黑莓汁樹脂降酸工藝研究及其復(fù)合果汁制備

張南海，劉芮瑜，董筱睿，郭藝展，余千慧，趙 亮,，張列兵，王成濤，吳 薇，籍保平，葛章春，周 峰,

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，植物源功能食品北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2.北京工商大學(xué) 北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心，北京 100048；3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京 100083；4.生命果有機(jī)食品股份有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453300）

黑莓（Rubus spp.）是樹莓的一種，屬于薔薇科懸鉤子屬，其含有豐富營養(yǎng)成分和功能性成分，具有很多健康功效，如眼睛光損傷保護(hù)、肝損傷保護(hù)、抗氧化、抗炎、降血脂等[1-5]。據(jù)調(diào)查，黑莓鮮食率不到10%，90%以上黑莓用于初加工或精深加工，黑莓汁是其中重要的產(chǎn)品形式，但黑莓存在酸度較高（總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過1%）及其花色苷穩(wěn)定性較差等問題，嚴(yán)重影響了黑莓汁的品質(zhì)，制約了黑莓產(chǎn)品的開發(fā)[6-7]。目前部分研究通常加入蔗糖、果葡糖漿等調(diào)節(jié)黑莓汁的糖酸比，不符合當(dāng)前健康飲食的需求，且最終果汁口感較單薄，花色苷穩(wěn)定性未能提高[8-9]。紫薯中含有豐富的淀粉和?；ㄉ盏龋瑢⒆鲜淼矸劢?jīng)過液化糖化與黑莓汁進(jìn)行復(fù)配，不僅可提高黑莓汁的糖酸比，還可提高黑莓汁中花色苷的穩(wěn)定性[10-11]。但前期研究發(fā)現(xiàn)，采用100%黑莓汁與紫薯糖液調(diào)配成復(fù)合果汁無法達(dá)到理想效果，因此，本實(shí)驗(yàn)先將黑莓汁進(jìn)行降酸，再與紫薯糖液進(jìn)行調(diào)配，以期獲得口感良好的果汁。

目前，果汁的降酸方法主要有化學(xué)降酸法、生物降酸法和物理降酸法3 種[12]。雖然化學(xué)降酸法操作簡單、降酸效果良好，但在一定程度上影響了果汁的口感和色澤，且與消費(fèi)者追求天然無添加劑的消費(fèi)心理相悖，因而在實(shí)際生產(chǎn)中已很少使用；生物降酸法主要應(yīng)用于果酒的降酸，對(duì)酸度較高的果汁降酸效果較差，應(yīng)用較少；物理降酸法分為冷凍降酸法、離子交換樹脂法和電滲析法，冷凍降酸法局限于葡萄汁的降酸，另2 種方法降酸能力強(qiáng)、無需添加化學(xué)試劑、能耗低，且對(duì)果汁顏色和風(fēng)味影響較小，但電滲析法成本較高，目前應(yīng)用較少，而離子交換樹脂法易操作、可重復(fù)利用、成本較低，適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)[13-14]。因此，本實(shí)驗(yàn)選用離子交換樹脂法對(duì)黑莓汁進(jìn)行降酸。

本實(shí)驗(yàn)分析黑莓鮮果的基本成分，選用8 種陰離子交換樹脂對(duì)黑莓汁進(jìn)行降酸處理，通過靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)確定最佳降酸工藝。以感官評(píng)分為指標(biāo)選出最佳黑莓汁與紫薯糖液配比制備黑莓紫薯復(fù)合果汁，通過加速貯藏實(shí)驗(yàn)研究紫薯糖液對(duì)黑莓汁中花色苷穩(wěn)定性的影響。本研究可為解決黑莓酸度高和花色苷穩(wěn)定性差等問題提供思路，為黑莓果汁加工提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑莓鮮果、黑莓濃縮汁（可溶性固形物含量為65.1 °Brix）由河南省生命果有機(jī)食品股份有限公司提供，-20 ℃保存；鮮紫薯 北京市購。

