南瓜是一種常見(jiàn)的蔬菜，世界上都有栽培，在我 國(guó)的分布很廣，各地都普遍栽種。南瓜營(yíng)養(yǎng)豐富，含 有多種維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維、類胡蘿卜素等， 還具有一定的生理功能和很大的藥用價(jià)值。中醫(yī)認(rèn)為南 瓜“味甘、性溫、咯寒、入脾、胃經(jīng)”，有健身 益氣、消炎止痛、解毒殺蟲之功效?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究發(fā) 現(xiàn)，南瓜中的一些有效成分能促進(jìn)胰島素的分泌*對(duì) 糖尿病、高血壓及肝、腎疾病有一定療效。南瓜濃縮汁中的類胡蘿卜素，以P-胡蘿卜素居多。作為維生素A元， 0 -胡蘿卜素除了能預(yù)防眼病外，還具有養(yǎng)顏和促進(jìn)兒 童生長(zhǎng)發(fā)育，預(yù)防紫外線對(duì)機(jī)體造成的損傷，防癌，增強(qiáng)機(jī)體免疫力的功能[|~51。

 

近年來(lái)，人們對(duì)新鮮果蔬加工產(chǎn)品的需求量日益增 加，果蔬汁是果蔬加工的重要產(chǎn)品，因營(yíng)養(yǎng)豐富，味 道鮮美，易于吸收而備受青睞，果汁、蔬菜汁、復(fù) 合果蔬汁已成為國(guó)內(nèi)外發(fā)展最快的飲料。通過(guò)對(duì)食品流 變性質(zhì)的研究，可以了解食品的組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、分 子形態(tài)等，為產(chǎn)品配方、工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、質(zhì) 量評(píng)定等提供參數(shù)。隨著食品工業(yè)的發(fā)展，食品流變 學(xué)的研究愈來(lái)愈廣泛，國(guó)內(nèi)外對(duì)果汁、蜂蜜，乳制品 流變特性的研究比較多，有關(guān)蔬菜汁流變特性的研究報(bào) 道很少，而且大多是研究澄清汁的粘度隨溫度和濃度的變化【6叫4]。

 

為了便于貯存與運(yùn)輸，常常將果蔬汁進(jìn)行濃縮， 而且國(guó)際市場(chǎng)上交易的果蔬汁多為果蔬濃縮汁。濃縮汁 的流變性質(zhì)，直接與產(chǎn)品貯存穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)， 也為工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型提供參數(shù)，因此研究南瓜混汁 經(jīng)濃縮后的品質(zhì)、流變性質(zhì)及其與貯存穩(wěn)定性間關(guān)系具 有十分重要的意義。本文主要研究了混濁型南瓜濃縮汁 的流變性質(zhì)，濃縮至不同濃度和添加不同親水膠體對(duì)南 瓜濃縮汁流變性質(zhì)的影響，同時(shí)也研究南瓜濃縮汁流變 性質(zhì)與其貯存穩(wěn)定性的關(guān)系。

 

1材料與方法1.1材料與設(shè)備南瓜：購(gòu)自本地市場(chǎng)；瓜爾膠：上海凱惠(SK)食 品添加劑公司；黃原膠：山東濟(jì)南中軒生物制品公司； CMC: FH9，上海勵(lì)誠(chéng)添加劑公司。

 

濃縮設(shè)備：ZX98-1型真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器；RNLG 01- 1000型單效外循環(huán)列管式真空蒸發(fā)器。

 

1.2南瓜混汁的品質(zhì)的測(cè)定pH:用320-S型pH計(jì)測(cè)定。'可溶性固形物含量(Soluble Solid content, SS):用 WZS- I型阿貝折光儀測(cè)定。

 

總固形物含量(Total Solid, TS):用重量法測(cè)定。 褐變指數(shù)：5ml樣品，加等量95%乙醇，振蕩， 800g離心20min,經(jīng)濾紙過(guò)濾得到上清液，在420nm處 測(cè)OD值。

 

