兩種浸提液的澄清脫色效果優化

劉安，周興鵬，趙華

(天津科技大學 生物工程學院，天津 300457)

羅漢果，葫蘆科多年生藤本植物的果實，被譽為“神仙果”[1]。羅漢果中含有大量的糖類、蛋白質、維生素和必需氨基酸等多種有益成分，是我國名貴的藥食兩用中藥材[2]。羅漢果具有調節血糖平衡、清熱止咳、潤腸通便、防癌、降血脂、美容養顏、抗氧化等功效[3,4]。羅漢果中的主效成分甜苷具有甜度高、熱量低的特點，在功能性食品中可以作為蔗糖的替代品，也可以添加到各種飲品中[5,6]。同時羅漢果也可以應用于醫藥、食品添加劑、功能食品等領域[7]。

陳皮，蕓香科柑橘屬植物橘及其栽培變種的干燥成熟果皮，藥材分為“陳皮”和“廣陳皮”[8]。陳皮味苦、辛，性溫，具有理氣健脾、胃止嘔和燥濕化痰等功效[9,10]。研究表明，陳皮中含有黃酮、揮發油、檸檬苦素、生物堿和人體必需的微量元素等多種活性成分，以黃酮類成分含量最高，黃酮類化合物具有抑菌抗炎、抗病毒、降血脂、抗氧化、改善皮膚微循環等功效，而被廣泛用作藥品、化妝品、食品添加劑及營養強化劑的原料[11-13]。

本文以羅漢果和陳皮作為原料，分別采用冷凝回流和超聲提取工藝進行提取制備浸提液[14,15]，選用硅藻土、明膠、殼聚糖和活性炭4種材料作為澄清脫色劑，通過單因素實驗探究澄清脫色劑種類以及加入量對各浸提液澄清脫色的處理效果，最終使其浸提液品質達到穩定。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

羅漢果：市售，廣西桂林羅漢果；陳皮：市售，新會陳皮；95%食用酒精：天津市寧河縣酒廠。

1.1.2 試劑

硅藻土(分析純)：天津市化學試劑三廠；明膠(分析純)：天津市永大化學試劑開發中心；殼聚糖(生化試劑)：國藥集團化學試劑有限公司；活性炭(食品級)：重慶飛洋活性炭制造有限公司。

1.1.3 主要溶劑

1%殼聚糖溶液：稱取1.0 g殼聚糖溶于100 mL 1%的檸檬酸溶液中，加熱煮沸至殼聚糖全部溶解，冷卻后倒入100 mL容量瓶中，用蒸餾水補足至刻度，備用。

1%明膠溶液：稱取1.0 g明膠浸泡于100 mL的蒸餾水中，待充分吸水后，緩慢加熱溶解，冷卻后補足100 mL，備用。

1.2 儀器與設備

SH2-DⅢ型循環水式真空泵 河南省予華儀器有限公司；UV-5200型紫外可見分光光度計 上海元析儀器有限公司；DH-101型電熱恒溫鼓風干燥箱 天津市中環實驗電爐有限公司；L-550型臺式離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；高速中藥粉碎機 天津華鑫儀器廠。

1.3 實驗方法

1.3.1 浸提液制備工藝流程

將羅漢果去殼，分離出果核，置于50 ℃干燥箱中烘干，將陳皮直接放入干燥箱中烘干，烘干后粉碎過40目篩，未粉碎的顆粒可重復此操作，直至原料全部粉碎完全為止。

取粉碎后的羅漢果按照1∶20的料液比，加入80%的食用酒精溶液，在80 ℃條件下冷凝回流提取2 h；取粉碎后的陳皮按照1∶20的料液比，加入80%的食用酒精溶液，設置超聲裝置功率為30 Hz提取1 h。提取結束后，將溶液分離，得到浸提原液。

在浸提原液中加入一定量的澄清脫色劑，處理一段時間后離心得到澄清透亮的浸提液。

1.3.2 浸提液澄清脫色的工藝優化要點

選擇硅藻土、明膠、殼聚糖和活性炭作為澄清脫色劑，分別對兩種浸提液進行澄清脫色處理。加入澄清劑后在4 ℃下靜置48 h，取出后以4000 r/min離心20 min，取上清液，以蒸餾水作空白對照測其透光率和色度，透光率在波長720 nm下測定，色度值波長420 nm下的吸光度值(如果吸光度數值太大，稀釋10倍再進行測定)，最終比較每種澄清脫色劑最好的澄清脫色效果，篩選出效果最好的澄清脫色劑[16,17]。