201×7樹脂、D311樹脂、D314樹脂 浙江爭光實(shí)業(yè)股份有限公司；LX-300樹脂、LXZ-67樹脂 西安藍(lán)曉科技有限公司；Lewait MP 62-ENG樹脂 德國朗勝集團(tuán)；Amberlite IRA 67樹脂、Amberlite FPA 51樹脂 美國羅門哈斯公司；葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品 北京欣經(jīng)科生物科技有限公司；沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品、福林-酚試劑 美國Sigma公司；檸檬酸、L-蘋果酸、D-蘋果酸標(biāo)準(zhǔn)品 上海源葉生物科技有限公司；乙腈（色譜級(jí)） 美國J.T.Baker公司；Liquozyme Supra耐高溫α-淀粉酶（135 KNU/g）、Dextrozyme Dx復(fù)合糖化酶（葡萄糖淀粉酶170 AGU/g、普魯蘭酶340 NPUN/g） 丹麥諾維信公司；其他所用試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

ROMI-KON超濾機(jī) 美國科氏工業(yè)集團(tuán)；中空纖維超濾膜（聚砜，截留分子質(zhì)量30 000～50 000 Da）天津大川科技發(fā)展公司；AY 2 2 0精密分析天平（0.000 1 g）、LC-10A高效液相色譜儀 日本島津公司；HZS-H水浴振蕩器 哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司；pH-21 pH計(jì) 德國Sartorius公司；LB80手持糖度計(jì) 廣州市銘睿電子科技有限公司；HH·SY11-Ni電熱恒溫水浴鍋 北京市長風(fēng)儀器儀表公司；K9860凱式定氮儀 濟(jì)南海能儀器股份有限公司；SpectraMax M2e多功能酶標(biāo)儀 美國Molecular Devices公司；DHG-9075A電熱鼓風(fēng)干燥箱、LRH-70生化培養(yǎng)箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；3K15冷凍離心機(jī) 德國Sigma公司；JYL-Y5料理機(jī)九陽股份有限公司；RE-2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、SHZ-III循環(huán)水真空泵 上海亞榮生化儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 黑莓基本成分分析

水分含量測定：參考GB/T 5009.3—2016《食品中水分的測定》，直接干燥法；蛋白質(zhì)含量測定：參考GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》，凱氏定氮法；脂肪含量測定：參考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》，索氏抽提法；膳食纖維含量測定：參考GB 5009.88—2014《食品中膳食纖維的測定》，酶重量法；VC含量測定：參考GB 5009.86—2016《食品中抗壞血酸的測定》，2,6-二氯靛酚滴定法；pH值測定：使用pH計(jì)測定；可溶性固形物含量測定：使用手持糖度計(jì)測定；總糖含量測定：采用蒽酮比色法[15]；可滴定酸含量測定：參考GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》，電位滴定法，以檸檬酸計(jì)；總酚含量測定：采用Folin-Ciocalteu法[16]；花色苷含量測定：采用pH示差折光法測定[17]。

有機(jī)酸含量測定：采用高效液相色譜法測定[18-19]，稍有改動(dòng)。色譜條件：Inertsil ODS-SP C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相為乙腈-0.02 mol/L NaH2PO4溶液（97∶3，V/V），pH 2.50，流速0.5 mL/min，柱溫30 ℃，進(jìn)樣量10 μL，檢測波長210 nm。通過外標(biāo)法進(jìn)行定量，選擇L-蘋果酸、D-蘋果酸和檸檬酸作為對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)品。樣品或標(biāo)準(zhǔn)品經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾后進(jìn)樣檢測。

1.3.2 黑莓汁預(yù)處理

向黑莓濃縮汁中加入一定量蒸餾水將其復(fù)原為黑莓原汁（可溶性固形物含量為10 °Brix），為防止黑莓汁進(jìn)行樹脂降酸時(shí)其中大分子物質(zhì)堵塞樹脂，需將黑莓汁經(jīng)2 352×g離心10 min后使用中空纖維超濾膜超濾，4 ℃貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 黑莓汁樹脂降酸