色澤：用WSC-S型測(cè)色色差計(jì)測(cè)定。其中：L* 表示明度，L*值越大明度越大；a*表示有色物質(zhì)的紅 綠偏向，正值越大偏向紅色的程度越大，負(fù)值越大偏 向綠色的程度越大；b*表示有色物質(zhì)的黃藍(lán)偏向，正 值越大偏向黃色的程度越大，負(fù)值越大偏向藍(lán)色的程度 越大；Hue為色調(diào)角(Huewan-^t^/a*)),其值越低顏色 越佳；Chroma為彩度(Chroma=(a*W2)1/2)，其值越大顏 色越佳[151。

 

1.3南瓜濃縮汁的流變性質(zhì)的測(cè)定采用AR1000型流變儀(英國(guó)TA公司)，選擇直徑為 40mm、不銹鋼平行板測(cè)量系統(tǒng)。

 

1.3.1靜態(tài)流變性質(zhì)觸變性的測(cè)定：平行板間距為1mm, 20°C下測(cè)定 南瓜濃縮汁的剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化，剪切速率從 1/s增大到200/s,再?gòu)?00/s減小到1/s,完成一次循環(huán)。

 

假塑性的測(cè)定：平行板間距為1mm, 20°C、剪切 速率為1?200/s，測(cè)定南瓜濃縮汁的剪切應(yīng)力隨剪切速 率的變化，并進(jìn)行Power Law模型擬合。

 

1.3.2動(dòng)態(tài)流變性質(zhì)平行板間距為1mm, 20°C下在線性粘彈區(qū)范圍內(nèi)， 固定一振蕩應(yīng)力，測(cè)定南瓜濃縮汁的貯能模量G’和損耗 模量G"隨振蕩頻率的變化，振蕩頻率的變化范圍為0.1? 10Hz〇

 

1.3.3靜態(tài)屈服應(yīng)力平行板間距為0.5mm, 20°C下，固定剪切速率為 0.04/s，測(cè)定南瓜濃縮汁的剪切應(yīng)力隨時(shí)間的變化。

 

1.4南瓜濃縮汁的制備南瓜一去皮去籽一切片一浸泡一清洗一熱燙一磨碎 —酶解一滅酶一離心一南瓜原汁一調(diào)配一均質(zhì)一脫氣一 濃縮一南瓜濃縮汁一加水調(diào)配一均質(zhì)一脫氣一南瓜還原 汁新鮮南瓜經(jīng)前處理后制成南瓜漿，采用復(fù)合酶系液 化技術(shù)從南瓜漿制得南瓜混汁[16]，將親水膠體與糖拌勻 后緩慢加入南瓜混汁中，可得到穩(wěn)定的產(chǎn)品。直接由 酶解得到的南瓜混汁稱為南瓜原汁。其中樣品a是不添 加親水膠體的南瓜混汁；樣品b是添加0.03%瓜爾膠和 0.02%黃原膠的南瓜混汁；樣品c是添加0.05%CMC的 南瓜混汁；樣品d是添加0.07%CMC的南瓜混汁；樣 品e是添加0.06%CMC的南瓜混汁。樣品a、b、c采 用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在45°C下，濃縮至不同濃度(如SS為 47° Brix的樣品a表示為a47);樣品d先采用單效外循 環(huán)列管式真空蒸發(fā)器在70°C濃縮至42° Brk,再用真空 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在70°C下濃縮至約60° Brix;樣品e用單效外 循環(huán)列管式真空蒸發(fā)器在60°C濃縮至約60° Brix。將由 南瓜濃縮汁加水調(diào)配至原汁濃度的南瓜混汁稱為南瓜還 原汁。

 

