超滤澄清龙眼果汁的研究

1、超滤澄清龙眼果汁的研究论文摘要：为解决龙眼果汁加工的浑浊问题，采用超滤方法澄清龙眼果汁,以膜通量为指标，分析超滤过程中物料前处理、操作压力、操作温度和料液流速等因素对膜通量的影响。结果说明，龙眼果汁先经过离心和微滤,然后控制操作压力在0.100.14MPa，温度40左右，料液流速20mL/s时,膜通量高。在该条件下超滤的龙眼果汁，澄清透明, 微生物指标得以改善，营养成分也根本得到保持。研究说明采用超滤澄清生产高质量的龙眼果汁是可行的。论文关键词：龙眼,果汁,超滤,澄清龙眼(DimocarpuslonganLour.)俗称桂圆，是一种广泛种植在亚洲南部的热带水果。新鲜龙眼果实核果状，肉质细嫩，色

2、白似乳，饱含浆汁，味甜如蜜，是人们喜爱的时鲜果品。龙眼果肉干后色泽暗褐，肉质柔韧，甜味更浓，宛如龙;的眼珠，因此得名。龙眼营养丰富，被誉为南方人参;。龙眼已经被加工为许多产品，如龙眼酒、龙眼酱和龙眼果汁等。其中龙眼果汁由于具有独特的风味且营养丰富，深受消费者喜爱，具有广阔的市场前景。但龙眼果汁加工过程中容易产生浑浊，为解决此问题，传统的处理方法是在加工过程中添加一些澄清剂，如膨润土、硅藻土、明胶、单宁和PVPP等Janetal.,2007。这些方法尽管在澄清方面有一定效果，但澄清后营养成分大量损失。超滤(UF)技术澄清果汁，具有别离效果好，对果汁的风味和营养损失小，可在常温低压下过滤和连续使用

3、，并具有一定的除菌能力等优点。近年来，超滤技术被应用于一些果汁的澄清处理中Pereiraetal.,2002,Yazdanshenasetal.,2005，但超滤技术应用在龙眼果汁的澄清处理中，还少见文献报道。因此，本文采用超滤超滤技术处理龙眼果汁,以膜通量为指标，分析超滤过程中物料前处理、操作压力、操作温度和料液流速等因素对膜通量的影响，研究超滤对龙眼果汁的澄清效果，以期获得较为优化的工艺条件，提高龙眼果汁产品的质量。1材料和方法1.1材料新鲜龙眼采购于郑州农贸市场；所用实验药品为分析纯，采购于郑州大药房；聚砜中空纤维膜超滤装置，截留相对分子质量5万，张家港市净化设备厂生产。1.2龙眼果汁的

4、超滤龙眼经清洗、去皮、去核，果肉在95热水中热烫3s5s，加100mg/kgHSO打浆，得原果汁，原果汁采用离心或离心后经过微滤进行前处理，然后将龙眼汁在一定操作温度和操作压力下进行超滤。超滤通量为J，计算式如下：式中，J为通量，L/(-h)；V为透过液体积，L；S为有效膜面积，m2；t为超滤时间，h。1.3测定方法总可溶性固形物的测定：果汁离心20min后，采用滤纸过滤，然后采用手持折光仪测定固形物；总糖的测定采用蒽酮比色法；总酸的测定采用酸碱滴定法；维生素C的测定采用2,6-二氯酚靛酚法；蛋白质的测定采用凯氏定氮法；澄清度的测定采用在分光光度计测定640nm透光率表示(Chenetal.,

5、1986)。2结果与讨论2.1原料预处理对膜通量的影响果汁超滤前进行前处理已有文献报道(Vural，2001)。将龙眼汁分别进行离心2000r/min,30min和离心结合微滤2种预处理，然后在操作温度40，操作压力0.14MPa，果汁流速20mL/min下进行超滤，图1为不同的预处理对超滤通量的影响。Figure1Effectofpretreatmentonpermeateflux图1物料的预处理对超滤通量的影响由于中空纤维膜对堵塞敏感，物料必须经过预处理，除去微粒和絮状物，使物料较澄清，否那么超滤膜很容易被堵塞而污染，发生浓差极化。从图中可见，在超滤之前对龙眼汁先进行离心结合微滤的前处理对

6、防止膜污染,提高膜通量非常可行。2.2操作压力对膜通量的影响前处理的果汁，在操作温度40，果汁流量20mL/min下，分别采用不同压力进行超滤，图为不同的操作压力对超滤通量的影响。Figure2Effectofpressureonpermeateflux图2操作压力对超滤通量的影响由图2可知，在压力小于0.10MPa范围内，通量随压力的增加而线性增加;压力在0.100.14MPa之间，通量保持稳定，但当压力大于0.14MPa后，由于较高压力下浓差极化层不断被压紧形成动态的膜层，并成为超滤时的主要阻力，导致通量下降。2.3操作温度对膜通量的影响前处理的果汁，在操作压力0.14MPa，果汁流速20

7、mL/min条件下，分别采用不同操作温度进行超滤，图3为不同的操作温度对超滤通量的影响。随着温度的增加，汁液的粘度下降，扩散系数增加，通量增加,但是，虽然高温超滤过滤通量比拟好，但是考虑到膜的最高使用温度要求小于50，所以一般保持在4050下进行超滤，本文选用40。Figure3Effectoftemperatureonpermeateflux图3操作温度对超滤通量的影响2.4料液流速对膜通量的影响前处理的果汁，在操作温度0.14MPa、40下，采用不同果汁流速进行超滤，图4为不同的果汁流速对膜通量的影响。Figure4Effectoffeedrateonpermeateflux图料液流速度对

8、膜通量的影响流速不同，物质传递特性不同，从而具有不同的膜通量。图中料液流速对膜通量的影响可分为二个不同时期。第一时期是当流速小于20mL/s时，该时期，流速增加，膜通量增加；第二时期是当流速大于20mL/s时，该时期，因为质量传递到达平衡，流速的变化对膜通量影响很小。2.5超滤对龙眼果汁理化指标的影响超滤对龙眼果汁理化指标的影响见表。表超滤对龙眼果汁理化指标的影响Table1EffectofUFonphysicalandchemicalindexofjuice 指标 TSS(%) TS(%) TA(%) V (mg/100ml) TSP 澄清度 未经超滤处理果汁 8.12 12.42 0.74

9、91 20.60 0.0135 0.56 超滤处理果汁 7.96 12.31 0.7502 20.41 0.0042 0.92 注：TSS,总可溶性固形物；TS,总糖；TA,可滴定酸；V,维生素C；TSP,总可溶性蛋白。从表中可见，同未经超滤膜处理的龙眼果汁相比，经过超滤后，龙眼汁澄清透明，640nm处透光率到达92%；同时，超滤前后龙眼果汁总糖、可滴定酸和维生素C差异不显著，但在可溶性蛋白质方面差异显著，说明超滤后蛋白质被截留很多，而这些蛋白质一般是引起果汁浑浊的主要原因。3结论超滤澄清龙眼汁的适宜条件是：果汁首先采用离心和微滤进行预处理，然后在操作压力0.1MPa0.14MPa、操作温度40，流速20mL/s的条件进行超滤。超滤后，龙眼果汁澄清，营养成分根本得到保存，说明超滤是一种可行的澄清龙眼果汁的技术。参考文献4 Pereira,C.C,Rufino,J.M.,Habert,A.C.,et al 2002. Memb-6 Yazdanshenas,M.,T