黑莓汁树脂降酸工艺研究及其复合果汁制备

奥鹏网院作业

黑莓汁树脂降酸工艺研究及其复合果汁制备黑莓汁树脂降酸工艺研究及其复合果汁制备

张南海1，刘芮瑜1，董筱睿1，郭艺展1，余千慧1，赵 亮1,2，张列兵1，王成涛2，吴 薇3，籍保平1，葛章春4，周 峰1,*

（1.中国农业大学食品科学与营养工程学院，植物源功能食品北京市重点实验室，北京 100083；2.北京工商大学 北京市食品添加剂工程技术研究中心，北京 100048；3.中国农业大学工学院，北京 100083；4.生命果有机食品股份有限公司，河南 新乡 453300）

摘 要：基于紫薯糖液可提供一定糖分及其酰基化花色苷可提高花色苷稳定性，研究不同阴离子交换树脂和流速对黑莓汁降酸效果及紫薯糖液对黑莓汁口感的影响，比较黑莓紫薯复合果汁、黑莓汁和紫薯汁在加速贮藏期间花色苷含量的变化，探究紫薯糖液对黑莓汁花色苷稳定性的影响。结果表明，8 种树脂对黑莓汁均有不同程度的降酸效果和花色苷、可溶性固形物吸附作用，其中LXZ-67树脂最适于黑莓汁降酸，脱酸率为55.6%，花色苷和可溶性固形物保留率分别为81.4%、87.1%，综合考虑生产效率和花色苷保留率，适宜生产流速为20 BV/h。黑莓汁与紫薯糖液的最佳调配比例为4∶1，此时复合果汁酸甜适口、香气浓郁。加速贮藏期间花色苷降解速率由大到小为黑莓汁＞复合果汁＞紫薯汁，表明紫薯糖液可提高黑莓汁花色苷稳定性。

关键词： 黑莓汁；降酸；树脂；紫薯；复合果汁；花色苷稳定性

黑莓（Rubus spp.）是树莓的一种，属于蔷薇科悬钩子属，其含有丰富营养成分和功能性成分，具有很多健康功效，如眼睛光损伤保护、肝损伤保护、抗氧化、抗炎、降血脂等[1-5]。据调查，黑莓鲜食率不到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产品形式，但黑莓存在酸度较高（总酸质量分数超过1%）及其花色苷稳定性较差等问题，严重影响了黑莓汁的品质，制约了黑莓产品的开发[6-7]。目前部分研究通常加入蔗糖、果葡糖浆等调节黑莓汁的糖酸比，不符合当前健康饮食的需求，且最终果汁口感较单薄，花色苷稳定性未能提高[8-9]。紫薯中含有丰富的淀粉和酰基化花色苷等，将紫薯淀粉经过液化糖化与黑莓汁进行复配，不仅可提高黑莓汁的糖酸比，还可提高黑莓汁中花色苷的稳定性[10-11]。但前期研究发现，采用100%黑莓汁与紫薯糖液调配成复合果汁无法达到理想效果，因此，本实验先将黑莓汁进行降酸，再与紫薯糖液进行调配，以期获得口感良好的果汁。

目前，果汁的降酸方法主要有化学降酸法、生物降酸法和物理降酸法3 种[12]。虽然化学降酸法操作简单、降酸效果良好，但在一定程度上影响了果汁的口感和色泽，且与消费者追求天然无添加剂的消费心理相悖，因而在实际生产中已很少使用；生物降酸法主要应用于果酒的降酸，对酸度较高的果汁降酸效果较差，应用较少；物理降酸法分为冷冻降酸法、离子交换树脂法和电渗析法，冷冻降酸法局限于葡萄汁的降酸，另2 种方法降酸能力强、无需添加化学试剂、能耗低，且对果汁颜色和风味影响较小，但电渗析法成本较高，目前应用较少，而离子交换树脂法易操作、可重复利用、成本较低，适合于大规模工业化生产[13-14]。因此，本实验选用离子交换树脂法对黑莓汁进行降酸。

本实验分析黑莓鲜果的基本成分，选用8 种阴离子交换树脂对黑莓汁进行降酸处理，通过静态和动态吸附实验确定最佳降酸工艺。以感官评分为指标选出最佳黑莓汁与紫薯糖液配比制备黑莓紫薯复合果汁，通过加速贮藏实验研究紫薯糖液对黑莓汁中花色苷稳定性的影响。本研究可为解决黑莓酸度高和花色苷稳定性差等问题提供思路，为黑莓果汁加工提供理论依据。