2結(jié)果與討論2.1不同濃度和濃縮條件對(duì)南瓜濃縮汁品質(zhì)的影響 表1的結(jié)果表明，南瓜混汁經(jīng)濃縮至不同的濃度， 其pH基本保持不變，但是添加不同的親水膠體對(duì)pH略 有影響。復(fù)配膠(瓜爾膠和黃原膠)的添加使pH略微上 升，而添加陰離子多糖CMC使pH略微下降。對(duì)色澤 而言，不同親水膠體的影響趨勢(shì)基本相同，隨著濃度 的增加，南瓜濃縮汁的明度值下降較多，即南瓜濃縮 汁的色澤隨濃度的增加而變暗，紅度值、黃度值、色 調(diào)角值和彩度值均隨濃度的上升而略有下降。色澤的變 化可能是因?yàn)闈饪s效應(yīng)使南瓜濃縮汁中的有色物質(zhì)濃度、 增加，并在濃縮過(guò)程中有色物質(zhì)發(fā)生了一些變化，如 發(fā)生類胡蘿卜素的氧化分解，褐變反應(yīng)等。

 

表2的結(jié)果表明，濃縮后南瓜混汁的褐變指數(shù)有所 增加，這可能是因?yàn)樵跐饪s過(guò)程中，南瓜混汁中的糖 類物質(zhì)和蛋白質(zhì)發(fā)生了美拉德反應(yīng)使得褐變指數(shù)增加。 這說(shuō)明不同的濃縮條件對(duì)南瓜混汁的色澤也有一定的影表1不同濃度的南瓜濃縮汁的品質(zhì)Table 1 The qualities of pumpkin juice concentrate with different SSSS(° Brix)濃縮汁的色澤The color of juice concentrate懺口Sample原汁Original juice濃縮汁Juice concentrateTS(%)pH明度L*紅度a*黃度b*色調(diào)角Hue彩度Chromaa478.748.04.7334.4827.1538.0854.5246.77a558.756.0—4.7130.1526.9135.9553.2044.91a638.763.469.324.6927,9026.8436.2153.4645.08b478.846.6—5.1032.7427.4038.1454.4047.04b558.856.0-5.0729.8326.8636.2653.4645.14b638.863.569,865.0928,2326.5735.3253.0744.20c478.847.5-4.6131.9927.0038.6455.0747.14c558.855.3—4.6329.4327.2439.1055.1647.65c638.863.870.614.64294226.2034.8853.1143.63表2不同濃縮條件對(duì)南瓜濃縮汁色澤的影響Table 2The effect of concentrated conditions on the color of pumpkin juice concentrateSS(° Brix)褐變指數(shù)Browning index濃縮汁的色澤The color of juice concentrate樣口口原汁濃縮汁原汁還原汁明度紅度 黃度色調(diào)角.彩度Original juice Juice concentrate Original juiceSingle strength juiceL*a* b*HueChromad606.059.80.5760.66831.1829.00 36.0751.2246.29e606.158.70.5550.61129.5629.72 35.2049.8446.071200 1000 800 ^ 600?400 200 i 0? a55,1-200 l/s *a55,200-1 1/s ob55,l-200 1/s ■ b55,200-1 1/s ? c55,1-200 1/s x c55,200-1 1/s02550 75 100 125 150 175 200Shear rate( 1/s)

 

圖147°Brix南瓜濃縮汁的剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化Fig.1 The shear stress change of 47° Brix pumpkin juice concentrate with shear rateShear rate( 1/s)

 

圖255° Brix的南瓜濃縮汁的剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化Fig.2 The shear stress change of 55° Brix pumpkin juice concentrate with shear rate響。比較樣品d60和樣品e60的濃縮條件，前者的濃縮 溫度比后者高，但是前者采用了兩步濃縮，雖然第一 步耗費(fèi)時(shí)間很短但第二步耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，使得總的濃縮 時(shí)間比后者長(zhǎng)，所以褐變指數(shù)增大的幅度比后者大?？蓤D363° Brix南瓜濃縮汁的剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化Fig.3 The shear stress change of 63° Brix pumpkin juice concentrate with shear rate見(jiàn)，濃縮時(shí)間越長(zhǎng)，濃縮溫度越高對(duì)南瓜混汁的色澤 越不利。

 

