果汁澄清是果汁加工中的重要工序，當(dāng)果汁從水果中壓榨出來后，常常帶有懸浮的細(xì)胞碎塊，和果膠、淀粉等親水性膠體懸浮物的保護(hù)因子以及蛋白質(zhì)、多酚類形成的不溶性混濁或沉淀等三類成分。在果汁加工或貯藏期間，它們與其他成分作用，會(huì)引起果汁的混濁現(xiàn)象，果汁的澄清處理就是要將上述三類混濁因子盡可能完全除去，以保障果汁在貯藏期間的質(zhì)量穩(wěn)定。

例如：在蘋果汁生產(chǎn)過程中，澄清工序是決定蘋果汁外觀的關(guān)鍵工序，不僅影響產(chǎn)品外觀，而且直接對(duì)果汁的品質(zhì)和穩(wěn)定性起決定作用。常見的蘋果汁澄清方法有自然澄清、熱處理、超濾法、酶法和添加澄清劑等；壓榨果汁是一種含果膠、蛋白質(zhì)、丹寧和微細(xì)果質(zhì)纖維素的懸濁液，其中大部分是膠體顆粒。這些膠體在果汁中之所以能保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)，有2種原因：一是可溶性大分子有機(jī)物質(zhì)受pH值的影響，某些基團(tuán)（如羥基、羰基、氨基）發(fā)生部分電離，致使膠粒表面存在極性基團(tuán)，且這些極性基團(tuán)相互排斥，不易聚集；二是膠粒表面的極性基團(tuán)對(duì)水分子具有親和力，這樣就在膠粒的表面形成了1層水膜，繼而產(chǎn)生膠體聚集的“位阻”。

一、聚丙烯酰胺在澄清果汁中的應(yīng)用

聚丙烯酰胺是一種具有極性基團(tuán)及長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)，其澄清果汁的過程是與結(jié)構(gòu)特性相關(guān)的，當(dāng)聚丙烯酰胺加入果汁中后，由于其分子中含有極性基團(tuán)及長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，根據(jù)DLVO理論解釋，將對(duì)果汁體系的膠體穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響：

1、降低膠粒表面的ζ電位。ζ電位與膠粒之間的排斥能成正比，聚丙烯酰胺分子含有的極性基團(tuán)（—NH3+）與果汁中膠粒表面的基團(tuán)（—OH-、—COOH-）電荷相反，從而降低了膠粒的ζ電位，膠粒間排斥能下降。

2、降低界面張力。聚丙烯酰胺為高分子表面活性物質(zhì)，溶入果汁后，降低了膠粒-汁液界面的張力，而界面張力又與排斥能成正比。

3、絮凝“橋聯(lián)”作用。聚丙烯酰胺為長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，果汁中存在的膠粒依據(jù)靜電引力和范德華力吸附在其上，形成了一種以聚丙烯酰胺為基本骨架的“螯體”絮凝物，從而增大了共聚物的厚度，易于沉降。

綜上，聚丙烯酰胺澄清果汁的機(jī)理為：利用極性基團(tuán)降低果汁中膠粒表面的μ電位，使之吸附于聚丙烯酰胺上或相互附聚，并借助聚丙烯酰胺的長(zhǎng)鏈“橋聯(lián)”作用形成共聚體，從而加速沉降過程。

二、影響因素

1 、用量

聚丙烯酰胺用量通過相關(guān)研究結(jié)果表明，果汁中聚丙烯酰胺用量在20μg/mL時(shí)效果最好。聚丙烯酰胺用量低時(shí)，對(duì)果汁中膠粒的作用程度不完全，不能完全消除所有膠粒的ζ電位，同時(shí)在膠粒之間也不能形成完整的共聚體；當(dāng)聚丙烯酰胺用量超過20μg/mL時(shí)，較多的聚丙烯酰胺會(huì)纏繞在膠粒的表面形成膠束狀態(tài)，從而對(duì)膠粒產(chǎn)生“屏蔽保護(hù)”作用，不易于與其他膠粒附聚。

2、pH值

pH值結(jié)果表明，聚丙烯酰胺澄清果汁的最適pH值在3～5之間，該pH值范圍正是果汁的自然pH值范圍，這一結(jié)論與殼聚糖澄清果汁的結(jié)果相同。pH值的影響也許是對(duì)膠粒表面基團(tuán)及聚丙烯酰胺電離程度的影響。

3、溫度

溫度結(jié)果表明，聚丙烯酰胺澄清果汁的最適溫度范圍為40～50℃，透光率達(dá)98%以上。在一定的溫度范圍內(nèi)（<60℃），增加了分子的熱擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)速度和頻率；因而促進(jìn)了膠粒與膠粒、膠粒與聚丙烯酰胺之間的結(jié)合；但當(dāng)溫度過大時(shí)（>60℃），熱力作用弱化了膠粒和聚丙烯酰胺之間的作用力，反而不利于澄清過程。

4、其它

褐變程度與添加足量抗壞血酸相比，未添加抗壞血酸的褐變果汁澄清時(shí)間減少了0.77h，減少了14.21%，這是因?yàn)楣l(fā)生褐變后，其中的酚類物質(zhì)氧化成醌。比較酚類中的羥基（—OH-）和醌分子中的羰基（—C[FY=，1]O）可見，后者的負(fù)電性更大，更容易與聚丙烯酰胺中的氨基（—NH+3）結(jié)合；另外，醌類聚合后，分子量增大，因此與聚丙烯酰胺之間的范德華力也增大，有利于其與聚丙烯酰胺的結(jié)合。

總結(jié)，利用聚丙烯酰胺來澄清蘋果汁的最佳條件為：聚丙烯酰胺用量20μg/mL，溫度40～50℃，pH值4.0。