聚丙烯酰胺對刺梨提取液的澄清作用研究

肖敏　劉偉豪　李敏儀　陳洪

【摘 要】研究了聚丙烯酰胺對刺梨提取液的澄清作用，確定了最佳的絮凝條件。

【關鍵詞】聚丙烯酰胺；澄清作用；刺梨提取液

刺梨分布在我國的亞熱帶以及溫帶地區，年產量超過1500噸。果實、根皮、莖皮可供食用及藥用，刺梨提取液中的營養成分對人體健康有著重要的作用。

絮凝劑的使用越來越廣泛，絮凝劑除了用于糖漿的澄清外，利用其絮凝的機理也可以將它運用于對刺梨提取液的澄清。通過絮凝法對刺梨提取液中含有的大量果膠質、單寧、酚類物質以及金屬離子進行絮凝，防止這些物質在刺梨果汁的加工以及貯藏過程中引起褐變和二次渾濁.能夠改善傳統工藝（酸提醇沉法）留下的問題如提取液穩定性差，容易產生二次沉淀；有效成分損失較大，藥用價值不高等問題，有效成分能得以保留。本文就聚丙烯酰胺對刺梨提取液的澄清作用進行了研究。

1 實驗部分

1.1 材料儀器及試劑

材料：刺梨（采自廣西桂林，晾干，粉碎備用）

試劑：甲醇、濃硫酸、碳酸氫鈉、聚丙烯酰胺、葡萄糖、鹽酸、苯酚

儀器：AUY120型電子天平，SHZ-DIII型循環真空泵，UV-1800PC紫外分光光度計，DF-IOIS型集熱式恒溫磁力攪拌器。

1.2 試驗方法

1.2.1 刺梨溶液的提取

稱取刺梨粉末10.0g，按1：25料液比g/mL（水）回流提取3h，過濾，真空泵中濃縮，將所得濃縮液定容至250 mL，備用。

1.2.2 不同濃度刺梨稀釋液的配制方法

用移液管分別移取5份5.0ml由上述方法得到的刺梨提取液于容量瓶中，分別稀釋定容到50ml（稀釋10倍），100ml（稀釋20倍），150ml（稀釋30倍），200ml（稀釋40倍），250ml（稀釋50倍），備用。

1.2.3 刺梨提取液多糖含量測定

多糖含量測定采用苯酚-硫酸法[1]。

1.2.4 1.0%絮凝劑的配制方法[2]

1.2.5 絮凝效果的判斷方法及依據[3]

本實驗主要目的是除去刺梨多糖提取液中蛋白質等雜質以達到澄清效果。用苯酚-硫酸法來檢測絮凝前后多糖的含量。絮凝劑的絮凝效果主要是通過沉降試驗來評價其好壞。確定最佳凝聚劑的用量，選擇的標準是最大限度地保留多糖，并最大可能地除去雜質，達到澄清的目的。

2 結果與討論

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 絮凝劑用量對絮凝效果影響

從稀釋至40倍的刺梨提取液中分別移取五份40mL，調pH至5.0，分別加入濃度為1.0%的絮凝劑（mL）0.5、1.0、1.5、2.0、2.5。于35℃，攪拌速度50r/min，反應1.5h，觀察絮凝狀況。抽濾除去沉淀，量取2.0mL濾液并在λ=490nm下測量吸光度。結果如表1。

實驗表明，絮凝劑加入量是影響絮凝過程的重要因素，絮凝劑有在相應條件下的最佳投入量，低于或者高于這個值都會使得提取液的絮凝澄清效果變差。由表1可知，當聚丙烯酰胺的加入量達到一定值時，澄清效果和絮凝沉淀達到最佳。得出的最佳條件：質量分數為1.0%的絮凝劑的量為1.0 mL（絮凝劑與稀釋液體積比為1：40）。

2.1.2 溫度對絮凝效果的影響

稀釋至40倍的刺梨提取液五份各40mL，調pH至5.0，濃度1.0%的絮凝劑1.0mL，絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40。攪拌速度為50r/min，于溫度（℃）30、35、40、45、50下，反應1.5h。觀察絮凝狀況；同上，測其濾液吸光度。結果如表2。

絮凝前的吸光度為0.363 Abs，從表2中可以看出，隨著體系溫度的逐漸升高，吸光度先升高而后降低，而絮凝沉淀則先增多后減少，當溫度在35℃時吸光度最高，而在30℃和40℃時，絮凝沉淀都較多。得出的最佳條件為：反應溫度為35℃。

2.1.3 pH對絮凝效果的影響

稀釋至40倍的刺梨提取液五份各40mL，（原刺梨提取液的pH大概為3.5，而稀釋后的刺梨提取液pH為5.0左右），濃度1.0%的絮凝劑1.0mL，（絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40）。調pH值分別為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0。于35℃，攪拌速度50r/min，反應1.5小時。觀察絮凝狀況；同上，測其濾液吸光度。結果如表3。

