蠶蛹殼聚糖對鮮榨桑葚西瓜混合果汁澄清效果初探

摘 要 利用蠶蛹殼制備殼聚糖，公式計算殼聚糖得率為10.22%，脫乙酰度為71.2%。使用自制的蠶蛹殼聚糖對鮮榨的桑葚西瓜混合果汁進行澄清實驗，研究殼聚糖添加量、澄清時間、澄清溫度與鮮榨混合果汁的透光率、可溶性蛋白含量的關系。確定蠶蛹殼聚糖添加量1.0 g/L，澄清時間16 h，澄清溫度24℃時澄清鮮榨混合果汁效果好，澄清后混合果汁的透光率可以達到49.5%，可溶性蛋白含量降低到34.07 mg/L。

關鍵詞 蠶蛹；殼聚糖；鮮榨果汁；澄清

中圖分類號：TS275.5 文獻標志碼：A 文章編號：1673-890X（2015）34-061-04

知網出版網址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20151230.1812.050.html 網絡出版時間：2015/12/30 18：12：00

殼聚糖是自然界中的蝦、蟹、昆蟲這類甲殼動物的外殼以及真菌和植物細胞壁中的甲殼素經過脫乙酰作用后形成的一種天然高分子生物多糖，安全可靠且易降解。殼聚糖是一種陽離子聚合物，具有強大的陰離子吸附力，并且具有較強化學反應能力的羥基和氨基，被廣泛應用于食品、化工、醫藥、污水處理和金屬提取及回收[1-5]等行業。殼聚糖因其安全性和生物相容性在食品工業的液體澄清方面有相關研究，目前用于研究澄清液體效果的殼聚糖基本為傳統工業提取的蝦蟹殼殼聚糖，而家蠶蛹殼中甲殼素含量豐富，并且無機鹽含量遠低于蝦蟹殼中的[6]，更易于制備殼聚糖。蠶蛹殼聚糖為α-型甲殼素脫乙酰衍生物，結晶度較低，因此溶解性強于蝦蟹殼聚糖，蠶蛹殼聚糖在稀酸溶液溶解后，所形成的聚合物具有較大透氣性和透濕性[7-10]，因此蠶蛹殼聚糖在液體澄清方面更有應用前景[10]。

桑葚的營養物質含量豐富，是一種季節性水果，成熟期較短，將其開發為易儲存、方便飲用的果汁飲料則可以充分利用桑葚資源。果汁中含有的單寧、蛋白質、多酚類物質及果膠等物質或相互作用、或自身凝聚使得果汁產生渾濁沉淀，在食品加工工業中，鮮榨果汁會有短時間儲存、轉運的需要，對鮮榨果汁進行第一步澄清處理，可以為后續果汁加工提供較澄清的果汁。本文以桑葚和西瓜作為原料制成混合果汁，采用脫乙?；ㄖ苽湫Q蛹殼聚糖，并就制得的殼聚糖對鮮榨的混合果汁的澄清效果進行初探。

1材料與方法

1.1實驗材料

桑葚、西瓜、蠶蛹蛹殼、檸檬酸（成都市科龍化工試劑廠，分析純）、鹽酸（重慶吉元化學有限公司，分析純）、氫氧化鈉（成都市科龍化工試劑廠，分析純）、無水乙醇（成都市科龍化工試劑廠，分析純）、冰醋酸（成都市科龍化工試劑廠，分析純）、甲基橙、考馬斯亮藍G-250（成都市科龍化工試劑廠）、牛血清白蛋白（上海伯奧生物科技有限公司）。

1.2實驗方法

1.2.1 蠶蛹殼制備殼聚糖

取蠶蛹蛹殼，洗凈過濾后烘干，用研缽研磨成固體粉末，加入1 mol/L的氫氧化鈉中，水浴加熱100℃、1 h后過濾，洗凈濾渣；濾渣加入1 mol/L鹽酸中，水浴加熱45℃、1.5 h后過濾，洗凈濾渣；濾渣加入1 mol/L NaOH中，在85℃下處理2 h后過濾，洗凈濾渣；濾渣加入20.45 mol/L NaOH，在100℃下降解1 h，過濾后將濾渣洗凈、干燥即得殼聚糖成品。

