澄清劑對(duì)藍(lán)靛果果汁活性成分和特性的影響

曾德永，張立鋼，趙玉紅*

（1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

藍(lán)靛果忍冬（Lonicera caerulea L.）是忍冬科忍冬屬落葉灌木植物，又名藍(lán)靛果、黑瞎子果、山茄子果等，主要分布在我國(guó)的東北、華北及俄羅斯的遠(yuǎn)東地區(qū)和日本等地[1-3]。藍(lán)靛果果實(shí)中含有大量的維生素、礦物質(zhì)、有機(jī)酸和糖類，同時(shí)含有大量的功能活性物質(zhì)，如兒茶酸、花色苷、蕓香苷等，具有抗氧化、抗癌、提高血球蛋白數(shù)和降壓的作用[4]。藍(lán)靛果果實(shí)多汁，種子極小，出汁率極高，被作為生產(chǎn)果汁和果酒的理想原料[5-6]，果汁為鮮艷的深玫瑰色，是生產(chǎn)天然植物色素的良好原料[7]。

果汁的澄清可以分為電荷中和法、酶法和物理法3 種[8]。不同的澄清方法對(duì)果汁的澄清效果不同。莫樹平等[9]使用自然澄清法、明膠-單寧法、海藻酸鈉-碳酸鈣法、聚乙烯聚吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone，PVPP）法、甘草浸提液澄清法、甲殼素澄清法、冷凍澄清法等對(duì)龍眼果汁進(jìn)行澄清實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明明膠-單寧法和甘草浸提液澄清法對(duì)龍眼果汁的澄清效果不理想，且易產(chǎn)生二次沉淀；經(jīng)PVPP法處理過的龍眼果汁近乎透明，澄清后龍眼風(fēng)味改變不大。Ozge等[10]研究了利用殼聚糖澄清石榴汁并研究其在儲(chǔ)藏期間質(zhì)量的變化，結(jié)果表明，石榴汁在貯藏過程中質(zhì)量的變化主要表現(xiàn)為濁度、可滴定酸度、總酚含量的變化。Betul等[11]研究了殼聚糖、PVPP、黃原膠、白蛋白、酪蛋白等物質(zhì)對(duì)石榴汁的澄清效果，并研究了這些澄清劑對(duì)其活性成分的影響，結(jié)果表明黃原膠對(duì)花色苷的影響較其他澄清劑小，而且用黃原膠澄清后總的碳水化合物保留最多，該實(shí)驗(yàn)表明黃原膠是良好的果汁澄清劑。酶是常用的澄清劑，王秀松等[12]研究了加果膠酶澄清果汁對(duì)果汁質(zhì)量的影響。田金輝[13]則研究了果膠酶和纖維素酶對(duì)黑莓汁澄清處理后果汁中含有的花色苷含量會(huì)下降，總酚類物質(zhì)有所增加。劉國(guó)凌等[14]采用果膠酶和纖維素酶復(fù)合澄清崗稔汁。王素雅等[15]研究了果漿酶對(duì)香蕉汁的澄清效果。Lettera等[16]利用真菌漆酶澄清橘子汁，對(duì)其中的活性物質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，證明黃烷酮的含量沒有減少，漆酶沒有影響活性成分的含量。Maktouf等[17]利用真菌果膠分解酶對(duì)檸檬汁進(jìn)行澄清研究，該酶對(duì)果汁的澄清效果良好，且貯藏過程中果汁的濁度等指標(biāo)并沒有明顯變化。

目前對(duì)藍(lán)靛果的研究大都集中于研究其成分的含量和功能性方面，對(duì)藍(lán)靛果經(jīng)過一系列工藝制成藍(lán)靛果果汁后其活性成分受到的影響和感官特性等方面的變化研究比較少，有關(guān)藍(lán)靛果經(jīng)澄清劑處理后果汁的活性成分以及特性變化的研究鮮見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以自然澄清汁和原果汁為對(duì)照，研究8 種澄清劑（殼聚糖、PVPP、白蛋白、干酪素、黃原膠、果膠酶、纖維素酶、明膠）對(duì)藍(lán)靛果果汁活性成分（多酚、花色苷、黃酮、單寧）和特性（pH值、透光率、褐變指數(shù)、L*值）的影響，為藍(lán)靛果果汁的加工利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藍(lán)靛果 黑龍江省尚志野漿果有限責(zé)任公司。