1 材料与方法1.1 材料与试剂

黑莓鲜果、黑莓浓缩汁（可溶性固形物含量为65.1 °Brix）由河南省生命果有机食品股份有限公司提供，-20 ℃保存；鲜紫薯 北京市购。

201×7树脂、D311树脂、D314树脂 浙江争光实业股份有限公司；LX-300树脂、LXZ-67树脂 西安蓝晓科技有限公司；Lewait MP 62-ENG树脂 德国朗胜集团；Amberlite IRA 67树脂、Amberlite FPA 51树脂 美国罗门哈斯公司；葡萄糖标准品 北京欣经科生物科技有限公司；没食子酸标准品、福林-酚试剂 美国Sigma公司；柠檬酸、L-苹果酸、D-苹果酸标准品 上海源叶生物科技有限公司；乙腈（色谱级） 美国J.T.Baker公司；Liquozyme Supra耐高温α-淀粉酶（135 KNU/g）、Dextrozyme Dx复合糖化酶（葡萄糖淀粉酶170 AGU/g、普鲁兰酶340 NPUN/g） 丹麦诺维信公司；其他所用试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

ROMI-KON超滤机 美国科氏工业集团；中空纤维超滤膜（聚砜，截留分子质量30 000～50 000 Da）天津大川科技发展公司；AY 2 2 0精密分析天平（0.000 1 g）、LC-10A高效液相色谱仪 日本岛津公司；HZS-H水浴振荡器 哈尔滨市东联电子技术开发有限公司；pH-21 pH计 德国Sartorius公司；LB80手持糖度计 广州市铭睿电子科技有限公司；HH·SY11-Ni电热恒温水浴锅 北京市长风仪器仪表公司；K9860凯式定氮仪 济南海能仪器股份有限公司；SpectraMax M2e多功能酶标仪 美国Molecular Devices公司；DHG-9075A电热鼓风干燥箱、LRH-70生化培养箱 上海一恒科学仪器有限公司；3K15冷冻离心机 德国Sigma公司；JYL-Y5料理机九阳股份有限公司；RE-2000旋转蒸发仪、SHZ-III循环水真空泵 上海亚荣生化仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 黑莓基本成分分析

水分含量测定：参考GB/T 5009.3—2016《食品中水分的测定》，直接干燥法；蛋白质含量测定：参考GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》，凯氏定氮法；脂肪含量测定：参考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》，索氏抽提法；膳食纤维含量测定：参考GB 5009.88—2014《食品中膳食纤维的测定》，酶重量法；VC含量测定：参考GB 5009.86—2016《食品中抗坏血酸的测定》，2,6-二氯靛酚滴定法；pH值测定：使用pH计测定；可溶性固形物含量测定：使用手持糖度计测定；总糖含量测定：采用蒽酮比色法[15]；可滴定酸含量测定：参考GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》，电位滴定法，以柠檬酸计；总酚含量测定：采用Folin-Ciocalteu法[16]；花色苷含量测定：采用pH示差折光法测定[17]。

安装后3 d内没有继续掘进，锚杆受力基本稳定。一旦开始掘进，由于左帮及顶角煤体受掘进扰动不断掉落，1、2号锚杆受力在短期承载后迅速降低，几乎为零。右帮5号锚杆的受力随着顶板及两帮受扰动持续变形的增加，锚杆受力开始急剧增长，稳定后进入调整，顶板的大变形对帮顶角锚杆造成一定的剪切，使得轴向力下降，掘进扰动结束后，逐渐稳定(图14)。

有机酸含量测定：采用高效液相色谱法测定[18-19]，稍有改动。色谱条件：Inertsil ODS-SP C18色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相为乙腈-0.02 mol/L NaH2PO4溶液（97∶3，V/V），pH 2.50，流速0.5 mL/min，柱温30 ℃，进样量10 μL，检测波长210 nm。通过外标法进行定量，选择L-苹果酸、D-苹果酸和柠檬酸作为对照标准品。样品或标准品经0.45 μm微孔滤膜过滤后进样检测。

1.3.2 黑莓汁预处理

向黑莓浓缩汁中加入一定量蒸馏水将其复原为黑莓原汁（可溶性固形物含量为10 °Brix），为防止黑莓汁进行树脂降酸时其中大分子物质堵塞树脂，需将黑莓汁经2 352×g离心10 min后使用中空纤维超滤膜超滤，4 ℃贮存备用。