1.2.2 蠶蛹殼聚糖檢測

用甲基橙指示劑染色，檢測制得樣品是否是殼聚糖。采用酸堿滴定法測定制得殼聚糖的脫乙酰度。

1.2.3 蠶蛹殼聚糖對鮮榨混合果汁澄清效果的檢測

將洗凈的桑葚、西瓜分別榨汁，用紗布過濾后按照體積比1∶1的比例混合兩種果汁。用自制殼聚糖0.5 g溶于100 mL的質量體積比為0.2%的檸檬酸溶液中，加熱煮沸至充分溶解，配制成濃度為5 g/L的溶液，用0.2%的檸檬酸溶液稀釋至工作濃度趁熱使用。分別設置不同蠶蛹殼聚糖添加量、處理溫度、處理時間的澄清鮮榨混合果汁，用紫外可見分光光度計測定透光率，考馬斯亮藍G-250法測定可溶性蛋白質含量，酸度計測定pH值。

2結果與分析

2.1蠶蛹殼聚糖檢測

制備得到的樣品為乳白色粉末或片狀固體。將制備好的樣品按質量體積比1%的濃度溶解于1%的冰醋酸水溶液中，用甲基橙指示劑染色，溶液立即有棕黃色變為紅色，證明制得樣品為殼聚糖，計算得率為10.22%。對該蠶蛹殼聚糖進行脫乙酰度檢測，利用公式計算得殼聚糖的脫乙酰度為71.2%。

2.2鮮榨混合果汁透光率最適波長的確定

取鮮榨的混合果汁原汁，測定不同波長下的透光率，以蒸餾水作為對照。結果顯示，鮮榨混合果汁的透光率在波長590 nm到600 nm之間有一個平緩趨勢，說明測定混合果汁的透光率的最適波長在590～600 nm。本實驗選擇595 nm作為測定果汁透光率的波長。

2.3不同蠶蛹殼聚糖添加量對鮮榨混合果汁透光率和可溶性蛋白含量的影響

設置鮮榨的混合果汁中蠶蛹殼聚糖添加量分別為0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L、1.2 g/L ，混合果汁在24℃、自然pH條件下靜置澄清15 h，取上清液檢測透光率（如圖1）、可溶性蛋白含量（如圖2）以及pH值（如表1）。

由于果汁加工過程中，酚類物質會與果汁中的蛋白質形成大分子聚合物，從而形成沉淀，因此降低果汁中的蛋白質含量尤為重要。由圖2可知，隨著蠶蛹殼聚糖添加量的增加，鮮榨混合果汁中的可溶性蛋白含量降低，蠶蛹殼聚糖添加量為0.8 g/L、1.0g/L和1.2 g/L果汁中的可溶性蛋白含量分別為36.43 mg/L、34.27 mg/L、35.08 mg/L。由圖1可知，在15 h靜置處理實驗中，隨著蠶蛹殼聚糖添加量的增加，鮮榨混合果汁的透光率呈先增后降的趨勢。這是因為蠶蛹殼聚糖吸附果汁中的膠體物質，蠶蛹殼聚糖添加量低時，果汁中的膠體物質并未被完全吸附，因此澄清效果較差；隨著添加量的增加，吸附效果越來越顯著；添加量過多時，果汁體系內殼聚糖對膠體物質的吸附作用達到飽和，殼聚糖溶于果汁上清液中，導致果汁又出現渾濁，透光率降低。因此，蠶蛹殼聚糖在鮮榨混合果汁中的添加量為1.0 g/L時澄清效果好，透光率達到48.93%。

2.4蠶蛹殼聚糖的不同處理時間對鮮榨混合果汁透光率和可溶性蛋白含量的影響

選擇1.0 g/L濃度的蠶蛹殼聚糖在24 ℃、自然pH的條件下處理鮮榨混合果汁，設置靜置處理時間分別為12 h、16 h、20 h、24 h、28 h，取上清液檢測透光率（如圖1）、可溶性蛋白含量（如圖2）以及pH值（如表1）。

