板栗花飲料沉淀分析及穩(wěn)定性研究

常 虹，賈雅瓊，，周家華，趙麗芹

（1.北京市農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展研究所，北京 100097；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010018）

植物提取飲料在生產(chǎn)及儲藏過程中常會產(chǎn)生沉淀，影響飲料的質(zhì)量。研究認(rèn)為飲料產(chǎn)生沉淀及混濁的原因，大多是由于微生物和化學(xué)反應(yīng)引起，而化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀主要是由鞣酸、多酚類、果膠、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等引起[1-5]。板栗花作為板栗產(chǎn)業(yè)疏雄時產(chǎn)生的廢棄物，具有豐富的營養(yǎng)成分和活性物質(zhì)，特別是含有豐富的黃酮類化合物[6-9]，將其研制成飲料產(chǎn)品，口感和風(fēng)味極佳，但由于板栗花飲料會產(chǎn)生沉淀。因此，本實驗對板栗花飲料加工過程中沉淀物質(zhì)含量進(jìn)行測定分析，運(yùn)用物理、化學(xué)方法進(jìn)行澄清處理和比較，得出最佳澄清工藝。從而為板栗花飲料開發(fā)解決技術(shù)難題，為以板栗花為原料開發(fā)的飲料產(chǎn)品穩(wěn)定性研究奠定一定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

板栗花 北京市農(nóng)林科學(xué)院綜合所；蜂蜜 北京百花蜂蜜有限公司；綿白糖 北京糖業(yè)煙酒有限公司；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品 供含量測定用，中國藥品生物制品檢定所；果膠甲酯酶 酶活力5PEU/mL，諾維信（中國）生物技術(shù)有限公司；檸檬酸、甲醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、無水硫酸鈉、硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、單寧酸、碳酸鈉、鎢酸鈉、磷鉬酸、磷酸 均為分析純。

LP-503電子天平 常熟市衡器廠；HHS電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；RM-220超純水機(jī) 艾科普實驗設(shè)備有限公司；TU-1901雙光束紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；飛鴿實驗用離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器制造廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 板栗花飲料加工工藝[10]板栗花前處理→粉碎→浸提→抽濾→調(diào)配→調(diào)配液→澄清→濾液→裝罐→殺菌→產(chǎn)品。

板栗花原液浸提的最佳工藝條件為提取溫度60℃、提取時間25min、料液比1∶70、超聲功率700W、浸提液按照蜂蜜2%、白砂糖6%、檸檬酸0.02%進(jìn)行調(diào)配，得到板栗花飲料初產(chǎn)品。

1.2.2 板栗花飲料中沉淀物質(zhì)測定

1.2.2.1 沉淀物質(zhì)中果膠含量測定[11]準(zhǔn)確稱取半乳糖醛酸100mg溶解于水中，置于100mL容量瓶中，加入1mol/L氫氧化鈉溶液0.5mL，并定容至刻度。取以上原液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0mL，分別置于100mL容量瓶中，稀釋至刻度，得到半乳糖標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度分別為0、10、20、30、40、50、60、70μg/mL。吸取1mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于25mL比色試管，加入0.5mL 0.1%咔唑乙醇溶液，并產(chǎn)生白色絮狀沉淀，不斷振蕩容量瓶，加入6mL濃硫酸，立刻將試管放入85℃水浴反應(yīng)5min，之后冷卻20min，測其在525nm吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

取40mL板栗花飲料用4000r/min離心45min，將澄清液濾出，將沉淀溶于水，置于10mL容量瓶中，加入1mol/L氫氧化鈉溶液0.5mL，定容至刻度。之后步驟同上。

通過測定不同濃度半乳糖醛酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液，結(jié)果表明，濃度在10～70μg/mL之間呈良好的線性關(guān)系，線性回歸方程為Y=0.0080X+0.0089，相關(guān)系數(shù)R2=0.9983。

1.2.2.2 沉淀物質(zhì)中鞣酸含量測定 將單寧酸配制為100μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)使用液。吸取鞣酸標(biāo)準(zhǔn)使用液0、0.2、0.4、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0mL，置于試管中，分別加入20mL水、1.0mL福林-丹尼斯氏試劑和6mL 100g/L碳酸鈉溶液，靜置45min。測其710nm吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