1.3.3 黑莓汁树脂降酸

1.3.3.1 树脂预处理

参照王鸥等[20]的方法进行树脂预处理，树脂使用一定量蒸馏水浸泡24 h后湿法装柱，弃去水溶液，使用2～4 倍树脂体积4% NaOH溶液和4% HCl溶液在离子交换柱中依次洗涤，每次洗涤后用蒸馏水冲洗，直至出水pH值为中性，最后使用2～4 倍树脂体积4% NaOH溶液将树脂转型，再用蒸馏水冲洗至中性。

如果症状无改善或是出现化热的表现，比如嗓子红、咽痛、咽干、口渴、眼睛红、大便干等症状，可以选择双黄连颗粒、感冒清热颗粒、蓝芩口服液或是豉翘清热颗粒；

1.3.3.2 树脂静态吸附动力学实验

准确量取预处理的201×7、D311、D314、LX-300、LXZ-67、Lewait MP 62-ENG、Amberlite IRA 67、Amberlite FPA 51离子交换树脂各20 mL，转移至500 mL烧杯中，分别向烧杯中加入400 mL超滤的黑莓汁，置于摇床振荡6 h，控制转速为130 r/min，每隔10 min测定黑莓汁可滴定酸含量，计算表观交换吸附量，以时间为横坐标，表观交换吸附量为纵坐标作图，绘制树脂静态吸附动力学曲线，并获得树脂交换吸附平衡时间。同时测定平衡后黑莓汁pH值、花色苷含量、可溶性固形物含量和有机酸含量，评价树脂的吸附性能，选择最佳的离子交换树脂。树脂表观交换吸附量按式（1）计算：

   

式中：q为表观交换吸附量/（g/L）；C0为吸附前黑莓汁中可滴定酸质量浓度/（g/L）；C为吸附后黑莓汁中可滴定酸质量浓度/（g/L）；V为处理黑莓汁的体积/mL；L为树脂的体积/mL。

1.3.3.3 树脂动态吸附动力学实验

准确量取20 mL处理后的湿树脂装入Φ20 mm×200 mm离子交换柱中，黑莓汁以流速5～35 BV/h（1 BV=50 mL）通过恒流泵泵入交换柱顶部，流经树脂，降酸后的黑莓汁以10 mL一管接收，检测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变化时，表明树脂已达到饱和，即可停止实验。以黑莓汁体积为横坐标，可滴定酸漏出率为纵坐标作图，绘制树脂动态吸附动力学曲线。在实际生产中，降酸后汁液通过混合收集而成，因此，需要计算累计可滴定酸，以黑莓汁体积为横坐标，以累计可滴定酸为纵坐标作图，从而进一步确定二者之间的关系。可滴定酸漏出率按式（2）计算：

   

式中：LR为可滴定酸漏出率/%；TAi为某一收集体积的黑莓汁中可滴定酸质量浓度/（g/L）；TA0为未流经树脂的黑莓汁中可滴定酸质量浓度/（g/L）。

1.3.3.4 树脂再生

2.1 一般资料 根据入选标准共入组120例患儿，对照组60例患儿，男43例，女17例，年龄5-13岁，平均年龄（7.87±27.45）岁，实验组 60 例患儿，男39例，女21例；年龄5-14岁，平均年龄（7.94±30.17）岁；对两组患儿性别构成比及平均年龄分别按χ2检验及t检验，发现两组病例在以上基础资料中无明显统计学差异（P＞0.05），所有患儿及家属均在知情情况下进行本调查研究。病例资料均衡性一致，具有可比性。

用蒸馏水将使用后的树脂冲洗至流出液澄清，使用4% NaOH溶液以2 BV/h流速洗涤树脂约2～6 h，再使用蒸馏水洗涤至流出液pH值为10～11，保存备用。

1.3.4 黑莓紫薯复合果汁制备

1.3.4.1 紫薯糖液制备

参照前期研究[21]制备紫薯糖液，将鲜紫薯洗净去皮、刨丝，按照质量与体积比1∶0.8比例与蒸馏水进行混合，用料理机进行打浆，获得紫薯浆液，按照0.9 mL/kg添加量加入耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀，95 ℃水浴水解3 h，每30 min搅拌一次，得到紫薯液化液，待其降温至60 ℃左右，用柠檬酸调节pH值至4.2～4.3，按照1.2 mL/kg添加量加入复合糖化酶，搅拌均匀，60 ℃水浴水解3.5 h，每30 min搅拌一次，得到紫薯糖化液。使用尼龙纱布过滤紫薯糖化液，2 352×g离心10 min后使用中空纤维超滤膜进行超滤，旋转蒸发打浆时加入的水分，得到紫薯糖液，4 ℃贮存备用。