1.3.3.1 樹脂預(yù)處理

參照王鷗等[20]的方法進(jìn)行樹脂預(yù)處理，樹脂使用一定量蒸餾水浸泡24 h后濕法裝柱，棄去水溶液，使用2～4 倍樹脂體積4% NaOH溶液和4% HCl溶液在離子交換柱中依次洗滌，每次洗滌后用蒸餾水沖洗，直至出水pH值為中性，最后使用2～4 倍樹脂體積4% NaOH溶液將樹脂轉(zhuǎn)型，再用蒸餾水沖洗至中性。

1.3.3.2 樹脂靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確量取預(yù)處理的201×7、D311、D314、LX-300、LXZ-67、Lewait MP 62-ENG、Amberlite IRA 67、Amberlite FPA 51離子交換樹脂各20 mL，轉(zhuǎn)移至500 mL燒杯中，分別向燒杯中加入400 mL超濾的黑莓汁，置于搖床振蕩6 h，控制轉(zhuǎn)速為130 r/min，每隔10 min測定黑莓汁可滴定酸含量，計(jì)算表觀交換吸附量，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，表觀交換吸附量為縱坐標(biāo)作圖，繪制樹脂靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)曲線，并獲得樹脂交換吸附平衡時(shí)間。同時(shí)測定平衡后黑莓汁pH值、花色苷含量、可溶性固形物含量和有機(jī)酸含量，評(píng)價(jià)樹脂的吸附性能，選擇最佳的離子交換樹脂。樹脂表觀交換吸附量按式（1）計(jì)算：

式中：q為表觀交換吸附量/（g/L）；C0為吸附前黑莓汁中可滴定酸質(zhì)量濃度/（g/L）；C為吸附后黑莓汁中可滴定酸質(zhì)量濃度/（g/L）；V為處理黑莓汁的體積/mL；L為樹脂的體積/mL。

1.3.3.3 樹脂動(dòng)態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確量取20 mL處理后的濕樹脂裝入Φ20 mm×200 mm離子交換柱中，黑莓汁以流速5～35 BV/h（1 BV=50 mL）通過恒流泵泵入交換柱頂部，流經(jīng)樹脂，降酸后的黑莓汁以10 mL一管接收，檢測每管黑莓汁中可滴定酸含量，直至降酸后的黑莓汁中可滴定酸含量不再變化時(shí)，表明樹脂已達(dá)到飽和，即可停止實(shí)驗(yàn)。以黑莓汁體積為橫坐標(biāo)，可滴定酸漏出率為縱坐標(biāo)作圖，繪制樹脂動(dòng)態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)曲線。在實(shí)際生產(chǎn)中，降酸后汁液通過混合收集而成，因此，需要計(jì)算累計(jì)可滴定酸，以黑莓汁體積為橫坐標(biāo)，以累計(jì)可滴定酸為縱坐標(biāo)作圖，從而進(jìn)一步確定二者之間的關(guān)系?？傻味ㄋ崧┏雎拾词剑?）計(jì)算：

式中：LR為可滴定酸漏出率/%；TAi為某一收集體積的黑莓汁中可滴定酸質(zhì)量濃度/（g/L）；TA0為未流經(jīng)樹脂的黑莓汁中可滴定酸質(zhì)量濃度/（g/L）。

1.3.3.4 樹脂再生

用蒸餾水將使用后的樹脂沖洗至流出液澄清，使用4% NaOH溶液以2 BV/h流速洗滌樹脂約2～6 h，再使用蒸餾水洗滌至流出液pH值為10～11，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.4 黑莓紫薯復(fù)合果汁制備

1.3.4.1 紫薯糖液制備

參照前期研究[21]制備紫薯糖液，將鮮紫薯洗凈去皮、刨絲，按照質(zhì)量與體積比1∶0.8比例與蒸餾水進(jìn)行混合，用料理機(jī)進(jìn)行打漿，獲得紫薯漿液，按照0.9 mL/kg添加量加入耐高溫α-淀粉酶，攪拌均勻，95 ℃水浴水解3 h，每30 min攪拌一次，得到紫薯液化液，待其降溫至60 ℃左右，用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值至4.2～4.3，按照1.2 mL/kg添加量加入復(fù)合糖化酶，攪拌均勻，60 ℃水浴水解3.5 h，每30 min攪拌一次，得到紫薯糖化液。使用尼龍紗布過濾紫薯糖化液，2 352×g離心10 min后使用中空纖維超濾膜進(jìn)行超濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)打漿時(shí)加入的水分，得到紫薯糖液，4 ℃貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.4.2 黑莓紫薯復(fù)合果汁制備