果膠酶、纖維素酶、白蛋白、酪蛋白、PVPP、明膠、黃原膠、殼聚糖、福林-酚、沒食子酸均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

ALC-110.4電熱恒溫水浴鍋 北京市永光明醫(yī)療儀器廠；DHG-9070A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；722型可見分光光度計(jì) 上海光譜儀器有限公司；WBL25B26榨汁機(jī) 廣東佛山美的公司。

1.3 方法

1.3.1 藍(lán)靛果果汁的制備

1.3.1.1 原果汁的制備

將冷凍的藍(lán)靛果在室溫自然解凍，用榨汁機(jī)進(jìn)行榨汁，經(jīng)4 層紗布過濾，在90 ℃、5 min條件下進(jìn)行滅酶處理，得到原果汁。

1.3.1.2 自然澄清果汁的制備

將1.3.1.1節(jié)所得果汁在室溫條件下放置16 h，3 500 r/min離心10 min得自然澄清汁。

1.3.1.3 不同澄清劑對(duì)果汁的處理

將1.3.1.1節(jié)所得果汁分別用PVPP、白蛋白、干酪素、果膠酶、黃原膠、殼聚糖、明膠、纖維素酶8 種澄清劑對(duì)果汁進(jìn)行澄清處理：1）PVPP澄清處理：在反應(yīng)溫度20 ℃、處理時(shí)間2 h時(shí)，PVPP添加量分別為0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 g/L。2）白蛋白、干酪素、黃原膠澄清處理：在反應(yīng)溫度4 ℃、處理時(shí)間16 h條件下，白蛋白、干酪素添加量分別為0.062 5、0.125、0.250、0.375、0.500、0.625、0.750、0.875、1.0 g/L，黃原膠添加量分別為0.05、0.075、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、 0.80、0.90、1.00 g/L。3）果膠酶、纖維素酶澄清處理：在反應(yīng)溫度45 ℃、酶解時(shí)間90 min條件下，果膠酶添加量分別為0.02、0.04、0.06、0.0 8、0.10、0.12 g/L，纖維素酶添加量分別為0.5、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 g/L。4）殼聚糖澄清處理：在反應(yīng)溫度20 ℃、處理時(shí)間10 h條件下，殼聚糖添加量分別為0.1、0.25、0.5、0.75 、1.0 g/L。5）明膠澄清處理：在反應(yīng)溫度20 ℃、處理時(shí)間6 h條件下，明膠添加量分別為0.05、0.075、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、 0.80、0.90、1.00 g/L。

按上述方法對(duì)果汁進(jìn)行澄清處理后，3 500 r/min離心10 min，再以透光率為指標(biāo)研究澄清劑對(duì)果汁澄清效果的影響。

1.3.2 果汁特性的測(cè)定

1.3.2.1 果汁透光率的測(cè)定

透光率反映果汁體系的顆粒懸浮情況和渾濁程度，果汁的透光率越高表示澄清效果越好，本實(shí)驗(yàn)將制得的澄清汁用水1∶1稀釋后在660 nm波長(zhǎng)處直接測(cè)定透光率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以蒸餾水為參比[18]。

1.3.2.2 顏色的測(cè)定

將制得的澄清汁用水稀釋50 倍后，在相同條件下對(duì)澄清處理后果汁的L*、a*、b*值進(jìn)行測(cè)定，并計(jì)算出果汁的褐變指數(shù)（C）[19]，如式（1）所示：

1.3.2.3 pH值的測(cè)定

采用pH計(jì)測(cè)定。

1.3.3 果汁中活性成分的測(cè)定

1.3.3.1 多酚的測(cè)定

以沒食子酸為標(biāo)品，采用Folin-Ciocalteu比色法[20]，縱坐標(biāo)為吸光度，橫坐標(biāo)沒食子酸濃度，得到回歸方程y=0.004 5x-0.008 2，R2=0.999 2。