1.3.4.2 黑莓紫薯复合果汁制备

将降酸后可滴定酸质量浓度为10 g/L树莓汁与紫薯糖液按照一定比例进行混合，邀请10 名经培训的食品专业人员进行感官评价，根据表1感官评价标准进行评分。

表1 黑莓紫薯复合果汁感官评价标准
Table 1 Criteria for sensory evaluation of blackberry and purple sweet potato juice blends

     

指标（100 分） 评价标准 分值色泽（20 分）紫红或者紫色，无杂色 15～20颜色不够鲜明，过深或过浅 6～15颜色发暗或为棕褐色且无光泽，或有杂色 0～6口感（30 分）口感纯正柔和，具有紫薯和树莓的香味，酸甜适口，无异味 20～30口感稍差，紫薯和树莓的香味较淡（重），酸甜稍微不均，过甜或过酸有微弱的不适 10～20入口对喉、舌有刺激，或者口味过淡。有异味或味道不明显或太酸或太甜 0～10香气（30 分）有紫薯和树莓特有的香气，香气适中纯正，柔和 20～30紫薯、树莓香气稍微较轻或较重 10～20有紫薯、树莓香气，但太过浓烈，闻着有轻微刺激感，或没有明显香气，香味不合适，有异味 0～10组织状态（20 分）组织均匀，无杂质、不分层 15～20稍微有些分层，有少量杂质 6～15分层严重且有杂质 0～6

1.3.5 黑莓紫薯复合果汁花色苷稳定性

说来也怪，自有这观音阁后，村里的水渠与河流从没有干涸过，也没泛滥过。而之前，村里是发过大水的，水漫过渠道，冲破堤岸，冲毁桥梁，淤塞了河床。

按照上述最佳黑莓汁与紫薯糖液比例，使用蒸馏水代替紫薯糖液作为黑莓汁，使用蒸馏水代替黑莓汁作为紫薯汁，使用柠檬酸和碳酸钠调节黑莓紫薯复合果汁、黑莓汁、紫薯汁pH值至3.30，然后装瓶、灭菌，分别置于37 ℃和47 ℃生化培养箱中进行加速贮藏实验，每隔7 d测定复合果汁的花色苷含量，计算花色苷相对含量（第n天花色苷含量/第0天花色苷含量）。

1.4 数据处理

实验结果采用Excel软件进行处理，以 ±s表示，采用SPSS 25.0统计软件单因素方差分析ANOVA和Duncan多重比较检验分析数据间显著性，P＜0.05，差异显著，采用GraphPad Prism 8.0软件作图。

2 结果与分析2.1 黑莓基本成分分析

表2 黑莓鲜果基本成分
Table 2 Chemical components of blackberry fruit

     

成分 含量 成分 含量水分质量分数/% 87.75±2.3 可滴定酸质量分数/% 1.62±0.42蛋白质质量分数/% 1.45±0.16 柠檬酸质量浓度/（g/L） 2.06±0.33脂肪质量分数/% 0.65±0.02 L-苹果酸质量浓度/（g/L） 11.91±0.22膳食纤维质量分数/% 6.50±0.18 D-苹果酸质量浓度/（g/L） 1.47±0.04 VC含量/（mg/100 g） 26.20±0.88 总糖质量分数/% 6.64±0.71 pH 2.79 总酚含量/（mg/100 g） 518.9±4.3可溶性固形物含量/°Brix 10.1 总花色苷含量/（mg/100 g） 235.6±0.9

由表2可知，黑莓中水分质量分数最高，为87.75%，蛋白质、总糖、VC含量符合相关报道[22]。黑莓的酸度较高，可滴定酸质量分数超过1%，糖酸比为4.1∶1，主要有机酸种类为L-苹果酸、D-苹果酸和柠檬酸，其中L-苹果酸含量最高，糖酸比用于判断消费者所接受的酸甜程度，而研究发现通常酸甜适口的果汁糖酸比为10∶1～15∶1[23]，因此，黑莓汁需进行降酸以达到消费者可接受程度。除了基本营养成分，黑莓还含有丰富的花色苷等多酚类功能成分，其总酚和总花色苷含量高达（518.9±4.3）mg/100 g和（235.6±0.9）mg/100 g。

2.2 树脂静态吸附降酸结果

2.2.1 不同树脂静态吸附动力学曲线

     