將降酸后可滴定酸質(zhì)量濃度為10 g/L樹莓汁與紫薯糖液按照一定比例進(jìn)行混合，邀請(qǐng)10 名經(jīng)培訓(xùn)的食品專業(yè)人員進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，根據(jù)表1感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分。

表1 黑莓紫薯復(fù)合果汁感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of blackberry and purple sweet potato juice blends

1.3.5 黑莓紫薯復(fù)合果汁花色苷穩(wěn)定性

按照上述最佳黑莓汁與紫薯糖液比例，使用蒸餾水代替紫薯糖液作為黑莓汁，使用蒸餾水代替黑莓汁作為紫薯汁，使用檸檬酸和碳酸鈉調(diào)節(jié)黑莓紫薯復(fù)合果汁、黑莓汁、紫薯汁pH值至3.30，然后裝瓶、滅菌，分別置于37 ℃和47 ℃生化培養(yǎng)箱中進(jìn)行加速貯藏實(shí)驗(yàn)，每隔7 d測定復(fù)合果汁的花色苷含量，計(jì)算花色苷相對(duì)含量（第n天花色苷含量/第0天花色苷含量）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用Excel軟件進(jìn)行處理，以 ±s表示，采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)軟件單因素方差分析ANOVA和Duncan多重比較檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)間顯著性，P＜0.05，差異顯著，采用GraphPad Prism 8.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑莓基本成分分析

表2 黑莓鮮果基本成分Table 2 Chemical components of blackberry fruit

由表2可知，黑莓中水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為87.75%，蛋白質(zhì)、總糖、VC含量符合相關(guān)報(bào)道[22]。黑莓的酸度較高，可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過1%，糖酸比為4.1∶1，主要有機(jī)酸種類為L-蘋果酸、D-蘋果酸和檸檬酸，其中L-蘋果酸含量最高，糖酸比用于判斷消費(fèi)者所接受的酸甜程度，而研究發(fā)現(xiàn)通常酸甜適口的果汁糖酸比為10∶1～15∶1[23]，因此，黑莓汁需進(jìn)行降酸以達(dá)到消費(fèi)者可接受程度。除了基本營養(yǎng)成分，黑莓還含有豐富的花色苷等多酚類功能成分，其總酚和總花色苷含量高達(dá)（518.9±4.3）mg/100 g和（235.6±0.9）mg/100 g。

2.2 樹脂靜態(tài)吸附降酸結(jié)果

2.2.1 不同樹脂靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)曲線

圖1 不同樹脂的靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)曲線Fig. 1 Static adsorption kinetic curves of different resins

從圖1可以看出，隨時(shí)間的延長，8 種樹脂的可滴定酸表觀交換吸附量均呈先迅速升高再緩慢升高最后趨于平緩的趨勢(shì)，可能由于開始樹脂上的OH-與黑莓汁中陰離子交換速度快，樹脂吸附有機(jī)酸能力強(qiáng)，一段時(shí)間后陰離子交換接近飽和，樹脂吸附有機(jī)酸能力減弱，最后樹脂吸附量達(dá)到飽和。8 種樹脂表觀交換吸附量由大到小為LX-300＞Amberlite FPA 51＞Amberlite IRA 67＞LXZ-67＞D311＞D314＞Lewait MP 62-ENG＞201×7。按照樹脂孔隙度的大小，LX-300、Amberlite IRA 67、LXZ-67、201×7為大孔型樹脂，Amberlite FPA 51、D311、D314、Lewait MP 62-ENG為凝膠型樹脂，總體來看，凝膠型樹脂的降酸效果優(yōu)于大孔型樹脂，結(jié)果與楊維軍[24]研究結(jié)果一致，可能由于大孔型樹脂孔徑較大，表面積較小，交聯(lián)度較高，對(duì)離子選擇性較差，而凝膠型樹脂孔徑小，對(duì)離子選擇性優(yōu)于大孔型樹脂[25]。按照樹脂官能團(tuán)的性質(zhì)，201×7為強(qiáng)堿性陰離子樹脂，其余7 種為弱堿性陰離子樹脂，201×7的表觀交換吸附量最低，由于陰離子樹脂降酸主要是樹脂吸附果汁中OH-，強(qiáng)堿性陰離子樹脂對(duì)OH-吸附能力低于弱堿性陰離子樹脂，因此強(qiáng)堿性陰離子樹脂的降酸效果弱于弱堿性離子樹脂[26]。