1.3.3.2 花色苷的測(cè)定

緩沖液的配制：pH 1.0緩沖液：0.2 mol/L KCl-0.2 mol/L HCl（25∶67，V/V），pH 4.5緩沖液：1 mol/L NaAc-1 mol/L HCl-水（100∶60∶90，V/V）。測(cè)定：取1 mL溶液，分別用pH 1緩沖液和pH 4.5緩沖液稀釋至5 mL，置于暗處平衡2 h，以蒸餾水作對(duì)照，用可見分光光度計(jì)，在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定光密度（OD）值?；ㄉ蘸坑?jì)算如下所示：

式中：TAcy為花色苷含量/（mg/100 g）；DV為稀釋體積；VF為稀釋倍數(shù)；W為樣品質(zhì)量；T為總消光值。

1.3.3.3 單寧的測(cè)定

采用FD法[21]，以單寧酸為標(biāo)準(zhǔn)品。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，縱坐標(biāo)為吸光度，橫坐標(biāo)為單寧酸質(zhì)量濃度，得到回歸方程y=74.75x＋0.031 2，R2=0.997 4。

1.3.3.4 黃酮的測(cè)定

采用分光光度計(jì)法，以蘆丁為標(biāo)品，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，縱坐標(biāo)為吸光度，橫坐標(biāo)為蘆丁質(zhì)量濃度，得到回歸方程y=14.378x-0.005 9，R2=0.999 4。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

每組實(shí)驗(yàn)的每個(gè)樣品平行3 次，每個(gè)數(shù)量分析進(jìn)行2 次，數(shù)據(jù)用s表示。采用Stata 14進(jìn)行顯著性分析和相關(guān)性分析，采用Orign 15作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 澄清劑對(duì)果汁特性的影響

不同澄清劑對(duì)果汁的特性影響不同，果汁的特性影響著果汁的感官品質(zhì)，分別選取不同澄清劑處理下獲得的最高透光率以及在此條件下果汁的褐變指數(shù)、L*值和酸度等果汁的特性進(jìn)行研究。

2.1.1 澄清劑對(duì)果汁透光率的影響

透光率是衡量果汁澄清效果的最主要指標(biāo)，不同澄清劑的澄清機(jī)理不同，因此最后果汁的透光率也不同，果膠酶、纖維素酶主要是靠降解果汁中的果膠與纖維素來達(dá)到澄清的效果[22]。明膠、殼聚糖則是與果汁中的果膠、纖維素、單寧等帶負(fù)電荷的物質(zhì)發(fā)生電性中和，從而破壞果汁的穩(wěn)定膠體體系，發(fā)生絮凝并吸附其他懸浮物質(zhì)而發(fā)生沉淀[23]。而黃原膠、PVPP主要是靠大分子的吸附作用來達(dá)到澄清目的[24]。

圖1 不同澄清劑對(duì)果汁透光率的影響Fig. 1 Effects of different clarifying agents on transmittance

如圖1所示，透光率最大的是經(jīng)PVPP處理后的果汁，為74.3%（P＜0.05），白蛋白處理后的透光率次之，并且兩者之間差異顯著（P＜0.05）。透光率最小的是原汁，且原汁與其他澄清劑處理后果汁的透光率之間差異顯著（P＜0.05），這說明上述澄清劑的澄清效果顯著。纖維素酶和果膠酶處理后的果汁透光率差異不顯著（P＞0.05），并且比自然條件下澄清處理的透光率小，這與謝志鐳等[25]研究中用PVPP、明膠、果膠酶對(duì)藍(lán)莓果汁澄清處理的結(jié)果相同。這可能是用果膠酶和纖維素酶時(shí)沒有達(dá)到最佳條件，作用的時(shí)間短，導(dǎo)致最后透光率沒有自然澄清的透光率大。而用殼聚糖、明膠自然澄清處理后的果汁透光率之間差異不顯著（P＞0.05）。

2.1.2 澄清劑對(duì)果汁pH值、L*值、褐變指數(shù)的影響

L*值表示亮度，其值越大，果汁的顏色越亮，L*值能較好地反映汁的褐變程度[26]。褐變指數(shù)和L*值一樣也是衡量果汁褐變程度的一個(gè)重要指標(biāo)。