图1 不同树脂的静态吸附动力学曲线
Fig. 1 Static adsorption kinetic curves of different resins

从图1可以看出，随时间的延长，8 种树脂的可滴定酸表观交换吸附量均呈先迅速升高再缓慢升高最后趋于平缓的趋势，可能由于开始树脂上的OH-与黑莓汁中阴离子交换速度快，树脂吸附有机酸能力强，一段时间后阴离子交换接近饱和，树脂吸附有机酸能力减弱，最后树脂吸附量达到饱和。8 种树脂表观交换吸附量由大到小为LX-300＞Amberlite FPA 51＞Amberlite IRA 67＞LXZ-67＞D311＞D314＞Lewait MP 62-ENG＞201×7。按照树脂孔隙度的大小，LX-300、Amberlite IRA 67、LXZ-67、201×7为大孔型树脂，Amberlite FPA 51、D311、D314、Lewait MP 62-ENG为凝胶型树脂，总体来看，凝胶型树脂的降酸效果优于大孔型树脂，结果与杨维军[24]研究结果一致，可能由于大孔型树脂孔径较大，表面积较小，交联度较高，对离子选择性较差，而凝胶型树脂孔径小，对离子选择性优于大孔型树脂[25]。按照树脂官能团的性质，201×7为强碱性阴离子树脂，其余7 种为弱碱性阴离子树脂，201×7的表观交换吸附量最低，由于阴离子树脂降酸主要是树脂吸附果汁中OH-，强碱性阴离子树脂对OH-吸附能力低于弱碱性阴离子树脂，因此强碱性阴离子树脂的降酸效果弱于弱碱性离子树脂[26]。

由图1 可知，响应曲面较为平缓，随着时间上升，硬度值变化不明显；但随着功率的增大，硬度值变化则较为明显。因此，功率的变化对实验结果的影响较大，说明交互作用比较明显。

2.2.2 不同树脂对黑莓汁理化指标的影响

研究组与对照组Ⅰ～Ⅱ级不良反应的发生比较无差异(P>0.05)，研究组在Ⅲ～Ⅳ级不良反应的发生低于对照组(P<0.05)，2组患者总不良反应发生率比较，差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。

树脂处理黑莓汁过程中，树脂不仅可以吸附有机酸，同时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质和功能成分，因此，树脂降酸过程中，需尽可能多地保留黑莓汁中的花色苷。由表3可知，黑莓汁表观交换吸附量越大，可滴定酸含量越小，pH值越高，降酸效果越好。经8 种树脂处理后，黑莓汁花色苷和可溶性固形物含量降低，说明树脂对黑莓汁花色苷和可溶性固形物有一定吸附作用，且不同树脂吸附作用不同。其中LX-300降酸效果最好，脱酸率为66.4%；201×7脱酸效果最差，脱酸率不足50%；LXZ-67脱酸率为55.6%。LX-300、Amberlite FPA 51、Lewait MP 62-ENG对黑莓汁花色苷吸附较严重，吸附率均在55%左右；LXZ-67、Amberlite IRA 67和201×7能较好地保留黑莓汁中花色苷，花色苷保留率分别为81.4%、78.5%和74.5%；Amberlite FPA 51树脂的平衡时间最短，表明在相同工作时间内处理的脱酸黑莓汁体积最少，同时Amberlite FPA 51和LX-300树脂处理的黑莓汁中可溶性固形物损失较大。

表3 不同树脂对黑莓汁理化指标的影响
Table 3 Effect of different resins on physicochemical indexes of blackberry juice

     

注：同列不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。表4同。

平衡时间/min处理前 2.79 22.93 159.53±0.99h 10.1 201×7 3.04 11.62 1.16 118.86±0.86e 9.2 120 D311 3.28 9.95 1.30 97.22±0.68d 9.0 130 D314 3.31 9.92 1.30 89.63±0.41c 9.2 130 LX-300 3.51 7.71 1.55 70.02±0.77a 8.6 140 LXZ-67 3.26 10.18 1.32 129.87±0.46g 8.8 120 Lewait MP 62-ENG 3.29 10.24 1.26 73.57±0.38b 9.0 140 Amberlite IRA 67 3.26 9.86 1.34 125.26±0.49f 8.9 130 Amberlite FPA 51 3.32 9.09 1.39 72.52±0.27b 8.5 100树脂型号 pH 可滴定酸质量浓度/（g/L）表观交换吸附量/（g/L）花色苷质量浓度/（mg/L）可溶性固形物含量/°Brix

2.2.3 树脂对黑莓汁中有机酸脱除率的影响

     

图2 树脂对黑莓汁中有机酸脱除率的影响
Fig. 2 Effect of different resins on the removal rate of organic acids from blackberry juice

