ZTC1+1-Ⅱ澄清劑用于蘆筍老莖汁的澄清工藝研究*

朱丹，趙洪軍，瞿偉菁

(華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，上海，200062)

蘆筍(Asparagus officinalis Linn.)又名石刁柏，龍須菜，為百合科天門冬屬多年生宿根草本植物，是一種營養(yǎng)價值高，且具有保健功能的蔬菜品種。據(jù)報道，蘆筍具有抗腫瘤、降血脂、提高免疫力，抗衰老、抗疲勞、抗?jié)兗氨８蔚茸饔茫?－2］。

我國蘆筍的栽培面積大，很多省都有專門的蘆筍基地，除加工成罐頭產(chǎn)品外，還可以鮮銷、速凍、干制、榨汁等，加工過程中用料要求十分嚴(yán)格，只取地上的嫩莖部分，約占原料35%的老莖未被利用，而老莖中約含有50%的原汁［3］。為了減少資源浪費，提高蘆筍的綜合利用率，實現(xiàn)廢物利用，可將其開發(fā)為蘆筍保健飲料產(chǎn)業(yè)，其中澄清工藝是關(guān)鍵，既要保留原汁中的有效成分，又要增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性。目前，主要的澄清方法有熱處理法、離心分離法、酶解法、澄清劑法等。相比其他澄清方法，ZTC1+1-Ⅱ澄清劑能夠更有效的保留黃酮、生物堿、皂苷類、萜類、多糖、氨基酸等中草藥有效成分，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于天然產(chǎn)物提取液的澄清［4］。本文以廢棄的蘆筍老莖為研究對象，以澄清度為指標(biāo)，通過正交試驗，探索蘆筍老莖汁的最佳澄清工藝，為以后的綜合利用提供參考。

1 材料與主要儀器

1.1 材料與藥品

蘆筍，由上海崇明縣合興蔬菜公司蘆筍生產(chǎn)基地提供，由華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李宏慶副教授鑒定。

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品(上海試劑二廠)，聚乙烯比咯烷酮(PVPP上海新振華試劑公司)，殼聚糖(上海博奧生物科技有限公司)，其他試劑均為國產(chǎn)分析純試劑。ZTC1+1-Ⅱ澄清劑(津衛(wèi)食準(zhǔn)字［120］第3588－1號，天津正天成澄清技術(shù)有限公司)。

1.2 主要儀器與設(shè)備

721分光光度器(上海市分析儀器廠)，DK-S24型電熱恒溫水浴鍋(上海精宏實驗設(shè)備有限公司)，原則鮮蔗榨汁機(jī)(廣東番禹市恒聯(lián)食品機(jī)械廠)，WAY-2D型2WAJ號阿貝折射儀(上海光學(xué)儀器五廠有限公司)。

2 實驗方法

2.1 蘆筍老莖汁的制備

選取干凈、新鮮、無明顯褐變的蘆筍老莖，剔除腐爛的老莖及雜質(zhì)。用自來水洗盡污物等雜物，以減少銹點和斑點的產(chǎn)生。然后在100℃熱水浸泡5 min進(jìn)行殺青，從而得到實驗用蘆筍老莖原汁。

2.2 澄清劑篩選試驗

首先篩選合適的澄清劑，在蘆筍老莖汁中分別采用ZTC1+1-Ⅱ澄清劑、聚乙烯比咯烷酮(PVPP)、殼聚糖3種澄清劑進(jìn)行澄清處理，以透光率為指標(biāo)進(jìn)行考察。

在上述實驗基礎(chǔ)上進(jìn)行ZTC1+1-Ⅱ澄清劑澄清處理蘆筍老莖汁的單因素試驗及正交試驗。

2.3 含量測定方法

2.3.1 澄清度測定方法

采用分光光度法測定，以蒸餾水作參比，比色杯厚度1 cm，用721分光光度計在215 nm下測透光率。

2.3.2 可溶性固形物測定方法

采用折射儀法測定。

2.3.3 黃酮測定方法

采用分光光度法測定［5］。

2.3.4 多糖測定方法

采用硫酸苯酚法測定。

2.3.5 多酚測定方法

采用福林酚法測定［6］。

2.3.6 皂苷測定方法

采用分光光度法測定［7］。

3 結(jié)果與分析

3.1 澄清劑篩選

選用不同類型澄清劑對蘆筍老莖汁的澄清處理如表1所示。相比原汁的澄清度，3種澄清劑都能提高原汁的澄清度，其中ZTC1+1-Ⅱ澄清劑的澄清效果極顯著優(yōu)于其他2種澄清劑。

表1 不同澄清劑的澄清效果

3.2 ZTC1+1-Ⅱ澄清劑的正交優(yōu)化

3.2.1 澄清劑的配制

將A組分用蒸餾水配成1%的溶液，溶脹24 h，雙層紗布濾過，得到1%黏膠液;將B組分用冰醋酸配成1%的溶液，溶脹24 h，雙層紗布濾過，得到1%黏膠液。

3.2.2 澄清條件的選擇

3.2.2.1 澄清劑濃度對澄清劑作用效果的影響

用不同濃度的澄清劑A、B組分，在常溫條件下，先在蘆筍老莖汁中加B組分混勻靜置2 h，然后加入A組分混勻靜置2 h，最后在215 nm波長條件下用分光光度計測得各實驗組的透光率，從而得到各組澄清度，結(jié)果顯示當(dāng)澄清劑用量達(dá)到最大之前，隨著澄清劑用量增加，其與雜質(zhì)分子作用幾率增加，對澄清效果明顯。隨著澄清劑用量繼續(xù)增加，澄清劑用量過大，2種成分不再與雜質(zhì)作用，因此選用2、3、4組濃度作為之后正交實驗的水平因素(表2)。