由圖1、圖2可知，鮮榨混合果汁的透光率隨著處理時間的增加有先升后降的趨勢，而可溶性蛋白含量隨著處理時間的增加先降后升，在處理16 h時鮮榨混合果汁的透光率達到最大值（49.5%），可溶性蛋白含量最低（34.07 mg/L）。殼聚糖是對含有負電荷的果膠等物質進行吸附，形成絮狀物沉淀，在處理時間過長時，絮狀物在果汁中重新溶解，影響果汁的透光率。因此，對鮮榨混合果汁的處理時間為16 h左右時，蠶蛹殼聚糖澄清鮮榨混合果汁的效果好。

2.5蠶蛹殼聚糖的不同處理溫度對鮮榨混合果汁透光率和可溶性蛋白含量的影響

以1.0 g/L蠶蛹殼聚糖作為澄清劑處理鮮榨混合果汁，設置溫度為12℃、24℃、36℃、48℃、60℃，靜置澄清16 h，取上清液檢測透光率（如圖1）、可溶性蛋白含量（如圖2）以及pH值（如表1）。

由圖1、圖2可知，隨著澄清處理溫度的增加，混合果汁的透光率呈現先升后降的趨勢，可溶性蛋白含量呈現先降后升的趨勢，在處理溫度24℃時鮮榨混合果汁的透光率最高（48.2%），可溶性蛋白含量最低。這是因為蠶蛹殼聚糖是一種高分子多糖，在高溫環境下殼聚糖聚合物的粘度受到影響，進而對果汁中膠體和可溶性蛋白的絮凝作用也受到影響，大分子的膠體和可溶性蛋白不能有效地被殼聚糖凝聚沉淀。因此，可以確定蠶蛹殼聚糖對鮮榨混合果汁澄清效果較好的作用溫度為24℃左右。

2.6蠶蛹殼聚糖處理混合果汁后pH值變化

蠶蛹殼聚糖的不同添加量、澄清時間、澄清溫度處理鮮榨混合果汁后，果汁pH值數據如表1所示。由表1可以看出，蠶蛹殼聚糖的不同添加量、處理溫度、處理時間對混合果汁的pH值影響都不大，混合果汁的pH值在4.23～4.31。

3小結與討論

從蠶蛹蛹殼中提取的甲殼素比從蝦蟹殼中提取的甲殼素更易水解，也更易脫乙?；?，因此，從蠶蛹蛹殼中更易獲取殼聚糖[7]。蠶蛹中甲殼素是以α-晶型存在，這種結構比β-和γ-晶型更穩定，相對分子質量也小于β-殼聚糖[8， 11]。有研究表明，蠶蛹殼聚糖比蝦蟹殼殼聚糖粘度高、分子量大、且有更好成膜性、更強的抗菌性[6， 12]。鮮榨果汁在果汁加工工業中會有短時間儲存和運輸的需要，使用蠶蛹殼聚糖對鮮榨果汁進行處理可以參考蠶蛹殼聚糖的抗菌、防腐等功能。

蠶蛹殼中主要成分為甲殼素、無機鹽、蛋白質以及雜質等，蛋白質和脂肪在堿溶液里會發生水解反應，而甲殼素不溶于稀堿，因此采用稀堿煮沸法脫去蠶蛹殼中的蛋白質；蠶蛹殼中含量最多的無機鹽是碳酸鈣，其與鹽酸反應生成易溶于水的氯化鈣，過濾后即可除去。用此方法制備的蠶蛹殼聚糖得率為10.22%，樣品呈乳白色粉末或片狀固體，脫乙酰度為71.2%。蠶蛹殼聚糖對鮮榨桑葚、西瓜混合果汁的處理的實驗表明，蠶蛹殼聚糖澄清鮮榨混合果汁在蠶蛹殼聚糖添加量1.0 g/L，溫度為24℃，處理時間16 h時效果好，能夠使混合果汁的透光率達到49.5%，可溶性蛋白含量降低到34.07 mg/L。

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（責任編輯：丁志祥）