如图2所示，有机酸的脱除率与其在黑莓汁中的含量呈正比，且树脂不同，对不同有机酸的吸附效果不同。所有树脂的L-苹果酸脱除率均在50%以上，Amberlite FPA 51和201×7树脂的L-苹果酸脱除率较低，其余树脂之间无显著差异；柠檬酸的脱除率为35%～40%，D314树脂的柠檬酸脱除率最低，201×7树脂的柠檬酸脱除率最高，其余树脂之间差异较小；D-苹果酸的脱除率为9%～18%，Lewait MP 62-ENG树脂的D-苹果酸脱除率最低，其余树脂之间差异较小。结果的差异主要与树脂的骨架结构和有机酸的结构有关[20,28]。

嘉靖五年，《宰辅年表》将杨一清排名于费宏前，有误，理由见前文。《宰辅年表》出现错误的原因在于遗漏了费宏担任过吏部尚书兼谨身殿大学士。

这次因为项目的原因来到了天津，给我留下了深刻的印象。由于这次是临时的紧急安排，走得非常匆忙。晚秋的季节我还穿着短袖，就独自北上了。哪知一到天津就傻了眼，室外只有几度，大晚上出了天津西站，心就已经凉了大半截。

他是一个不知道自己有什么弱点的人，比如他说话时结巴，可他自己不知道，或者说他从来没有承认过这一点，他的妻子萍萍是一个漂亮的女人，留着很长的头发，不过大多数时间她都是把头发盘起来，她知道自己的脖子很长很不错，她有时候穿上竖领的衣服，她的脖子被遮住了大半以后，反而更加美妙了，那衣服的竖领就像是花瓣一样。

从静态吸附降酸结果可以看出，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较好且接近，但进口树脂Amberlite IRA 67价格昂贵，因此，综合考虑生产成本，选择LXZ-67树脂作为黑莓汁降酸用树脂，研究其动态吸附降酸。

2.3 树脂动态吸附降酸结果

2.3.1 流速对可滴定酸漏出率和累计可滴定酸的影响

     

图3 流速对LXZ-67树脂可滴定酸漏出率（A）和累计可滴定酸（B）的影响
Fig. 3 Effect of flow rate on leakage rate of titratable acid (A) and accumulated titratable acid (B) adsorbed onto LXZ-67 resin

由图3A可知，在降酸初始阶段，可能由于LXZ-67树脂上的交换离子浓度较大，交换动力较强，可滴定酸漏出率变化速率较快，且流速越大，漏出率变化速率越快[20]。处理一定体积黑莓汁后可滴定酸漏出率变化速率减缓，当漏出率达到100%时，树脂吸附量达到饱和，记作漏点出现。从漏点出现时间来看，流速20 BV/h处理的黑莓汁体积最大，其次为35 BV/h，最小为5 BV/h。

由图3B可知，当累计可滴定酸达到10 g/L时，LXZ-67树脂以流速5、20 BV/h和35 BV/h处理的黑莓汁体积分别为8、10.5 BV和6 BV，处理体积越大，表明树脂的脱酸效率越高，因此，树脂以20 BV/h流速处理黑莓汁脱酸效率最高，而流速过快，树脂与黑莓汁接触时间短，吸附有机酸不够充分，树脂的利用率降低；流速过低，树脂与黑莓汁接触时间延长，处理的黑莓汁体积变少，还可能加大树脂对黑莓汁中花色苷、可溶性固形物等物质的吸附作用。

     

图4 流速对LXZ-67树脂可滴定酸漏出率（A）和累计可滴定酸（B）的影响
Fig. 4 Effect of flow rate on leakage rate of titratable acid (A) and accumulated titratable acid (B) adsorbed onto LXZ-67 resin

为确定黑莓汁最适降酸流速，则缩小流速范围，研究15、20 BV/h和25 BV/h流速下LXZ-67树脂对黑莓汁的降酸效果。从图4A可以看出，3 个流速下黑莓汁可滴定酸漏出率的变化趋势接近，达到漏点出现时间时，流速20 BV/h处理的黑莓汁体积略大于15 BV/h和25 BV/h。

他纹丝不动，脸上尖锐的刺痛没能让他挪动分毫，甚至眼皮都没有眨一下。直到对方走到了数丈开外，他才稍稍扭了扭头，望向了它的背影。

从图4B可知，3 个流速下黑莓汁累计可滴定酸含量变化趋势接近，当累计可滴定酸质量浓度达到10 g/L时，流速25 BV/h处理的黑莓汁体积略低于15 BV/h和20 BV/h。在实际生产过程中，为获得降酸效果、体积越大的黑莓汁，需综合考虑生产效率、生产成本及树脂利用率，其中15 BV/h和20 BV/h在有限的时间内可以处理黑莓汁的体积接近，在达到同等可滴定酸含量时流速越大，所需时间越短，生产效率越高。综上，流速20 BV/h更适合黑莓汁树脂降酸。