3.2.2.2 澄清劑作用時間對澄清劑作用效果的影響

用暫定濃度的A、B組分，在常溫條件下，先在蘆筍老莖汁中加B組分混勻靜置1～3 h，然后加入A組分混勻靜置2～6 h，最后用分光光度計測的各實驗組的透光率，從而得到各組澄清度，結(jié)果顯示先加B組分混勻靜置3 h、再加A組分混勻靜置2、3、4 h，3組的澄清度較其余各組都高。

表2 濃度對澄清效果的影響

表3 時間對澄清效果的影響

3.2.2.3 澄清劑作用溫度對澄清劑作用效果的影響

用暫定濃度的A、B組分，先在蘆筍老莖汁中加B組分混勻靜置3 h，然后加入A組分混勻靜置2 h，置于不同溫度水浴鍋中，最后用分光光度計測的各實驗組的透光率，結(jié)果顯示溫度在40、50℃條件下的澄清度高。

表4 溫度對澄清效果的影響

3.2.3 蘆筍老莖汁的正交實驗

在單因素實驗的基礎(chǔ)上，將以上影響澄清劑作用的幾個因素:澄清劑濃度、水浴溫度、水浴時間作為考察因素，以澄清度為檢測指標(biāo)，應(yīng)用L9(34)正交實驗表設(shè)計進(jìn)行實驗，見表5。

表5 正交水平因素

表6 為正交實驗結(jié)果，由表6可見，ZTC－Ⅱ型天然澄清劑對蘆筍老莖汁澄清效果最佳的組合條件是a3b2c3:即先加入澄清劑8%濃度的B組分，50℃水浴3 h，再加入澄清劑4%濃度的A組分，50℃水浴3 h，其澄清效果最佳。驗證實驗結(jié)果與正交實驗結(jié)果一致，說明該澄清工藝條件可行。

表6 正交實驗結(jié)果與分析

3.2.4 驗證試驗

根據(jù)正交試驗得出的最佳條件進(jìn)行驗證試驗，在蘆筍老莖汁中先加入澄清劑8%濃度的B組分，50℃水浴3 h，再加入澄清劑4%濃度的A組分，50℃水浴3 h，處理后的蘆筍老莖汁的澄清度可達(dá)98.9%，優(yōu)于其他條件。

3.3 蘆筍老莖汁澄清前后的主要成分的比較

表7 澄清前后主要成分變化

表7為蘆筍老莖汁澄清前后各主要成分的含量變化，由表7可見，可溶性固形物、總黃酮、多糖、多酚、皂苷的含量均有減少，但是可溶性固形物、多糖、皂苷的含量變化均未達(dá)到顯著性差異，說明使用ZTC－Ⅱ型天然澄清劑能夠有效保留上述3種成分。

4 結(jié)論與討論

ZTC1+1-Ⅱ澄清劑澄清蘆筍老莖汁的效果受澄清劑用量、澄清時間、水浴溫度的影響。利用ZTC1+1－Ⅱ澄清劑能夠有效澄清蘆筍老莖汁，較好保存了汁中的有效成分，通過單因素試驗和正交試驗確定最佳澄清工藝條件為在蘆筍老莖汁中先加入澄清劑8%濃度的B組分，50℃水浴3 h，再加入澄清劑4%濃度的A組分，50℃水浴3 h。影響蘆筍老莖汁后期貯存穩(wěn)定性的蛋白質(zhì)在澄清過程中被大量清除，蘆筍老莖汁穩(wěn)定性大大提高。

蘆筍老莖汁的澄清工藝中，選用的ZTC1+1-Ⅱ澄清劑是一種天然高分子物質(zhì)，是替代聚丙烯酰胺，聚合氯化鋁等人工合成絮凝劑的理想品種，安全無毒［8］。先加入的B組分與待測液中的蛋白質(zhì)、鞣質(zhì)等雜質(zhì)發(fā)生分子間架橋，使膠體不穩(wěn)定成分的分子增大，從提取液中析出，后加入的A組分通常為B組分的50%，帶有與B組分相反的電荷，具有再架橋作用，使沉淀體積迅速增大，便于沉降及過濾，可保證B組分充分去除，不使殘留，對有效成分可保留［9］。

研究表明，蘆筍黃酮具有清除人體中超氧離子自由基、抗衰老和增加機(jī)體免疫力的作用［10］，蘆筍皂苷具有抗炎、細(xì)胞毒、抗突變、抗真菌的作用［11］。多糖類物質(zhì)生物活性廣，毒副作用小，是理想的免疫調(diào)節(jié)劑［12］。在本實驗中，澄清前后蘆筍老莖汁的可溶性固形物、多糖、皂苷成分損失未達(dá)到顯著性差異，但是黃酮、多酚損失較多，如何保留黃酮這一有效的功能成分還有待進(jìn)一步研究。

本實驗證明使用ZTC1+1-Ⅱ澄清劑澄清蘆筍老莖汁能夠有效保留汁中的大部分活性成分，且該方法具有簡便、成本低、穩(wěn)定性強等優(yōu)點，為以后的蘆筍保健飲料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了實驗數(shù)據(jù)。

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