制了其紅棗市場(chǎng)的開(kāi)拓。紅棗濃縮汁恰好可以彌補(bǔ)干棗的口感缺陷，是打開(kāi)西方市場(chǎng)的一大契機(jī)?？v觀食品加工業(yè)，安全與營(yíng)養(yǎng)必定會(huì)成為食品加工首要考慮的因素。隨著對(duì)紅棗功能成分及其保健作用的深入研究和不斷宣傳，越來(lái)越多的消費(fèi)者會(huì)認(rèn)識(shí)到紅棗及其加工產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)保健作用，紅棗濃縮汁將顯示出日益明顯的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)前景?！?/p>

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(責(zé)任編輯李燕妮)

Research Advancement and Qutlook of Processing Technology of Concentrated Jujube Juice

LIU Feng-ming，ZHANG Ren-tang，DING Chao，WANG Shuai

(Food Science and Technology School of Shandong Agricultural University，Taian 271018，China)

This paper reviewed the prime technology procedures of jujube concentrated juice，including extraction，clarification，sterilization，inhibition method on the non-enzymatic browning and the concentration of jujube juice, gave some advices on the problem existing in the field of concentrated jujube juice，and indicated the development tendency to provide some references for the development of jujube deep processing industry.

concentrated jujube juice；processing technology；research advancement

山西省柳林縣人民政府資助項(xiàng)目：“柳林縣紅棗精深加工及其綜合利用研究”。

劉鳳鳴(1993—)，女，在讀本科生，研究方向：紅棗深加工。

張仁堂(1978—)，男，博士，講師，研究方向：紅棗深加工、功能食品開(kāi)發(fā)。