山楂汁树脂降酸工艺的研究.pdf

第29卷第6期
北京工商大学学报(自然科学版
Vol 29 No 6
40
2011年11月
Journal of Beijing Technology and Business University(Natural Science Edition
Nov,2011
文章编号:1671-1513(2011)06-0040-05
山楂汁树脂降酸工艺的研究
王恳,朱传合,乔聚林
(山东农业大学食品科学与工程学院,山东泰安271018)
摘要:研究离子交换树脂对山楂浸出汁降酸的效果及其影响因素.通过对比7种离子交换树脂
对山楂浸出汁的静态吸附特性,测定山楂汁处理前后的总酸和黄酮含量的变化,筛选出适于山楂汁
降酸的最佳离子交换树脂(D311).经实验分析,温度对树脂吸附能力影响不显著;D311树脂吸附
优化条件为室温,100mL/h流速处理;D311优化再生条件为在低流速下100ml.1mol/ L NAOH洗
脱处理.多次再生处理后,总酸吸附能力降低11.5%,黄酮吸附能力降低73.3%,黄酮的保存率可
达88.8%
关键词:山楂汁;总酸;黄酮;离子交換树脂
中图分类号:TS255.4
文献标志码:A
山楂作为我国特有的水果直为广大群众所喜脂,天津南开大学化工厂;D201型强碱性阴离子交
爱,其风味独特,营养丰富.但由于山楂的高酸换树脂,D301型弱碱性阴离子交换树脂,D311型弱
度,限制了其加工产品的种类,利用率低.因此,降碱性阴离子交换树脂,D312型弱碱性阴离子交换树
低山楂果汁中酸度,是山楦加工呱待解决的问题?脂,天津邢台树脂科技有限公司;1L300型弱碱性阴
果汁降酸的方法主要有:生物法、化学法和物理离子交換树脂,I400型弱碱性阴离子交换树脂,西
法2-,生物法主要用于果酒降酸工艺,不太适用于
安蓝晓科技有限公司
果汁.果汁降酸处理使用广泛、便捷的是化学法,往
1.2实验内容与方法
往是向果汁中添加少许钙等金属盐类化合物.该方
法不仅添加了化学物质,而且降酸量有限,对果汁品
1.2.1山楂漫出汁的制作
质破坏很大,导致口感变差,保质期缩短,不适于山
取市售无霉烂变质、无病虫害的新鲜山楂.洗
楂汁生产的要求.离子交换树脂吸附法,具有选择
涤去核后,放入90℃的水中软化30min.随后打
性高、不引人外来化学物质、对果汁风味影响较小
浆,并以3mL/g比例加水浸提,后加入果胶酶(1
而且易实现大规模商业化生产、山楂浸出汁中柠檬mL/L),置于53℃水浴中浸提142min.经压榨制得
酸占83%左右°,参照柠檬酸离子交换分离技山楂浸出汁.浸出汁在降酸处理前,建议先经过超
术,同时结合其他果汁脱酸脱涩的树脂处理工滤,以免堵塞树脂柱
艺”,本文对大孔吸附树脂和碱性阴离子交换树1.2.2树脂降酸实验
脂降酸效果进行研究,筛选出用于山楂汁降酸的最1.2.2.1阴离子吸附树脂类型的筛选
优树脂,获取山楂汁树脂降酸的工艺条件
准确称取10g树脂后,转移至已加入300mL山
1材料与方法
楂浸出汁的500mL烧杯中,在150r/min的条件下
室温浸泡12h后,测定前后可滴定酸和黄酮含量,
1.1主要材料
计算其表观交换吸附量,作为树脂吸附性能的指标
山楂浸出汁,实验室自制;NKA型大孔吸附树其公式如式(1)
收稿日期:2011-07-13
基金项目:山东省科技攻关计划项目(2009CG10007);泰安市专项计划项目
作者简介:王恳,男,硕士研究生,研究方向为食品科学
朱传合,男,副教授,主要从事食品深加工及食品生物技术方面的研究.通讯作者.
万方数据
第29卷第6期
王恳等:山楂汁树脂降酸工艺的研究
Co-c)V
M
0.06
式(1)中,q为树脂表观吸附量,g/g;Co为吸附前山
0.05
楂汁中的可滴定酸含量,g/L;C为吸附后山楂汁中
的可滴定酸含量,g/L;V为处理山楂汁的体积,L;M
为加入的树脂量,g
张0.01
1.2.2.2山楂汁黄酮的测定
KAD201D301D311D312L-3001-400
树脂型号
参考 Crozier A等人研究方法?
图2树脂黄酮表观交换吸附量柱状图
1.2.2.3降酸条件对离子交换树脂吸附的影响实验
Fig 2 Bar chart of different resin on flavone
选取10根离子交换柱,分别以20~200mL/h
exchan
orption
的流速,用选取的20g离子交换树脂处理600mL山
楂浸出汁·测定流出液中可滴定酸和黄酮含量,计吸附树脂的膨胀率均在10%以上,其中D311和
算两者的透过率,其公式如式(2)
D312型树脂膨胀率最高.图1、图2可以比较直观
地看出,除大孔吸附树脂外,其他的阴离子交换树脂
对滴定酸均有较高的吸附能力.其中弱碱性阴离子
式(2)中,P为待测物质透过率,%:C。为吸附前山吸附树脂D311、D312、L-300和L-400静态吸附山
楂汁中的可滴定酸含量,g/L;C为吸附后山楂汁中楂汁中有机酸的能力相近、处理后果汁滴定酸含量
的可滴定酸含量,g/L
均能达到3g/L左右,但D311型对黄酮的表观吸
1.2.2.4树脂再生条件对离子交换树脂动态吸附附能力较小,一次处理山楂汁中黄酮保留率高达
影响实验
58.1%,有利于黄酮的有效保留.因此,D311型阴
用1mol/ L NAOH溶液再生,以20mL为单位收离子交换树脂处理山楂汁比较理想
集流份,测定每流份中总酸、黄酮和pH值,并分别2.2D3树脂降酸最佳条件的确定
根据所选洗脱液用量和流速,再生树脂后,测定黄2.2.1流速对树脂吸附的影响
酮、可滴定酸透过率
流速是离子树脂吸附有机酸的主要影响因素之
但较低的流速降低了果汁生产的速度,影响经济
2结果与分析
效益.以不同的流速处理600mL山楂汁后,对照各
流速下有机酸和黄酮透过率的关系,结果见图3
2.1降酸树脂型号的确定
100
以获得较高有机酸吸附量、较小黄酮类物质的
图滴定酸
囚黄
吸附量为目的,进行山楂汁中有机酸吸附树脂筛选
结果如图1、图2
研究结果表明,除大孔吸附树脂外,其他各离子
0.18
10987654321
流份/Bv
图3流速对树脂吸附效果的影响柱状图
呼酱兰
Fig 3 Bar chart of velocity on resin adsorption effect
0.08
0.06
由图3可以看出,总酸和黄酮透过率均随着流
0.04
速的减慢而降低,总酸量在100mL/h处有较明显的
0.02
降低,此时酸浓度为3.47g/L,接近静态吸附处理时
NKAD201D301D311D312L-300I-400
树脂型号
酸量(3.04g/L),且以更低的流速处理时山楂汁总
图1树脂滴定酸表观交换吸附量柱状图
酸透过率变化较小.说明在100mL/h流速及更低
Fig 1 Bar chart of different r