话是这么说，那天我还是生气了。一想到佟老板的飞扬跋扈，我就气不打一处来。佟老板的话听着文质彬彬，细想全是无赖话。

2.3.2 流速对花色苷含量的影响

表4 流速对黑莓汁中花色苷含量的影响
Table 4 Effect of flow rate on retention rate of anthocyanins

     

流速/（BV/h）花色苷质量浓度/（mg/L）10 BV 15 BV 20 BV 0 166.49±0.54d 166.49±0.54c 166.49±0.54c 15 156.54±0.76a 159.17±0.76a 159.30±0.75a 20 162.46±0.82c 162.82±0.92b 163.62±1.20b 25 159.04±0.85b 159.50±0.74a 163.88±0.46b

从表4可以看出，在处理10 BV和15 BV黑莓汁时，流速20 BV/h处理黑莓汁后花色苷质量浓度最高，处理20 BV黑莓汁时，流速20 BV/h和25 BV/h处理黑莓汁后花色苷质量浓度较高，可能由于流速过低，延长了树脂与黑莓汁的接触时间，加大了树脂对花色苷的吸附程度。从树脂动态吸附降酸结果可以看出，流速过低，树脂与黑莓汁的离子交换速率较慢，达到漏点出现时间时处理黑莓汁体积较少，对黑莓汁中花色苷的吸附程度变大，花色苷保留率越低；流速过大，树脂上的OH-与黑莓汁中阴离子交换不充分，树脂利用率较低。从实际生产效率、生产成本和树脂利用率考虑，选择20 BV/h作为黑莓汁降酸流速。

这时，一旁肚子中了一枪的陈大勇斜刺里大叫着猛地横了过来，生生接过鬼子那把亮晃晃的刺刀，只见噗的一声，刺刀全部捅进了陈大勇的胸膛。

所拍摄鸟类的独立有效照片比兽类多，有230张(组)，共鉴定出9个物种，隶属2目3科，以鸫科的种类最多(5种)。其中白鹇、黑领噪鹛、黑喉噪鹛的相对丰富度指数较高，其他种类出现频率低，记录均不足10次。

2.4 黑莓紫薯复合果汁调配结果

表5 黑莓紫薯复合果汁感官评价结果
Table 5 Sensory evaluation of blackberry and purple sweet potato juice blends

     

编号 黑莓汁体积/mL紫薯糖液体积/mL总糖质量浓度/（g/L）可滴定酸质量浓度/（g/L）感官评分1 100 10 95 9.10 71.44 2 100 15 103 8.70 76.44 3 100 20 110 8.30 80.44 4 100 25 117 8.00 82.11 5 100 30 128 7.70 78.00

如表5所示，随着糖液添加量的增加，复合果汁的糖酸比逐渐升高，糖液开始弥补黑莓汁酸度对复合果汁口感的影响，感官评分逐渐升高，糖液添加量为25 mL时，感官评分最高，为82.11，糖酸比为14.6∶1，酸甜适口。糖液添加量进一步增加，可能由于甜度过大，口感变得厚重，且紫薯糖液会掩盖树莓的香气，感官评分降低。综上，黑莓汁与紫薯糖液复合果汁最佳调配体积比为4∶1。

2.5 紫薯糖液对黑莓汁花色苷稳定性的影响     

图5 37 ℃（A）和47 ℃（B）贮藏期间复合果汁花色苷相对含量的变化
Fig. 5 Changes in the relative content of anthocyanins in fruit juice blends during storage at 37 ℃ (A) and 47 ℃ (B)

将调配好的黑莓紫薯复合果汁于37 ℃和47 ℃恒温培养箱中进行加速贮藏实验，如图5所示。随着贮藏时间的延长，花色苷相对含量均呈逐渐降低的趋势，47 ℃条件下果汁花色苷相对含量下降速度快于37 ℃，47 ℃条件下第7天3 种果汁花色苷含量均降低了50%，而37 ℃条件下第7天紫薯汁和复合果汁花色苷含量仍高于初始的50%，由于花色苷稳定性受温度影响较大，温度越高，导致花色苷从有色型化合物形式向无色的查尔酮形式转变，且花色苷降解速率越大[29]。3 种果汁的花色苷降解速率由小到大顺序为紫薯汁＜复合果汁＜黑莓汁，可能由于紫薯中主要是酰基化花色苷，研究表明酰基结构可与吡喃结构的π键共轭或者堆叠，从而避免C骨架被水亲核攻击，表现出较为稳定的状态[11,29]；而黑莓中主要为非酰基化花色苷，在贮藏过程中降解速率快[30]；复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稳定性，其花色苷降解速率介于紫薯汁和黑莓汁之间。