2.2南瓜濃縮汁的流變性質(zhì)2.2.1 南瓜濃縮汁的靜態(tài)流變性質(zhì)由圖4?6可以看出，不添加膠和添加復(fù)配膠的樣 品在SS為47° Brix和55° Brix時(shí)，都沒(méi)有觸變環(huán)，而當(dāng) 濃度增加到63° Brix時(shí)則出現(xiàn)了較'小的觸變環(huán)。加CMC 的樣品在SS為47°Brix時(shí)，無(wú)觸變環(huán)，隨著濃度的 增加，觸變環(huán)面積逐漸變大。觸變環(huán)的出現(xiàn)說(shuō)明樣 品的粘度不能瞬間恢復(fù)，即有一定的時(shí)間依賴性， 南瓜濃縮汁從與時(shí)間無(wú)關(guān)的流體轉(zhuǎn)變成與時(shí)間有關(guān)的 流體。

 

靜態(tài)流變性質(zhì)(圖1?3)表明，南瓜濃縮汁是一種非 牛頓流體，它的流變性質(zhì)與濃度和所加親水膠體的性質(zhì)表3不同濃度南瓜濃縮汁的Power Law模型參數(shù)Table 3 The Power Law model of pumpkin juice concentrate with different concentrations樣品Sample稠度指數(shù) K(Pa. sn)The consistency index流動(dòng)指數(shù)(n) The flow behaviour indexr2 The correlative coefficienta470.41190.88210.9996b470.59090.86161c472.2170.76031a551.2990.86880.9998b552.7700.79930.9997有關(guān)。隨著剪切速率的增加，南瓜濃縮汁的粘度在一 定濃度范圍內(nèi)逐漸降低，表現(xiàn)出剪切變稀的假塑性，并 且流動(dòng)曲線符合Power Law模型〇 =K( Y)°各樣品的 稠度指數(shù)K、流動(dòng)指數(shù)n值如表3所示，相關(guān)系數(shù)r2值 表明實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型擬合地很好。當(dāng)南瓜混汁濃縮到一 定的濃度時(shí)，南瓜濃縮汁的流變性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，由 與時(shí)間無(wú)關(guān)轉(zhuǎn)變成與時(shí)間有關(guān)，由假塑體系轉(zhuǎn)變?yōu)橛|變 體系。

 

這種變化與南瓜濃縮汁的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。南瓜濃縮 汁是一種懸浮分散體系，體系中含有很多小顆粒如細(xì) 胞、細(xì)胞團(tuán)、細(xì)胞碎片等以及很多大分子物質(zhì)如果膠、 蛋白質(zhì)等。當(dāng)體系的濃度較低時(shí)，小顆粒和大分子物 質(zhì)作為分散相懸浮在含有糖等小分子的水溶液(分散介質(zhì)) 中，在較小的剪切速率時(shí)，由于布郎運(yùn)動(dòng)分散相顆粒 和大分子物質(zhì)隨機(jī)分布，因此產(chǎn)生較大的流動(dòng)阻力，體 系呈現(xiàn)出較高的粘度；而當(dāng)剪切速率增大時(shí)，分散的顆 粒和大分子物質(zhì)趨向于定向排列，使得流動(dòng)阻力減小， 粘度顯著降低；一旦剪切停止，分散相的顆粒和大分子 物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)立即又恢復(fù)隨機(jī)分布。但當(dāng)南瓜混汁濃縮到 一定濃度時(shí)，體系產(chǎn)生了滯后環(huán)，這是因?yàn)殡S著濃度 的增加，分散相所占的體積分?jǐn)?shù)增大了，而分散介質(zhì) 的體積分?jǐn)?shù)減少了，體系中的顆粒間會(huì)相互聚集，大 分子間相互作用，體系中形成了松散聚集的結(jié)構(gòu)，因 此當(dāng)剪切速率從小變大時(shí)，這松散聚集的結(jié)構(gòu)被打破， 而當(dāng)剪切速率停止時(shí)，由剪切作用破壞的結(jié)構(gòu)重新恢復(fù) 需要一定的時(shí)間，從而產(chǎn)生觸變環(huán)。