2.2.2 不同樹脂對(duì)黑莓汁理化指標(biāo)的影響

樹脂處理黑莓汁過程中，樹脂不僅可以吸附有機(jī)酸，同時(shí)也能吸附黑莓汁中花色苷[27]，而花色苷是黑莓汁主要呈色物質(zhì)和功能成分，因此，樹脂降酸過程中，需盡可能多地保留黑莓汁中的花色苷。由表3可知，黑莓汁表觀交換吸附量越大，可滴定酸含量越小，pH值越高，降酸效果越好。經(jīng)8 種樹脂處理后，黑莓汁花色苷和可溶性固形物含量降低，說明樹脂對(duì)黑莓汁花色苷和可溶性固形物有一定吸附作用，且不同樹脂吸附作用不同。其中LX-300降酸效果最好，脫酸率為66.4%；201×7脫酸效果最差，脫酸率不足50%；LXZ-67脫酸率為55.6%。LX-300、Amberlite FPA 51、Lewait MP 62-ENG對(duì)黑莓汁花色苷吸附較嚴(yán)重，吸附率均在55%左右；LXZ-67、Amberlite IRA 67和201×7能較好地保留黑莓汁中花色苷，花色苷保留率分別為81.4%、78.5%和74.5%；Amberlite FPA 51樹脂的平衡時(shí)間最短，表明在相同工作時(shí)間內(nèi)處理的脫酸黑莓汁體積最少，同時(shí)Amberlite FPA 51和LX-300樹脂處理的黑莓汁中可溶性固形物損失較大。

表3 不同樹脂對(duì)黑莓汁理化指標(biāo)的影響Table 3 Effect of different resins on physicochemical indexes of blackberry juice

2.2.3 樹脂對(duì)黑莓汁中有機(jī)酸脫除率的影響

圖2 樹脂對(duì)黑莓汁中有機(jī)酸脫除率的影響Fig. 2 Effect of different resins on the removal rate of organic acids from blackberry juice

如圖2所示，有機(jī)酸的脫除率與其在黑莓汁中的含量呈正比，且樹脂不同，對(duì)不同有機(jī)酸的吸附效果不同。所有樹脂的L-蘋果酸脫除率均在50%以上，Amberlite FPA 51和201×7樹脂的L-蘋果酸脫除率較低，其余樹脂之間無顯著差異；檸檬酸的脫除率為35%～40%，D314樹脂的檸檬酸脫除率最低，201×7樹脂的檸檬酸脫除率最高，其余樹脂之間差異較??；D-蘋果酸的脫除率為9%～18%，Lewait MP 62-ENG樹脂的D-蘋果酸脫除率最低，其余樹脂之間差異較小。結(jié)果的差異主要與樹脂的骨架結(jié)構(gòu)和有機(jī)酸的結(jié)構(gòu)有關(guān)[20,28]。

從靜態(tài)吸附降酸結(jié)果可以看出，LXZ-67和Amberlite IRA 67的降酸效果和花色苷、可溶性固形物保留效果均較好且接近，但進(jìn)口樹脂Amberlite IRA 67價(jià)格昂貴，因此，綜合考慮生產(chǎn)成本，選擇LXZ-67樹脂作為黑莓汁降酸用樹脂，研究其動(dòng)態(tài)吸附降酸。

2.3 樹脂動(dòng)態(tài)吸附降酸結(jié)果

2.3.1 流速對(duì)可滴定酸漏出率和累計(jì)可滴定酸的影響

圖3 流速對(duì)LXZ-67樹脂可滴定酸漏出率（A）和累計(jì)可滴定酸（B）的影響Fig. 3 Effect of flow rate on leakage rate of titratable acid (A) and accumulated titratable acid (B) adsorbed onto LXZ-67 resin