表1 澄清劑對(duì)果汁pH值、L*值、褐變指數(shù)的影響Table1 Effects of different clarifying agents on pH, L* value and browning index

由表1可知，各種澄清處理對(duì)果汁的pH值差異不顯著（P＞0.05），這表明上述澄清方法對(duì)果汁的pH值沒有影響。然而原果汁的L*值卻與經(jīng)其他澄清處理后果汁差異顯著（P＜0.05），纖維素酶和果膠酶處理后果汁的L*值差異性不顯著（P＞0.05）。這可能是因?yàn)樘幚頃r(shí)間相同，從而導(dǎo)致果汁的顏色沒有差異。從表1可以看出，經(jīng)PVPP處理后的果汁L*值最大，為31.500，原汁L*最小，為12.500；經(jīng)PVPP處理后的果汁透光率最大，原汁的果汁透光率也最小，因此果汁的透光率可能影響果汁的L*值。經(jīng)自然澄清和黃原膠處理后的果汁褐變指數(shù)較大，而且無差異顯著性。而經(jīng)果膠酶、纖維素酶處理的果汁和原汁之間的褐變指數(shù)是最小的，并且無顯著性差異。這表明果汁的褐變指數(shù)可能與澄清的時(shí)間有關(guān)系，還與處理時(shí)的溫度有關(guān)。

2.2 澄清劑對(duì)果汁活性成分的影響

在獲得果汁最好的澄清效果時(shí)，還應(yīng)該關(guān)注果汁中各種活性成分的含量，這類活性物質(zhì)體現(xiàn)了果汁的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。因此在各種澄清劑獲得較好的澄清效果條件下，應(yīng)對(duì)果汁中的活性成分多酚、黃酮和花色苷含量進(jìn)行分析。

2.2.1 澄清劑對(duì)果汁中多酚含量的影響

酚類物質(zhì)是一類連接一個(gè)或多個(gè)羥基的芳香環(huán)類有機(jī)化合物，藍(lán)靛果中多酚類具有較強(qiáng)的抗氧化活性[27]。酚類物質(zhì)的多少將直接影響到植物性產(chǎn)品的色澤、澄清度和穩(wěn)定性等感官品質(zhì)特性[28]。

由圖2可知，果汁中多酚含量最高的是原汁，且與各種澄清劑處理后的果汁多酚含量存在顯著性差異，這可以看出各種澄清劑對(duì)果汁中的總酚含量都存在顯著性影響。經(jīng)過PVPP處理后的果汁中多酚質(zhì)量濃度最低為0.452 g/L，透光率卻最大。這也能說明PVPP是通過其氨基化合物中的氫與多酚的氫氧基結(jié)合產(chǎn)生吸附作用，從而起到沉降單寧和色素的目的。也有研究表明PVPP能降低原果汁中50%的酚類物質(zhì)。通過相關(guān)性分析，經(jīng)PVPP處理后的果汁的透光率與多酚含量的相關(guān)系數(shù)R2為0.935 7，表現(xiàn)出極為相關(guān)。果膠酶、纖維素酶、自然澄清這3 種澄清處理方法的多酚含量差異不顯著（P＞0.05），可能是由于果膠酶和纖維素酶處理果汁的條件相同。自然澄清處理和原果汁中的多酚存在差異，可能是因?yàn)樽匀怀吻逄幚淼?6 h中，果汁中的多酚發(fā)生了降解。明膠和PVPP處理后果汁中多酚含量無差異，然而明膠處理后的透光率卻顯著低于用PVPP處理后的果汁，說明明膠處理的果汁中可能還有其他因素影響果汁的透光率。

圖2 澄清劑對(duì)果汁多酚的影響Fig. 2 Effects of different clarifying agents on polyphenol content

2.2.2 澄清劑對(duì)果汁中單寧含量的影響

單寧屬于多酚類化合物，能與蛋白質(zhì)發(fā)生作用從而引起果汁的后混濁[29]，因此果汁中的單寧含量成為影響澄清汁穩(wěn)定的主要因素。

圖3 澄清劑對(duì)果汁中單寧含量的影響Fig. 3 Effects of different clarifying agents on tannin content