 

2.2.2 南瓜濃縮汁的動(dòng)態(tài)流變性質(zhì)圖2的結(jié)果表明，在所采用的振蕩頻率下，無(wú)論 是添加膠或不添加膠，樣品的損耗模量G”和貯能模量 G’都隨濃度的增加而增加，并且損耗模量G"都大于貯 能模量G',這說(shuō)明南瓜濃縮汁屬于粘性流體。

 

2.2.3南瓜濃縮汁的靜態(tài)屈服應(yīng)力和貯存穩(wěn)定性SS為47° Brix的南瓜濃縮汁不存在屈服應(yīng)力，而SS 增加至55°Brix和63°Brix都存在屈服應(yīng)力，而且濃度越 大，其屈服應(yīng)力值越大(圖7?9與表4)。屈服應(yīng)力的存 在意味著南瓜濃縮汁的大分子物質(zhì)相互作用和顆粒相互 聚集形成了一種弱的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，破壞這種結(jié)構(gòu)需要35 7863534So w o o 5^32(sssausJBMISSo Q o o 5^32〇

 

表4南瓜濃縮汁的靜態(tài)屈服應(yīng)力和時(shí)間Table 4 The static yield stress and time of pumpkin juice concentrate樣品Sample時(shí)間(s) Time靜態(tài)屈服應(yīng)力(Pa) Static yield stressa5545.03.571a63105.051.93b5575.022.78b63105.164.13c5560,036.30c63135.187.330100200300400500600Time(s)

 

圖8 添加0. 03%瓜爾膠和0. 02%黃原膠的南瓜濃縮汁的靜 態(tài)屈服應(yīng)力Fig.8 The static yield stress of pumpkin juices concen?trate with 0.03% guar and 0.02% xanthan gums克服屈服應(yīng)力，而且隨著濃度的增加，物質(zhì)間的相互 作用越強(qiáng)，破壞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所需克服的屈服應(yīng)力也就越 大，而且打破結(jié)構(gòu)所需的時(shí)間越長(zhǎng)。由于測(cè)定屈服應(yīng) 力的剪切速率只有0.04/s,這意味著樣品基本上接近于 靜態(tài)，可以模擬貯存過(guò)程中靜止放置的條件，正因?yàn)?濃度大于55° Brix的南瓜濃縮汁存在三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使 得南瓜濃縮汁中的顆粒不僅相互間有聚集作用，而且顆 粒還與大分子相互作用無(wú)法自由運(yùn)動(dòng)，因而在貯存期間 具有良好的混濁穩(wěn)定性。

 

3 小結(jié)南瓜濃縮汁的流變性質(zhì)與濃度(47?63° Brix)和添加不同親水膠體(CMC、黃原膠和瓜爾膠)的性質(zhì)有關(guān)。較 低濃度的南瓜濃縮汁是假塑性流體，具有剪切變稀的特 性，流動(dòng)曲線符合Power Law模型；而較高濃度的南 瓜濃縮汁轉(zhuǎn)變?yōu)橛|變性流體。動(dòng)態(tài)流變性質(zhì)的測(cè)定結(jié)果 進(jìn)一步表明，不同濃度和添加不同親水膠體的南瓜濃縮 汁的損耗模量G"都大于貯能模量G’，粘度很大的南瓜 濃縮汁仍是一種典型的粘性流體。濃度大于55° Brix的 南瓜濃縮汁都具有靜態(tài)屈服應(yīng)力且隨濃度的增加而增 大。南瓜濃縮汁具有良好的貯存穩(wěn)定性歸因于兩個(gè)因 素，一是南瓜濃縮汁具有高的粘度，增加了體系中物 質(zhì)的運(yùn)動(dòng)阻力：二是體系中的大分子物質(zhì)間和懸浮顆粒 間形成了弱的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)因素都使南瓜濃縮 汁在貯存期間內(nèi)具有良好的混濁穩(wěn)定性。

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