取40mL板栗花飲料用4000r/min離心45min，將澄清液濾出，將沉淀溶于水，置于10mL容量瓶中定容，之后方法同上。

實驗表明鞣酸含量在0～200μg/20mL與其吸光值呈線性關(guān)系，且在此范圍內(nèi)的線性回歸方程為Y=0.0025X+0.0031，相關(guān)系數(shù)R2=0.9990。

1.2.2.3 沉淀物質(zhì)中茶多酚含量測定 取40mL板栗花飲料用4000r/min離心45min，將澄清液濾出，將沉淀溶于水，置于10mL容量瓶中定容。精確移取1～5mL上述制備的試液于25mL容量瓶中，加水4mL，酒石酸亞鐵溶液5mL，充分搖勻，用pH7.5的磷酸緩沖溶液定容至刻度。用比色皿，在波長540nm處，以試劑空白作參比，測定其吸光度（A1）。同時移取等量的試液置于25mL容量瓶中，加水4mL，用pH7.5的磷酸緩沖液定容至刻度，測定其吸光度（A2）。

樣品中茶多酚的含量按式（1）計算：

X=[（A1-A2）×1.957×2×K]/V×1000 式（1）

式中：X：樣品中茶多酚的含量，mg/L；A1：試液顯色后的吸光度；A2：試液底色的吸光度；K：稀釋倍數(shù)；V：測定時吸取試液的體積，mL；1.957：用10mm比色皿，當(dāng)吸光度等于0.50時，1mL茶湯中茶多酚的含量相當(dāng)于1.957mg。

1.2.2.4 總沉淀量的測定 經(jīng)過不同處理的板栗花飲料放置一定的時間后，采用4000r/min離心45min，將澄清液濾出，所得沉淀的總質(zhì)量即為總沉淀量。

1.2.2.5 離心澄清法 將調(diào)配好的板栗花飲料置于離心機(jī)中，以4000r/min分別離心15、30、45min濾除沉淀物質(zhì)。

1.2.3 穩(wěn)定性效果研究

1.2.3.1 單因素實驗 飲料中常用各種穩(wěn)定劑來保持飲料的良好外觀，各種穩(wěn)定劑的使用效果各不相同[12]。在調(diào)配好的板栗花飲料初產(chǎn)品中加入不同量的黃原膠、CMC-Na進(jìn)行單因素對比實驗，確定各因素的最適添加量。

1.2.3.2 黃原膠、CMC-Na兩種穩(wěn)定劑復(fù)配 根據(jù)之前單因素實驗結(jié)果，確定復(fù)配因素及復(fù)配因素添加量。用黃原膠、CMC-Na進(jìn)行復(fù)配實驗，確定穩(wěn)劑復(fù)配的最佳比例。復(fù)配實驗表見表1。

表1 穩(wěn)定劑復(fù)配實驗表Table 1 Experiment form of compound stabilizer

1.2.3.3 果膠酶對沉淀的影響 分別在調(diào)配好的板栗花飲料初產(chǎn)品中加入0.02%、0.04%、0.06%、0.08%的果膠酶，40℃下酶解120min，冷卻后制得成品，放置10d后對板栗花飲料的沉淀物質(zhì)進(jìn)行測定。研究不同量果膠酶對板栗花沉淀物質(zhì)的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 飲料中沉淀物質(zhì)分析

本實驗運(yùn)用咔唑比色法、福林丹尼斯法、酒石酸亞鐵比色法分別對板栗花飲料在調(diào)配液、濾液以及殺菌處理后的板栗花飲料成品，放置10d后沉淀物質(zhì)中的果膠、鞣酸、茶多酚的含量進(jìn)行測定。得出各物質(zhì)含量，結(jié)果見表2。