2 結果與討論

2.1 羅漢果浸提液澄清脫色條件優化

2.1.1 硅藻土添加量對羅漢果浸提液澄清脫色效果的影響

取羅漢果浸提液，加入不同量的硅藻土，使浸提液中硅藻土濃度分別為0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0 g/L。充分攪拌，在4 ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結果見圖1。

圖1 硅藻土添加量對透光率和色度的影響Fig.1 Effect of diatomite additive amount on light transparency and chrominance

由圖1可知，當硅藻土添加量為3 g/L時，透光率達到最大值84.7%，色度為5.52。硅藻土添加量小于3 g/L時，隨著硅藻土添加量的增加，羅漢果浸提液的透光率呈梯度上升，色度先升高后逐漸下降。硅藻土濃度大于3 g/L時，再增加硅藻土的用量，透光率基本保持不變，色度反而上升，澄清脫色效果變差。因此，綜合數值考量，當硅藻土濃度為3 g/L時，澄清脫色效果最好。

2.1.2 明膠添加量對羅漢果浸提液澄清脫色效果的影響

取羅漢果浸提液，分別按照0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%、0.16%的比例向羅漢果浸提液中添加1%的明膠溶液。充分攪拌，在4 ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結果見圖2。

圖2 明膠添加量對透光率和色度的影響Fig.2 Effect of gelatin additive amount on light transparency and chrominance

由圖2可知，明膠溶液加入量為0.12%時，羅漢果浸提液的透光率達到最大值83.9%，色度值達最小值5.60。明膠添加量小于0.12%時，透光率逐漸降低，色度值逐漸升高，當明膠加入量大于0.12%時，透光率和色度值基本不再變化。因此，明膠添加量為0.12%時，澄清脫色效果最好。

2.1.3 殼聚糖添加量對羅漢果浸提液澄清脫色效果的影響

取羅漢果浸提液，分別按照0.03%、0.05%、0.07%、0.09%、0.11%、0.13%、0.15%、0.17%的比例向羅漢果浸提液中添加1%的殼聚糖溶液。充分攪拌，在4 ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結果見圖3。

圖3 殼聚糖添加量對透光率和色度的影響Fig.3 Effect of chitosan additive amount on light transparency and chrominance

由圖3可知，殼聚糖溶液加入量為0.15%時，羅漢果浸提液的透光率達到最大值87.5%，色度值達最小值5.0。殼聚糖添加量小于0.15%時，透光率逐漸降低，色度值逐漸升高，當加入量超過0.15%時，澄清脫色的效果反而隨著用量的增加而有所下降。因此，殼聚糖添加量為0.15%時，澄清脫色效果最好。

2.1.4 活性炭添加量對羅漢果浸提液澄清脫色效果的影響

取羅漢果浸提液，加入不同量的活性炭，使浸提液中活性炭濃度分別為1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5 g/L。充分攪拌，在4 ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結果見圖4。

圖4 活性炭添加量對透光率和色度的影響Fig.4 Effect of activated carbon additive amount on light transparency and chrominance

由圖4可知，活性炭加入量為4 g/L時，透光率達到最大值93.8%，色度達最小值3.24。活性炭添加量小于4 g/L時，透光率逐漸降低，色度逐漸升高。活性炭添加量大于4 g/L時，透光率明顯降低，色度基本不變。因此，活性炭添加量為4 g/L時，澄清脫色效果最好。

2.1.5 4種澄清脫色劑添加量對羅漢果浸提液脫色效果的對比

將上述4種澄清脫色劑的最佳澄清脫色效果進行比較，以透光率和色度值為綜合指標，并以感官評價作輔助，選出最佳澄清脫色劑。

表1 4種澄清脫色劑的比較Table 1 Comparison of four decoloring clarificants

由表1可知，這4種澄清脫色劑對羅漢果浸提液的澄清脫色效果各有好壞，其中活性炭對浸提液的澄清脫色效果最好，其感官評價為色澤較澄清透明，口感柔和較爽口，無異味，所以選擇活性炭作為羅漢果浸提液的最佳澄清脫色劑。

2.2 陳皮浸提液澄清脫色條件優化

2.2.1 硅藻土添加量對陳皮浸提液澄清脫色效果的影響

取陳皮浸提液，加入不同量的硅藻土，使各浸提液中硅藻土濃度分別為0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0 g/L。充分攪拌，在4 ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結果見圖5。

