中空纤维超滤膜在蓝莓果汁澄清中的应用研究

【摘要】本试验以黑龙江省大兴安岭地区野生蓝莓果为原料，研究了酶法制取蓝莓果汁的工艺条件，即果胶酶、纤维素酶单独使用时对出汁率的影响以及两种酶混合使用时对出汁率的影响，在此基础上采用正交试验设计，确定了蓝莓果汁在酶解过程中的最佳工艺条件的优化。以中空纤维超滤膜对酶解后的蓝莓果汁进一步澄清及除菌，考察超滤技术的应用对产品质量和稳定性的影响。优化了超滤技术的操作条件并探讨了超滤过程中产生的凝胶极化现象。通过研究以期为蓝莓果汁的澄清制汁工业化生产提供理论依据。1.确定了蓝莓浆的最佳热处理方式。试验结果表明，在热烫时间小于2min时，出汁率达到了较高的水平，热烫时间在1min时为最佳的热烫时间。当热烫的时间超过了2min后，出汁率呈明显的下降趋势，因为随着热烫时间的增加高温导致了细胞液发生凝胶反应所致。对蓝莓果汁进行热烫处理2min时蓝莓果汁中的多酚氧化酶活性完全丧失，因此，降低了果汁发生褐变的几率。2.对果胶酶、纤维素酶单独使用时对出汁率的影响以及两种酶混合使用时对出汁率的影响进行研究，通过实验确定了果胶酶和纤维素酶的最佳配比为1:2混合，随后，通过对混合酶用量、温度、时间以及pH4个条件进行单因素试验，在单因素的基础上，采用正交试验获得了酶解法制备蓝莓果汁的最佳工艺条件，所得的试验结论为，混合酶用量为0.3g/L、酶解温度45℃、酶解pH3.5、酶解时间120min。在此条件下获得蓝莓果汁的出汁率为84.82%。可溶性固形物以、维生素C及其他营养物质都得到了很好的保留。3.采用聚砜中空纤维膜对蓝莓果汁进行澄清，在单因素的基础上，采用中心组合实验设计建立了操作压力、料液流速以及温度对膜通量影响的预测模型。确定最佳工艺参数：温度35.3℃，操作压力0.08MPa，料液流速1.3L/min。此条件下的蓝莓果汁的透光率达到97.8%，膜通量为36.59mL/min，明显改善了果汁的色泽，对果汁中总糖、总酸的影响不显著。4.通过对蓝莓果汁进行超滤传质的研究，经过回归分析，得出蓝莓果汁超滤过程中的三段式模型，通过试验获得了蓝莓果汁传质过程中各个阶段的传质方程，通过模型验证得出，实验值低于计算值，最大误差为6.51％，最小误差为2.88％。验证试验表明该模型具有较高的预测精度，最大误差不超过0.7%。用该理论模型基本能够预测超滤过程的平均渗透通量。
【作者】金振宇；
【导师】杨宏志；
【作者基本信息】黑龙江八一农垦大学，农产品加工及贮藏工程，2014，硕士
【关键词】超滤；中空纤维膜；果胶酶；膜分离；

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