表2 板栗花飲料中沉淀物質(zhì)Table 2 Sediment of Chinese chestnut flowers beverage

由表2可知，在板栗花飲料加工過程的各階段，果膠和鞣酸是板栗花飲料沉淀的主要成分。如在調(diào)配液階段，果膠占總沉淀量的25.72%，鞣酸占總沉淀量的23.71%，兩者之和幾乎占到總沉淀物質(zhì)的50%。在浸提液調(diào)配、離心過濾、得到成品的過程中，板栗花飲料中的總沉淀物質(zhì)呈現(xiàn)逐步減少的趨勢，其中，離心過濾后的濾液中，茶多酚在總沉淀中所占的比例明顯下降，果膠與鞣酸含量也有所下降。

2.2 離心澄清法對板栗花飲料澄清效果的影響

將調(diào)配好的板栗花飲料置于離心機(jī)中，以轉(zhuǎn)速為4000r/min分別離心15、30、45min來濾除沉淀物質(zhì)，結(jié)果見表3。

由表3可知，離心15min后濾液呈現(xiàn)稍微混濁的狀況，靜置2d后出現(xiàn)較為明顯的沉淀。離心30min和離心45min后，濾液澄清透明，放置7d后才出現(xiàn)沉淀，且沉淀量很少，基本相當(dāng)，故離心澄清的最佳條件是轉(zhuǎn)速4000r/min，離心30min，它可以作為板栗花飲料加工過程中澄清的輔助方法。

表3 離心澄清法對板栗花飲料澄清效果的影響Table 3 The effect of centrifugation onchestnut flowers beverage

2.3 添加化學(xué)試劑對澄清效果的影響

2.3.1 穩(wěn)定劑的單因素實驗分析 分別加入不同量的黃原膠和CMC-Na進(jìn)行單因素實驗，實驗結(jié)果見表4。

表4 黃原膠單因素實驗結(jié)果分析Table 4 Single factor analysis of test results

由表4可知，黃原膠作為板栗花飲料的穩(wěn)定劑時，在添加量為0.04%時，沉淀物質(zhì)相對較少，故黃原膠的最適添加量0.04%。

表5 CMC-Na單因素實驗結(jié)果分析Table 5 Single factor analysis of test results

由表5可知，CMC-Na單因素實驗中，CMC-Na作為穩(wěn)定劑，添加量為0.06%時，沉淀物質(zhì)相對較少，故CMC-Na最適添加量0.06%。

2.3.2 穩(wěn)定劑復(fù)配效果研究 選取穩(wěn)定劑最大添加量為0.1%，黃原膠和CMC-Na分別按照表1所示進(jìn)行復(fù)配，按照不同組合進(jìn)行實驗，結(jié)果見表6。

表6 穩(wěn)定劑復(fù)配實驗結(jié)果Table 6 The experiment result of compound stabilizer

由表6可知，直觀分析在A3B1時，沉淀量最少，即添加黃原膠0.05%、CMC-Na 0.05%時，穩(wěn)定效果最佳。

2.3.3 果膠酶添加量對板栗花飲料澄清效果的影響根據(jù)實驗結(jié)果可知，板栗花飲料沉淀物中含有果膠，故選取不同量果膠酶添加到板栗花飲料中進(jìn)行酶解，觀察酶用量與沉淀量的關(guān)系。結(jié)果見圖1。

圖1 酶用量對澄清效果的影響Fig.1 Effect of amount of pectinase on the results of sediment analysis

由圖1可知，在板栗花飲料中果膠酶添加量為0.04%到0.06%時，沉淀量明顯減少；果膠酶添加量繼續(xù)增大，沉淀量減少趨于平緩，故果膠酶添加量為0.06%時效果最佳。

3 結(jié)論

對沉淀物質(zhì)粗測可知，板栗花飲料的沉淀物中果膠、鞣酸以及茶多酚等物質(zhì)是主要成分，含量約占板栗花飲料總沉淀量的65%左右。物理澄清法如離心等對板栗花飲料沉淀的去除有一定的效果，最佳離心澄清的條件是轉(zhuǎn)速4000r/min，離心30min，它可以作為板栗花飲料加工過程中一個澄清的輔助方法；最佳穩(wěn)定劑添加方案為黃原膠與CMC-Na進(jìn)行復(fù)配，并且當(dāng)復(fù)配比例為1∶1、最大添加量為0.1%時澄清效果最佳；果膠酶對板栗花飲料有一定的澄清效果，當(dāng)酶用量在0.06%時效果最佳。

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