ZTC1+1-Ⅱ澄清剂用于芦笋老茎汁的澄清工艺研究*

朱丹，赵洪军，瞿伟菁

(华东师范大学生命科学学院，上海，200062)

芦笋(Asparagus officinalis Linn.)又名石刁柏，龙须菜，为百合科天门冬属多年生宿根草本植物，是一种营养价值高，且具有保健功能的蔬菜品种。据报道，芦笋具有抗肿瘤、降血脂、提高免疫力，抗衰老、抗疲劳、抗溃疡及保肝等作用［1－2］。

我国芦笋的栽培面积大，很多省都有专门的芦笋基地，除加工成罐头产品外，还可以鲜销、速冻、干制、榨汁等，加工过程中用料要求十分严格，只取地上的嫩茎部分，约占原料35%的老茎未被利用，而老茎中约含有50%的原汁［3］。为了减少资源浪费，提高芦笋的综合利用率，实现废物利用，可将其开发为芦笋保健饮料产业，其中澄清工艺是关键，既要保留原汁中的有效成分，又要增加产品的稳定性。目前，主要的澄清方法有热处理法、离心分离法、酶解法、澄清剂法等。相比其他澄清方法，ZTC1+1-Ⅱ澄清剂能够更有效的保留黄酮、生物碱、皂苷类、萜类、多糖、氨基酸等中草药有效成分，现已广泛应用于天然产物提取液的澄清［4］。本文以废弃的芦笋老茎为研究对象，以澄清度为指标，通过正交试验，探索芦笋老茎汁的最佳澄清工艺，为以后的综合利用提供参考。

1 材料与主要仪器

1.1 材料与药品

芦笋，由上海崇明县合兴蔬菜公司芦笋生产基地提供，由华东师范大学生命科学学院李宏庆副教授鉴定。

芦丁标准品(上海试剂二厂)，聚乙烯比咯烷酮(PVPP上海新振华试剂公司)，壳聚糖(上海博奥生物科技有限公司)，其他试剂均为国产分析纯试剂。ZTC1+1-Ⅱ澄清剂(津卫食准字［120］第3588－1号，天津正天成澄清技术有限公司)。

1.2 主要仪器与设备

721分光光度器(上海市分析仪器厂)，DK-S24型电热恒温水浴锅(上海精宏实验设备有限公司)，原则鲜蔗榨汁机(广东番禹市恒联食品机械厂)，WAY-2D型2WAJ号阿贝折射仪(上海光学仪器五厂有限公司)。

2 实验方法

2.1 芦笋老茎汁的制备

选取干净、新鲜、无明显褐变的芦笋老茎，剔除腐烂的老茎及杂质。用自来水洗尽污物等杂物，以减少锈点和斑点的产生。然后在100℃热水浸泡5 min进行杀青，从而得到实验用芦笋老茎原汁。

2.2 澄清剂筛选试验

首先筛选合适的澄清剂，在芦笋老茎汁中分别采用ZTC1+1-Ⅱ澄清剂、聚乙烯比咯烷酮(PVPP)、壳聚糖3种澄清剂进行澄清处理，以透光率为指标进行考察。

在上述实验基础上进行ZTC1+1-Ⅱ澄清剂澄清处理芦笋老茎汁的单因素试验及正交试验。

2.3 含量测定方法

2.3.1 澄清度测定方法

采用分光光度法测定，以蒸馏水作参比，比色杯厚度1 cm，用721分光光度计在215 nm下测透光率。

2.3.2 可溶性固形物测定方法

采用折射仪法测定。

2.3.3 黄酮测定方法

采用分光光度法测定［5］。

2.3.4 多糖测定方法

采用硫酸苯酚法测定。

2.3.5 多酚测定方法

采用福林酚法测定［6］。

2.3.6 皂苷测定方法

采用分光光度法测定［7］。

3 结果与分析

3.1 澄清剂筛选

选用不同类型澄清剂对芦笋老茎汁的澄清处理如表1所示。相比原汁的澄清度，3种澄清剂都能提高原汁的澄清度，其中ZTC1+1-Ⅱ澄清剂的澄清效果极显著优于其他2种澄清剂。

表1 不同澄清剂的澄清效果

3.2 ZTC1+1-Ⅱ澄清剂的正交优化

3.2.1 澄清剂的配制

将A组分用蒸馏水配成1%的溶液，溶胀24 h，双层纱布滤过，得到1%黏胶液;将B组分用冰醋酸配成1%的溶液，溶胀24 h，双层纱布滤过，得到1%黏胶液。

3.2.2 澄清条件的选择

3.2.2.1 澄清剂浓度对澄清剂作用效果的影响

用不同浓度的澄清剂A、B组分，在常温条件下，先在芦笋老茎汁中加B组分混匀静置2 h，然后加入A组分混匀静置2 h，最后在215 nm波长条件下用分光光度计测得各实验组的透光率，从而得到各组澄清度，结果显示当澄清剂用量达到最大之前，随着澄清剂用量增加，其与杂质分子作用几率增加，对澄清效果明显。随着澄清剂用量继续增加，澄清剂用量过大，2种成分不再与杂质作用，因此选用2、3、4组浓度作为之后正交实验的水平因素(表2)。