3 结 论

分析黑莓鲜果的基本成分，发现其富含有机酸、花色苷等营养与功能成分，但糖酸比过低，为了减少其有机酸含量，本实验使用阴离子交换树脂对黑莓汁进行脱酸处理。通过静态吸附实验，从8 种树脂中选出降酸效果、花色苷和可溶性固形物保留效果均较好、价格相对低廉的LXZ-67树脂对黑莓汁进行降酸处理。通过动态吸附实验，确定以20 BV/h流速处理黑莓汁时LXZ-67树脂的处理效率和花色苷保留率较高，适合实际生产及推广。使用紫薯糖液进一步调节降酸后黑莓汁的糖酸比，通过感官评价，得出黑莓汁与紫薯糖液的最佳配比为4∶1，此时黑莓紫薯复合果汁酸甜适口，通过将复合果汁进行加速贮藏实验，结果表明紫薯糖液可提高黑莓汁的花色苷稳定性。

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Deacidification of Blackberry Juice by Resin Adsorption and Preparation of Fruit Juice Blends

ZHANG Nanhai1, LIU Ruiyu1, DONG Xiaorui1, GUO Yizhan1, YU Qianhui1, ZHAO Liang1,2, ZHANG Liebing1,WANG Chengtao2, WU Wei3, JI Baoping1, GE Zhangchun4, ZHOU Feng1,*
(1. Beijing Key Laboratory of Functional Food from Plant Resources, College of Food Science & Nutritional Engineering,China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2. Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health,Beijing Technology & Business University, Beijing 100048, China; 3. College of Engineering, China Agricultural University,Beijing 100083, China; 4. Life Fruit Organic Food Co. Ltd., Xinxiang 453300, China)

Abstract: Considering the sugar content of saccharified purple sweet potato solution and the ability of its acylated anthocyanins to enhance the stability of anthocyanins, this study evaluated the effect of the type of ion exchange resins and flow rate on the deacidification of blackberry juice, and it also investigated the effect of saccharified purple sweet potato solution on the taste of blackberry juice. Changes in the anthocyanin content of blackberry-purple sweet potato juice blend,blackberry juice, and purple sweet potato juice during accelerated storage were compared to explore the effect of saccharified purple sweet potato solution on anthocyanin stability in blackberry juice. The results indicated that eight ion exchange resins could reduce the acid content of blackberry juice and absorption of anthocyanin and soluble solids to different extents. Among these, LXZ-67 resin was found to be the most suitable for the deacidification of blackberry juice. Using this sorbent, the deacidification rate was 55.6% and the retention rates of anthocyanins and soluble solids were 81.4% and 87.1%, respectively. Based on both the production efficiency and the retention rate of anthocyanins, the flow rate should be 20 BV/h. The optimal mixing ratio between blackberry juice and saccharified purple sweet potato solution was 4:1, resulting in a perfectly balanced sour-sweet taste with strong aroma. The rate of anthocyanin degradation in the three juices during accumulated storage could be ranked in decreasing order as follows: blackberry juice > blended fruit juice > purple sweet potato juice, which demonstrates that saccharified purple sweet potato solution could improve the stability of anthocyanins in blackberry juice.

Keywords: blackberry juice; deacidification; resins; purple sweet potato; fruit juice blends; anthocyanin stability

收稿日期：2019-07-30

基金项目：封丘县科技重大专项计划项目（Fkt2018-01）

第一作者简介：张南海（1993—）（ORCID: 0000-0002-4733-277X），男，博士研究生，研究方向为果蔬加工与功能食品。E-mail: nanhaizhang@cau.edu.cn

*通信作者简介：周峰（1980—）（ORCID: 0000-0003-0665-8076），男，副教授，博士，研究方向为果蔬加工与功能食品。E-mail: zf@cau.edu.cn

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190730-416

中图分类号：TS255.44

文献标志码：A

文章编号：1002-6630（2020）10-0281-07

引文格式：

张南海, 刘芮瑜, 董筱睿, 等. 黑莓汁树脂降酸工艺研究及其复合果汁制备[J]. 食品科学, 2020, 41(10): 281-287.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190730-416. http://www.spkx.net.cn

ZHANG Nanhai, LIU Ruiyu, DONG Xiaorui, et al. Deacidification of blackberry juice by resin adsorption and preparation of fruit juice blends[J]. Food Science, 2020, 41(10): 281-287. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190730-416. http://www.spkx.net.cn