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(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，且具有保健功能的蔬菜品種。據(jù)報(bào)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(guó)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(fèi)，提高蘆筍的綜合利用率，實(shí)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(duì)象，以澄清度為指標(biāo)，通過正交試驗(yàn)，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(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?。ZTC1+1-Ⅱ澄清劑(津衛(wèi)食準(zhǔn)字［120］第3588－1號(hào)，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(shí)驗(yàn)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(hào)阿貝折射儀(上海光學(xué)儀器五廠有限公司)。

2 實(shí)驗(yàn)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(diǎn)和斑點(diǎn)的產(chǎn)生。然后在100℃熱水浸泡5 min進(jìn)行殺青，從而得到實(shí)驗(yàn)用蘆筍老莖原汁。

2.2 澄清劑篩選試驗(yàn)

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(shí)驗(yàn)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(yàn)及正交試驗(yàn)。

2.3 含量測(cè)定方法

2.3.1 澄清度測(cè)定方法

采用分光光度法測(cè)定，以蒸餾水作參比，比色杯厚度1 cm，用721分光光度計(jì)在215 nm下測(cè)透光率。

2.3.2 可溶性固形物測(cè)定方法

采用折射儀法測(cè)定。

2.3.3 黃酮測(cè)定方法

采用分光光度法測(cè)定［5］。

2.3.4 多糖測(cè)定方法

采用硫酸苯酚法測(cè)定。

2.3.5 多酚測(cè)定方法

采用福林酚法測(cè)定［6］。

2.3.6 皂苷測(cè)定方法

采用分光光度法測(cè)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(duì)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(duì)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(zhǎng)條件下用分光光度計(jì)測(cè)得各實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)的水平因素(表2)。

3.2.2.2 澄清劑作用時(shí)間對(duì)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(jì)測(cè)的各實(shí)驗(yàn)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(duì)澄清效果的影響

表3 時(shí)間對(duì)澄清效果的影響

3.2.2.3 澄清劑作用溫度對(duì)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(jì)測(cè)的各實(shí)驗(yàn)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(duì)澄清效果的影響

3.2.3 蘆筍老莖汁的正交實(shí)驗(yàn)

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將以上影響澄清劑作用的幾個(gè)因素:澄清劑濃度、水浴溫度、水浴時(shí)間作為考察因素，以澄清度為檢測(cè)指標(biāo)，應(yīng)用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)表設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，見表5。

表5 正交水平因素

表6 為正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由表6可見，ZTC－Ⅱ型天然澄清劑對(duì)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(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果與正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，說明該澄清工藝條件可行。

表6 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)正交試驗(yàn)得出的最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，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(shí)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(yàn)和正交試驗(yàn)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(cè)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(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jiǎn)便、成本低、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，為以后的蘆筍保健飲料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

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