3.2.2.2 澄清剂作用时间对澄清剂作用效果的影响

用暂定浓度的A、B组分，在常温条件下，先在芦笋老茎汁中加B组分混匀静置1～3 h，然后加入A组分混匀静置2～6 h，最后用分光光度计测的各实验组的透光率，从而得到各组澄清度，结果显示先加B组分混匀静置3 h、再加A组分混匀静置2、3、4 h，3组的澄清度较其余各组都高。

表2 浓度对澄清效果的影响

表3 时间对澄清效果的影响

3.2.2.3 澄清剂作用温度对澄清剂作用效果的影响

用暂定浓度的A、B组分，先在芦笋老茎汁中加B组分混匀静置3 h，然后加入A组分混匀静置2 h，置于不同温度水浴锅中，最后用分光光度计测的各实验组的透光率，结果显示温度在40、50℃条件下的澄清度高。

表4 温度对澄清效果的影响

3.2.3 芦笋老茎汁的正交实验

在单因素实验的基础上，将以上影响澄清剂作用的几个因素:澄清剂浓度、水浴温度、水浴时间作为考察因素，以澄清度为检测指标，应用L9(34)正交实验表设计进行实验，见表5。

表5 正交水平因素

表6 为正交实验结果，由表6可见，ZTC－Ⅱ型天然澄清剂对芦笋老茎汁澄清效果最佳的组合条件是a3b2c3:即先加入澄清剂8%浓度的B组分，50℃水浴3 h，再加入澄清剂4%浓度的A组分，50℃水浴3 h，其澄清效果最佳。验证实验结果与正交实验结果一致，说明该澄清工艺条件可行。

表6 正交实验结果与分析

3.2.4 验证试验

根据正交试验得出的最佳条件进行验证试验，在芦笋老茎汁中先加入澄清剂8%浓度的B组分，50℃水浴3 h，再加入澄清剂4%浓度的A组分，50℃水浴3 h，处理后的芦笋老茎汁的澄清度可达98.9%，优于其他条件。

3.3 芦笋老茎汁澄清前后的主要成分的比较

表7 澄清前后主要成分变化

表7为芦笋老茎汁澄清前后各主要成分的含量变化，由表7可见，可溶性固形物、总黄酮、多糖、多酚、皂苷的含量均有减少，但是可溶性固形物、多糖、皂苷的含量变化均未达到显著性差异，说明使用ZTC－Ⅱ型天然澄清剂能够有效保留上述3种成分。

4 结论与讨论

ZTC1+1-Ⅱ澄清剂澄清芦笋老茎汁的效果受澄清剂用量、澄清时间、水浴温度的影响。利用ZTC1+1－Ⅱ澄清剂能够有效澄清芦笋老茎汁，较好保存了汁中的有效成分，通过单因素试验和正交试验确定最佳澄清工艺条件为在芦笋老茎汁中先加入澄清剂8%浓度的B组分，50℃水浴3 h，再加入澄清剂4%浓度的A组分，50℃水浴3 h。影响芦笋老茎汁后期贮存稳定性的蛋白质在澄清过程中被大量清除，芦笋老茎汁稳定性大大提高。

芦笋老茎汁的澄清工艺中，选用的ZTC1+1-Ⅱ澄清剂是一种天然高分子物质，是替代聚丙烯酰胺，聚合氯化铝等人工合成絮凝剂的理想品种，安全无毒［8］。先加入的B组分与待测液中的蛋白质、鞣质等杂质发生分子间架桥，使胶体不稳定成分的分子增大，从提取液中析出，后加入的A组分通常为B组分的50%，带有与B组分相反的电荷，具有再架桥作用，使沉淀体积迅速增大，便于沉降及过滤，可保证B组分充分去除，不使残留，对有效成分可保留［9］。

研究表明，芦笋黄酮具有清除人体中超氧离子自由基、抗衰老和增加机体免疫力的作用［10］，芦笋皂苷具有抗炎、细胞毒、抗突变、抗真菌的作用［11］。多糖类物质生物活性广，毒副作用小，是理想的免疫调节剂［12］。在本实验中，澄清前后芦笋老茎汁的可溶性固形物、多糖、皂苷成分损失未达到显著性差异，但是黄酮、多酚损失较多，如何保留黄酮这一有效的功能成分还有待进一步研究。

本实验证明使用ZTC1+1-Ⅱ澄清剂澄清芦笋老茎汁能够有效保留汁中的大部分活性成分，且该方法具有简便、成本低、稳定性强等优点，为以后的芦笋保健饮料的产业化发展提供了实验数据。

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