由圖3所示，原汁中的單寧含量最高，且與其他各組差異顯著（P＜0.05），說明各種澄清劑處理都能顯著降低果汁中的單寧含量。自然澄清處理和經(jīng)果膠酶、纖維素酶處理后的果汁中單寧含量差異不顯著（P＞0.05），同時(shí)這3 組與其他組之間差異顯著（P＜0.05）。經(jīng)殼聚糖處理后的果汁單寧含量最低。

2.2.3 澄清劑對(duì)果汁中黃酮含量的影響

藍(lán)靛果具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用功能，其主要活性成分之一就是黃酮類化合物。藍(lán)靛果中富含黃酮類化合物。黃酮類化合物具有抗腫瘤、抗氧化、防輻射等生物活性[30]。因此，在獲得較好的澄清效果時(shí)最大限度地保留果汁中的黃酮類化合物也十分重要。

圖4 澄清劑對(duì)果汁黃酮含量的影響Fig. 4 Effects of different clarifying agents on flavonoid content

由圖4可以看出，原汁中的黃酮含量最高，且與果膠酶、纖維素酶、自然澄清處理后的果汁中的黃酮差異不顯著（P＞0.05），這可能是果膠酶和纖維素酶沒有破壞果汁中的黃酮。經(jīng)PVPP處理后的果汁中的黃酮質(zhì)量濃度最低，為0.035 mg/L，且與明膠處理后的差異不顯著（P＞0.05），可以就看出這兩種澄清劑能顯著降低果汁中黃酮。

2.2.4 不同澄清劑對(duì)果汁中花色苷含量的影響

花色苷為類黃酮類化合物物質(zhì)，是一種天然水溶性色素，有大量研究表明，花色苷具有抗疲勞、抗氧化作用、護(hù)膚、預(yù)防和治療癌癥、提高免疫力、預(yù)防心血管疾病、抗菌消炎、降低膽固醇等生物活性[31]。但是花色苷能影響果汁的澄清度，且發(fā)生褐變影響果汁的感官品質(zhì)，但是作為果汁中的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還是希望在保證果汁感官品質(zhì)的情況下最大限度保留。

圖5 澄清劑對(duì)果汁花色苷含量的影響Fig. 5 Effects of different clarifying agents on anthocyanin content

由圖5可知，原汁中的花色苷含量最高，并與各組之間差異顯著（P＜0.05），說明采用的澄清劑能顯著降低果汁中花色苷含量。經(jīng)過PVPP處理后的果汁中花色苷質(zhì)量濃度最低，為16.69 mg/L，且與各組差異顯著（P＜0.05）。與其他活性成分不同的是，纖維素酶和果膠酶處理后的果汁中的花色苷含量差異顯著（P＜0.05）。纖維素酶、果膠酶、殼聚糖處理后果汁中的花色苷含量比其他方法處理后的果汁中的花色苷含量高，可能是因?yàn)樘幚頃r(shí)間比其他方法短，所以花色苷變性較少，經(jīng)過干酪素、明膠、自然澄清處理后果汁中的花色苷含量差異不顯著（P＞0.05）。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)采用8 種澄清劑對(duì)果汁進(jìn)行澄清處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)澄清處理后果汁的特性和活性物質(zhì)含量均發(fā)生了明顯地變化，不同的澄清劑對(duì)果汁的特性和活性成分含量的影響不同。8 種澄清劑都能顯著提高果汁的透光率，其中PVPP的澄清效果最好，但是PVPP對(duì)果汁的特性與活性成分含量的影響卻最為顯著，能顯著降低果汁活性成分含量。纖維素酶和果膠酶處理后果汁中的活性成分含量損失較少，L*值、褐變指數(shù)與原汁相比也沒有顯著性差異，但澄清度不高。結(jié)果表明使用單一的澄清劑來使果汁達(dá)到最好的澄清度與最大限度保留原汁的活性成分和特性是有一定難度的，這可能要通過選擇澄清劑的復(fù)配使用實(shí)現(xiàn)。

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