兩種浸提液的澄清脫色效果優(yōu)化

劉安，周興鵬，趙華

(天津科技大學(xué) 生物工程學(xué)院，天津 300457)

羅漢果，葫蘆科多年生藤本植物的果實(shí)，被譽(yù)為“神仙果”[1]。羅漢果中含有大量的糖類、蛋白質(zhì)、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(diào)節(jié)血糖平衡、清熱止咳、潤腸通便、防癌、降血脂、美容養(yǎng)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(diǎn)，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(shí)羅漢果也可以應(yīng)用于醫(yī)藥、食品添加劑、功能食品等領(lǐng)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(fā)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(huán)等功效，而被廣泛用作藥品、化妝品、食品添加劑及營養(yǎng)強(qiáng)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(zhì)達(dá)到穩(wěn)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(huì)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(xué)試劑三廠；明膠(分析純)：天津市永大化學(xué)試劑開發(fā)中心；殼聚糖(生化試劑)：國藥集團(tuán)化學(xué)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(bǔ)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(bǔ)足100 mL，備用。

1.2 儀器與設(shè)備

SH2-DⅢ型循環(huán)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(jì) 上海元析儀器有限公司；DH-101型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 天津市中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司；L-550型臺(tái)式離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；高速中藥粉碎機(jī) 天津華鑫儀器廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)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?？芍貜?fù)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(shè)置超聲裝置功率為30 Hz提取1 h。提取結(jié)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(shí)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(yōu)化要點(diǎn)

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(jìn)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(shù)值太大，稀釋10倍再進(jìn)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(jié)果與討論

2.1 羅漢果浸提液澄清脫色條件優(yōu)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?jǐn)嚢瑁? ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結(jié)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(dāng)硅藻土添加量為3 g/L時(shí)，透光率達(dá)到最大值84.7%，色度為5.52。硅藻土添加量小于3 g/L時(shí)，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(shí)，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(shù)值考量，當(dāng)硅藻土濃度為3 g/L時(shí)，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?jǐn)嚢?，? ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結(jié)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(shí)，羅漢果浸提液的透光率達(dá)到最大值83.9%，色度值達(dá)最小值5.60。明膠添加量小于0.12%時(shí)，透光率逐漸降低，色度值逐漸升高，當(dāng)明膠加入量大于0.12%時(shí)，透光率和色度值基本不再變化。因此，明膠添加量為0.12%時(shí)，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?jǐn)嚢?，? ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結(jié)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(shí)，羅漢果浸提液的透光率達(dá)到最大值87.5%，色度值達(dá)最小值5.0。殼聚糖添加量小于0.15%時(shí)，透光率逐漸降低，色度值逐漸升高，當(dāng)加入量超過0.15%時(shí)，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(shí)，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?jǐn)嚢瑁? ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結(jié)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(shí)，透光率達(dá)到最大值93.8%，色度達(dá)最小值3.24。活性炭添加量小于4 g/L時(shí)，透光率逐漸降低，色度逐漸升高?；钚蕴刻砑恿看笥? g/L時(shí)，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(shí)，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(jìn)行比較，以透光率和色度值為綜合指標(biāo)，并以感官評價(jià)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(jià)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(yōu)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?jǐn)嚢瑁? ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結(jié)果見圖5。

由圖5可知，硅藻土加入量為1 g/L時(shí)，陳皮浸提液的透光率達(dá)到最大值98%，色度達(dá)最小值1.511。硅藻土添加量大于1 g/L時(shí)，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(shí)，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?jǐn)嚢?，? ℃下靜置48 h后，離心過濾測定透光率和色度值，結(jié)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(shí)，陳皮浸提液的透光率達(dá)到最大值98.3%，色度值達(dá)最小值1.375。明膠添加量小于0.24%時(shí)，透光率逐漸降低，色度值逐漸升高，當(dāng)明膠加入量大于0.24%時(shí)，透光率和色度值基本不再變化。因此，明膠添加量為0.24%時(shí)，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?jǐn)嚢瑁? ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結(jié)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(shí)，陳皮浸提液的透光率達(dá)到最大值98.9%，色度值達(dá)最小值1.591。殼聚糖添加量小于0.08%時(shí)，透光率逐漸降低，色度值逐漸升高，當(dāng)加入量超過0.08%時(shí)，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(shí)，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?jǐn)嚢?，? ℃下靜置48 h后，離心過濾，測定透光率和色度值，結(jié)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(shí)，透光率達(dá)到最大值97.6%，色度達(dá)最小值0.959。活性炭添加量小于3 g/L時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(jìn)行比較，以透光率和色度值為綜合指標(biāo)，并以感官評價(jià)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(diǎn)，所以綜合透光率和色度兩個(gè)指標(biāo)，明膠對浸提液的澄清脫色效果最好，其感官評價(jià)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(jié)論

實(shí)驗(yàn)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(jìn)行澄清脫色處理是可行的。以透光率和色度值為主要指標(biāo)并輔助感官評價(jià)，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(dá)到最大值93.8%，色度達(dá)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(dá)到最大值98.3%，色度達(dá)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(zhì)在食品加工行業(yè)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(shí)間長，操作簡單，且不破壞主效成分。