絮凝前的吸光度為0.361Abs，由表3可知，隨著體系pH的逐漸升高，吸光度先升高而后降低，絮凝沉淀量先增多后減少，當pH為5.0時吸光度最高，絮凝沉淀量最多。得出的最佳條件：刺梨提取液最佳反應的pH為5.0。

2.1.4 攪拌速度對絮凝效果的影響

稀釋至40倍的刺梨提取液五份各40mL，調pH至5.0，分別加入濃度為1.0%的絮凝劑1.0mL（絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40）。于35℃，攪拌速度（r/min）分別為30、40、50、60、70，反應1.5h，觀察絮凝狀況；同上，測其濾液吸光度，結果如表4。

絮凝前的吸光度為0.357Abs，從表4中可以看出，隨著攪拌速度的加快，吸光度先升高而后降低，而沉淀量則是先增多后減少。得出的最佳條件為：攪拌速度為50r/min。

2.1.5 絮凝時間對絮凝效果的影響

稀釋至40倍的刺梨提取液五份各40mL，調pH至5.0，濃度1.0%的絮凝劑1.0mL（絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40）。于35℃、攪拌速度50r/min，絮凝時間（h）分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5。觀察絮凝狀況，同上，測其濾液吸光度。結果如表5。

絮凝前的吸光度為0.346Abs，如表5所示，隨著時間的增加，提取液的吸光度先升高后降低，而絮凝沉淀量緩慢增加。但從0.5小時到1小時之間，絮凝沉淀量增加的比較多，1小時后沉淀量基本不變。由此，綜合考慮提取液的吸光度以及絮凝沉淀量，得出的最佳條件：絮凝時間為1.5小時。

2.1.6 絮凝劑對不同濃度的提取液的影響

從配制好的不同濃度的刺梨稀釋液中各移取40mL，調pH至5.0，濃度1.0%的絮凝劑1.0mL（絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40）。于35℃、攪拌速度50r/min，反應1.5h。觀察絮凝狀況；同上，測其濾液吸光度。結果如表6。

由表6可看出絮凝劑對濃度大的提取液影響更大，提取液濃度高時，有大量絮凝沉淀物產生。稀釋倍數為10，20，30的提取液的絮凝量差不多，估計是絮凝劑的量不夠而造成的。綜上所述最佳條件為：刺梨提取液稀釋的倍數為40倍。

2.2 正交實驗

2.2.1 正交試驗結果

根據以上的單因素實驗結果，由于攪拌速度對絮凝效果影響并不大，因此可在攪拌速度為50r/min、絮凝劑質量分數為1%（稀釋至40倍的刺梨提取液，絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40）情況下，選用絮凝劑加入量、絮凝溫度、絮凝時間和pH四個因素以及相應的三水平進行正交實驗，見表7。結果見表8。

由表8可以看出，當絮凝劑的量為1.0mL、反應溫度為35℃、反應時間為1.5h、pH為5時，刺梨提取液吸光度最大，并且刺梨提取液有較多的沉淀。影響刺梨提取液吸光度主次關系為絮凝劑的加入量>pH>絮凝溫度>絮凝時間，因此影響刺梨提取液澄清率最顯著的因素是加入絮凝劑的量。由此確定最佳工藝為：聚丙烯酰胺的加入量1mL，絮凝溫度為35℃，絮凝時間為1.5h， pH為5.0。

2.2.2 驗證性實驗結果

從稀釋至40倍的刺梨提取液中分別移取3份40mL的提取液。濃度1.0%的絮凝劑1.0mL（絮凝劑與稀釋液體積比1.0：40）。溫度35℃，pH5.0，時間1.5h，攪拌速度為50r/min，結果見表9。

3 結論

（1）采用聚丙烯酰胺工藝對刺梨提取液進行處理， 可以起到較好的去除雜質、提高澄明度的作用，且原材料和能耗低， 對糖等有效成份的保留率高。

（2）通過單因素實驗以及正交實驗可得澄清刺梨提取液的最佳工藝為：

濃度為1.0%的絮凝劑聚丙烯酰胺， 加入至刺梨的稀釋液中（將料液比為1：25（g/mL）刺梨水提液，稀釋40倍），絮凝劑與稀釋液體積比1：40，在pH5.0，溫度35℃，絮凝1.5h，攪拌速度50r/min。澄清效果最佳，且對有效成分多糖的影響較小。

【參考文獻】

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[2]李堅斌，雷光鴻.糖用絮凝劑實驗室評價及使用量確定[J].廣西蔗糖，1998（12）.

[3]舒娜，芮漢明.凝聚劑和絮凝劑在火龍果色素提取中的運用[J].2003（5）77-79.

[責任編輯：朱麗娜]