由圖3A可知，在降酸初始階段，可能由于LXZ-67樹脂上的交換離子濃度較大，交換動(dòng)力較強(qiáng)，可滴定酸漏出率變化速率較快，且流速越大，漏出率變化速率越快[20]。處理一定體積黑莓汁后可滴定酸漏出率變化速率減緩，當(dāng)漏出率達(dá)到100%時(shí)，樹脂吸附量達(dá)到飽和，記作漏點(diǎn)出現(xiàn)。從漏點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間來看，流速20 BV/h處理的黑莓汁體積最大，其次為35 BV/h，最小為5 BV/h。

由圖3B可知，當(dāng)累計(jì)可滴定酸達(dá)到10 g/L時(shí)，LXZ-67樹脂以流速5、20 BV/h和35 BV/h處理的黑莓汁體積分別為8、10.5 BV和6 BV，處理體積越大，表明樹脂的脫酸效率越高，因此，樹脂以20 BV/h流速處理黑莓汁脫酸效率最高，而流速過快，樹脂與黑莓汁接觸時(shí)間短，吸附有機(jī)酸不夠充分，樹脂的利用率降低；流速過低，樹脂與黑莓汁接觸時(shí)間延長，處理的黑莓汁體積變少，還可能加大樹脂對(duì)黑莓汁中花色苷、可溶性固形物等物質(zhì)的吸附作用。

圖4 流速對(duì)LXZ-67樹脂可滴定酸漏出率（A）和累計(jì)可滴定酸（B）的影響Fig. 4 Effect of flow rate on leakage rate of titratable acid (A) and accumulated titratable acid (B) adsorbed onto LXZ-67 resin

為確定黑莓汁最適降酸流速，則縮小流速范圍，研究15、20 BV/h和25 BV/h流速下LXZ-67樹脂對(duì)黑莓汁的降酸效果。從圖4A可以看出，3 個(gè)流速下黑莓汁可滴定酸漏出率的變化趨勢(shì)接近，達(dá)到漏點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間時(shí)，流速20 BV/h處理的黑莓汁體積略大于15 BV/h和25 BV/h。

從圖4B可知，3 個(gè)流速下黑莓汁累計(jì)可滴定酸含量變化趨勢(shì)接近，當(dāng)累計(jì)可滴定酸質(zhì)量濃度達(dá)到10 g/L時(shí)，流速25 BV/h處理的黑莓汁體積略低于15 BV/h和20 BV/h。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為獲得降酸效果、體積越大的黑莓汁，需綜合考慮生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本及樹脂利用率，其中15 BV/h和20 BV/h在有限的時(shí)間內(nèi)可以處理黑莓汁的體積接近，在達(dá)到同等可滴定酸含量時(shí)流速越大，所需時(shí)間越短，生產(chǎn)效率越高。綜上，流速20 BV/h更適合黑莓汁樹脂降酸。

2.3.2 流速對(duì)花色苷含量的影響

表4 流速對(duì)黑莓汁中花色苷含量的影響Table 4 Effect of flow rate on retention rate of anthocyanins

從表4可以看出，在處理10 BV和15 BV黑莓汁時(shí)，流速20 BV/h處理黑莓汁后花色苷質(zhì)量濃度最高，處理20 BV黑莓汁時(shí)，流速20 BV/h和25 BV/h處理黑莓汁后花色苷質(zhì)量濃度較高，可能由于流速過低，延長了樹脂與黑莓汁的接觸時(shí)間，加大了樹脂對(duì)花色苷的吸附程度。從樹脂動(dòng)態(tài)吸附降酸結(jié)果可以看出，流速過低，樹脂與黑莓汁的離子交換速率較慢，達(dá)到漏點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間時(shí)處理黑莓汁體積較少，對(duì)黑莓汁中花色苷的吸附程度變大，花色苷保留率越低；流速過大，樹脂上的OH-與黑莓汁中陰離子交換不充分，樹脂利用率較低。從實(shí)際生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本和樹脂利用率考慮，選擇20 BV/h作為黑莓汁降酸流速。

