浓缩果汁流变特性的研究进展.docVIP

研 究 生 课 程 论 文 (2013年第一学期) 浓缩果汁流变特性的研究进展 研究生：罗伟 提交日期： 2013年8月25日 研究生签名：罗伟 学 号 201120208646 学 院 轻工与食品学院 课程编号 Z 课程名称 食品物性与流变学 学位类别 工程硕士 任课教师 张立彦 教师评语： 成绩评定： 分 任课教师签名： 年 月 日 浓缩果汁流变特性的研究进展 罗 伟 摘要：浓缩果汁流变特性的研究能够为果汁产品的生产加工工艺设计以及在生产过程中的质量控制提供理论依据。本文对目前浓缩果汁流变特性的研究状况进行了综述，并对今后的研究方向进行了展望。 关键词：浓缩果汁 流变特性 粘度 Abstract:.. Key words：concentrated fruit juice；rheological property；viscosity 前言 随着社会的进步和发展，人们越来越重视生活质量和身体健康，果汁产品因富含维C和膳食纤维，具有助消化、排毒养颜等功效而深受人们的欢迎。果汁产品在工业化的生产过程中，为了便于运输与贮藏，通常将果汁浓缩成高浓度果汁，浓缩果汁在果汁品种中占有重要的地位。果汁产品在生产过程中的很多环节都要求掌握果汁的流变特性，例如在果汁的浓缩过程中必须准确掌握温度、浓度等因素对流变特性的影响。对浓缩果汁流变特性的研究能够为浓缩果汁产品的加工工艺设计提供理论基础，对浓缩果汁产品在加工过程的质量控制有重要的指导意义。 近年来，国内外相继报道了浓缩苹果汁[1]、浓缩梨汁[2]、浓缩葡萄汁[3]、浓缩蓝莓汁[4]、浓缩柑橘汁[5]、浓缩石榴汁[6]、芒果汁[7]、樱桃汁[8]等果汁的流变特性的研究，本文综述了浓缩苹果汁、浓缩葡萄汁、浓缩蓝莓汁、浓缩柑橘汁、浓缩石榴汁等果汁流变特性的研究状况，并对浓缩果汁的制备、果汁的流型及其流变特性、影响因素进行了概述，为今后浓缩果汁的研究和开发提供一定的参考。 1 浓缩果汁制备方法和流程概述 浓缩果汁的制备方法通常是先将新鲜水果榨成原汁，然后再采用低温真空浓缩的方法蒸发掉一部分水分，制成高浓度的果汁。在还原原汁时须在浓缩果汁中加入原来失去的等量水分，制成具有原汁色泽、风味的果汁制品。通常的制备流程如下： 清洗—消毒—破碎打浆—加热—酶解—榨汁或浸提—澄清—过滤—均质—脱氧——浓缩—调配 2 果汁流变特性的测量及果汁的流型 将浓缩果汁用蒸馏水分别稀释到不同的浓度，选用同心圆筒，用流变仪分别测定不同浓度的果汁在不同温度下时的剪切应力随剪切速率变化的关系。同时在相同的条件下，进行测定不同浓度梯度的浓缩果汁的粘度随着温度发生梯度变化的关系。 果汁的流型可根据它的流变曲线(以剪切速率γ为横坐标，剪切应力τ为纵坐标所作曲线)的关系式来确定。如果果汁的粘度η与剪切速率γ无关，果汁的粘度η为剪切应力τ与剪切速率γ的比值，则这种果汁称为牛顿流体，牛顿流体的流变特性可以由果汁的粘度η表示,其流变方程为:η=τ/γ，(式中τ—剪切应力；η—粘性系数；γ—剪切速率),例如去果胶的浓缩苹果汁、浓缩梨汁、浓缩葡萄汁和浓缩蓝莓汁的流型都属于牛顿流体。如果果汁的粘度η随剪切速率γ的变化而变化，则这种果汁称为非牛顿流体，在非牛顿流体中，τ～γ关系不是直线，剪切应力和剪切速率γ的关系可以用幂函数τ=kγn表示，式中k和n都是常数；n称为流态特性常数；k称为浓度系数。当n＞1时，该液体为胀塑性流体；当n＜1时，该液体为假塑性流体[9],例如含果胶的浓缩柑橘汁就属于典型的假塑性流体。 3温度和果汁浓度对果汁粘度的影响 3.1温度对果汁粘度的影响 研究表明,不同果汁的粘度(或稠度系数)均随温度的升高而降低。果汁粘度(或稠度系数)与温度的定量关系服从Arrhenius方程: η=K0exp（Ea/RT） 式中： η为样品的表观粘度（mPa·s） K0为频率因子（mPa·s） Ea为流动活化能（J/mol） R为气体常数（8.314J/mol·K） T为温度（K） 上式可以转化为：lnη=Ea/RT+lnK0 流动活化能(Ea)随果汁浓度的增加而增大，频率因子(K0)的数值随果汁浓度的增加而减小。随着果汁浓度的升高，其流动活化能也跟着增加，但频率因子值却随着浓度的增加而减少。这就说明流动活化能与频率因子存在一定的补偿关系。因此，在运输过程中可以通过适度升温来增加果汁的流动性。 3.2果汁浓度对果汁粘度的影响 根据相关文献报道，浓度对果汁粘度的影响，一般有以下两种模型[10]： 幂函数关系形式： η=K（C）A 指数关系形式： η=Kexp（AC） 式中A、K为常数，C为果汁浓度，单位为°Brix。 果汁粘度随果