由圖5可知，硅藻土加入量為1 g/L時，陳皮浸提液的透光率達到最大值98%，色度達最小值1.511。硅藻土添加量大于1 g/L時，透光率逐漸下降，色度逐漸上升，澄清脫色效果變差。因此，硅藻土添加量為1 g/L時，澄清脫色效果最好。

2.2.2 明膠添加量對陳皮浸提液澄清脫色效果的影響

取陳皮浸提液，分別按照0.04%、0.08%、0.12%、0.16%、0.20%、0.24%、0.28%的比例向陳皮浸提液中添加1%的明膠溶液。充分攪拌，在4 ℃下靜置48 h后，離心過濾測定透光率和色度值，結果見圖6。

圖6 明膠添加量對透光率和色度的影響Fig.6 Effect of gelatin additive amount on light transparency and chrominance

由圖6可知，明膠溶液加入量為0.24%時，陳皮浸提液的透光率達到最大值98.3%，色度值達最小值1.375。明膠添加量小于0.24%時，透光率逐漸降低，色度值逐漸升高，當明膠加入量大于0.24%時，透光率和色度值基本不再變化。因此，明膠添加量為0.24%時，澄清脫色效果最好。

2.2.3 殼聚糖添加量對陳皮浸提液澄清脫色效果的影響

取陳皮浸提液，分別按照0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%、0.16%的比例向陳皮浸提液中添加1%的殼聚糖溶液。充分攪拌，在4 ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結果見圖7。

圖7 殼聚糖添加量對透光率和色度的影響Fig.7 Effect of chitosan additive amount on light transparency and chrominance

由圖7可知，殼聚糖溶液加入量為0.08%時，陳皮浸提液的透光率達到最大值98.9%，色度值達最小值1.591。殼聚糖添加量小于0.08%時，透光率逐漸降低，色度值逐漸升高，當加入量超過0.08%時，澄清脫色的效果反而隨著殼聚糖用量的增加而有所下降。因此，殼聚糖添加量為0.08%時，澄清脫色效果最好。

2.2.4 活性炭添加量對陳皮浸提液澄清脫色效果的影響

取陳皮浸提液，加入不同量的活性炭，使各浸提液中活性炭濃度分別為1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5 g/L。充分攪拌，在4 ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結果見圖8。

圖8 活性炭添加量對透光率和色度的影響Fig.8 Effect of activated carbon additive amount on light transparency and chrominance

由圖8可知，活性炭加入量為3 g/L時，透光率達到最大值97.6%，色度達最小值0.959。活性炭添加量小于3 g/L時，透光率逐漸降低，色度逐漸升高。活性炭添加量大于3 g/L時，透光率明顯降低，色度基本不變。因此，活性炭添加量為3 g/L時，澄清脫色效果最好。

2.2.5 4種澄清脫色劑添加量對陳皮浸提液脫色效果的比較

將上述4種澄清脫色劑的最佳澄清脫色效果進行比較，以透光率和色度值為綜合指標，并以感官評價作輔助，選出最佳澄清脫色劑。

表2 4種澄清脫色劑的比較Table 2 Comparison of four decoloring clarificants

由表2可知，這4種澄清脫色劑對陳皮浸提液的澄清脫色效果差別不大，但是活性炭存在不容易除盡的缺點，所以綜合透光率和色度兩個指標，明膠對浸提液的澄清脫色效果最好，其感官評價為色澤澄清透明，有光澤，口感醇甜柔和，無異味，所以選擇明膠作為陳皮浸提液的最佳澄清脫色劑。

3 結論

實驗證明，采用硅藻土、明膠、殼聚糖和活性炭作為澄清脫色劑，對羅漢果和陳皮浸提液進行澄清脫色處理是可行的。以透光率和色度值為主要指標并輔助感官評價，比較后得出，羅漢果浸提液的最佳澄清脫色劑為活性炭，活性炭加入量為4 g/L，透光率達到最大值93.8%，色度達最小值3.24；陳皮浸提液的最佳澄清脫色劑為明膠，1%明膠溶液加入量為0.24%，透光率達到最大值98.3%，色度達最小值1.375。羅漢果浸提液中主要成分甜苷也被廣泛用作功能性甜味劑[18]；陳皮浸提液中主要成分黃酮類物質在食品加工行業可作為天然色素使用[19]。在此最佳工藝條件下，浸提液的澄清脫色效果好，澄清效果維持時間長，操作簡單，且不破壞主效成分。