2.4 黑莓紫薯復(fù)合果汁調(diào)配結(jié)果

表5 黑莓紫薯復(fù)合果汁感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 5 Sensory evaluation of blackberry and purple sweet potato juice blends

如表5所示，隨著糖液添加量的增加，復(fù)合果汁的糖酸比逐漸升高，糖液開始彌補(bǔ)黑莓汁酸度對(duì)復(fù)合果汁口感的影響，感官評(píng)分逐漸升高，糖液添加量為25 mL時(shí)，感官評(píng)分最高，為82.11，糖酸比為14.6∶1，酸甜適口。糖液添加量進(jìn)一步增加，可能由于甜度過大，口感變得厚重，且紫薯糖液會(huì)掩蓋樹莓的香氣，感官評(píng)分降低。綜上，黑莓汁與紫薯糖液復(fù)合果汁最佳調(diào)配體積比為4∶1。

2.5 紫薯糖液對(duì)黑莓汁花色苷穩(wěn)定性的影響

圖5 37 ℃（A）和47 ℃（B）貯藏期間復(fù)合果汁花色苷相對(duì)含量的變化Fig. 5 Changes in the relative content of anthocyanins in fruit juice blends during storage at 37 ℃ (A) and 47 ℃ (B)

將調(diào)配好的黑莓紫薯復(fù)合果汁于37 ℃和47 ℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行加速貯藏實(shí)驗(yàn)，如圖5所示。隨著貯藏時(shí)間的延長，花色苷相對(duì)含量均呈逐漸降低的趨勢(shì)，47 ℃條件下果汁花色苷相對(duì)含量下降速度快于37 ℃，47 ℃條件下第7天3 種果汁花色苷含量均降低了50%，而37 ℃條件下第7天紫薯汁和復(fù)合果汁花色苷含量仍高于初始的50%，由于花色苷穩(wěn)定性受溫度影響較大，溫度越高，導(dǎo)致花色苷從有色型化合物形式向無色的查爾酮形式轉(zhuǎn)變，且花色苷降解速率越大[29]。3 種果汁的花色苷降解速率由小到大順序?yàn)樽鲜碇紡?fù)合果汁＜黑莓汁，可能由于紫薯中主要是酰基化花色苷，研究表明?；Y(jié)構(gòu)可與吡喃結(jié)構(gòu)的π鍵共軛或者堆疊，從而避免C骨架被水親核攻擊，表現(xiàn)出較為穩(wěn)定的狀態(tài)[11,29]；而黑莓中主要為非?；ㄉ眨谫A藏過程中降解速率快[30]；復(fù)合果汁中添加了一定量紫薯糖液，紫薯酰基化花色苷可提高黑莓汁的花色苷穩(wěn)定性，其花色苷降解速率介于紫薯汁和黑莓汁之間。

3 結(jié) 論

分析黑莓鮮果的基本成分，發(fā)現(xiàn)其富含有機(jī)酸、花色苷等營養(yǎng)與功能成分，但糖酸比過低，為了減少其有機(jī)酸含量，本實(shí)驗(yàn)使用陰離子交換樹脂對(duì)黑莓汁進(jìn)行脫酸處理。通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，從8 種樹脂中選出降酸效果、花色苷和可溶性固形物保留效果均較好、價(jià)格相對(duì)低廉的LXZ-67樹脂對(duì)黑莓汁進(jìn)行降酸處理。通過動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，確定以20 BV/h流速處理黑莓汁時(shí)LXZ-67樹脂的處理效率和花色苷保留率較高，適合實(shí)際生產(chǎn)及推廣。使用紫薯糖液進(jìn)一步調(diào)節(jié)降酸后黑莓汁的糖酸比，通過感官評(píng)價(jià)，得出黑莓汁與紫薯糖液的最佳配比為4∶1，此時(shí)黑莓紫薯復(fù)合果汁酸甜適口，通過將復(fù)合果汁進(jìn)行加速貯藏實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明紫薯糖液可提高黑莓汁的花色苷穩(wěn)定性。