三七黄精党参保健酒澄清工艺的优化

周家明 ，赵会邦 ，马 妮，赵 爱，冯光泉*

（1.文山学院三七研究院，文山663099；2.文山学院化工学院，文山663099）

三七黄精党参保健酒中含有三七皂苷、黄酮、氨基酸、淀粉、多糖、生物碱等多种药理与功效成分和多种营养成分，具有增强免疫力的功效。但由于原料酒的成分与这些营养或功效成分之间发生物理、化学、生化反应、制作用水水质和原料酒质量及加工工艺等原因，而使得保健酒在储存和销售过程中，常产生浑浊现象，甚至产生许多沉淀。保健酒的感官指标应具备的第一点就是保健酒必须色泽和谐、澄清无混浊，而这种因长时间放置而出现的失光和沉淀现象正违背了这一条，使得消费者难以接受，影响了产品的销售状况。目前对三七黄精党参保健酒的净化后处理主要是采用超滤法，超滤法虽然可以使滤后的酒体清澈透明，但需要昂贵的超滤机，处理成本高，且设备需要专业人员定期进行维修，这给三七黄精党参保健酒的生产带来了不少问题。本实验主要采用硅藻土添加量、皂土添加量、淀粉添加量、澄清时间来进行单因素实验，即控制其他条件不变，改变硅藻土、皂土、淀粉的添加量、静置的时间，以三七黄精党参保健酒的透光率为考察指标，研究这四个因素的变化对该保健酒透光率的影响，再在单因素实验的基础上，通过正交优化实验得出硅藻土、皂土、淀粉的最佳添加量及最佳澄清时间，达到优化澄清工艺的目的，为该保健酒的净化后处理提供新的处理方法，并为其他保健酒的澄清优化工艺研究提供参考。

1 材料和试剂

1.1 材料

三七主根；黄精（干燥根茎）；党参；白酒；硅藻土（宜兴市君联硅藻土有限公司）；皂土（四川省仁寿兴大工贸有限公司）；预糊化淀粉（德州高峰淀粉有限公司）。

1.2 试剂

蒸馏水；纯化水；盐酸溶液（1+1）；氢氧化钠溶液（200g/L）；葡萄糖标准溶液（2.5g/L）；费林溶液Ⅰ、费林溶液Ⅱ；次甲基蓝指示剂（10g/L）；氢氧化钠标准滴定溶液[c(NaOH)=0.1moL/L]：按GB/T601配制与标定；1%酚酞指示剂溶液；氢氧化钠标准溶液 [c(NaOH)=3.5moL/L]：按GB/T601配制；硫酸标准滴定溶液[c(?H2SO4)=0.1moL/L]：按GB/T601配制与标定；乙醇（无酯）溶液[40%（体积分数）]；酚酞指示剂（10g/L）：按GB/T603配制。

1.3 仪器设备

圆底烧瓶；锥形瓶；滤纸；抽滤瓶；冷凝管；石英比色皿（型号751；金坛市白塔石英厂）；容量瓶；酸式滴定管；碱式滴定管；移液管；温度计；烧杯；滴管；全玻璃蒸馏器 （500mL）等。设备：电子天平 (型号CPA225D；上海巴玖实业有限公司)；200克手提式高速万能粉碎机(型号：DFT-200；温岭市林大机械有限公司)；低温冷却液循环泵(型号:OLSB-5L/25；巩义市予华仪器有限责任公司)；循环水式真空泵(型号SHZD(Ⅲ)；巩义市予华仪器有限责任公司)；数显恒温水箱(型号HH-420；常州奥华仪器有限公司)；旋转蒸发仪(型号BUCHI RotavaperR-200；上海亚荣生化仪器有限公司)；电热恒温鼓风干燥箱（型号DGG-9620A；上海齐欣科学仪器有限公司）；恒温水浴锅 （型号DK-98-II；天津市泰斯特仪器有限公司）；数显恒温电热板（型号DB-3D）；紫外/可见分光光度计（型号759S；上海元析仪器有限公司）。

2 实验方法及内容

2.1 制作工艺

2.1.1 工艺流程

原料（三七、党参、黄精）→粉碎→提取→混合→配制→样品→质检→包装→成品

2.1.2 操作要点

三七、党参的处理：用粉碎机把干燥三七、党参粉碎过筛20目的颗粒，称取一定的量分别放于圆底烧瓶里，于数显恒温水箱中，以90℃，70%(党参用75%)乙醇回流提取3次，3次的料液比分别是1:10、1:8、1:6，时间分别是2、1.5、1h，然后混合三次提取的液体，待其冷却后用定性滤纸抽滤两次，并进行浓缩，浓缩后的浸液到于烧杯中，用保鲜膜密封备用。

黄精处理过程：用剪刀把黄精片剪成小丁状，于数显恒温水箱中，以最佳提取工艺：固液比1：15、提取温度90℃、提取时间4h、提取1次对黄精小碎片进行提取[1]，混合提取的液体，待其冷却后用定性滤纸抽滤两次，并进行浓缩，浓缩后的浸液到于烧杯中，用保鲜膜密封备用。

保健酒的调制：按照配方量取一定的三七液、黄精液、党参液，然后加入相应量的包谷酒和纯化水，使各种试液充分混合后便可制得三七黄精党参保健酒。

2.2 单因素实验

2.2.1 最大吸收峰的确定

用1cm的石英比色皿，以蒸馏水为参照，用紫外可见分光光度计在400～980nm的波长区间内测定保健酒溶液的透光率，得出最大吸收峰处的波长λmax。

2.2.2 正交优化实验三种澄清剂的水平确定

准确量取21份35mL该保健酒于21支试管中，然后按 0.6‰、0.8‰、1‰、1.2‰、1.4‰、1.6‰、1.8‰的比例分别称取7分硅藻土、皂土、淀粉加入21支装着保健酒的试管中，震动试管使硅藻土、皂土、淀粉充分溶解后静置10天，10天后测定这21组保健酒的透光率。

2.2.3 正交优化实验澄清时间的水平确定

准确量取7份35mL该保健酒于7支试管中，然后根据上述实验得出的最佳添加量，量取相应量的硅藻土、皂土、淀粉加入7支试管中，标记其编号为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦，震动使其充分溶解后，分别放置2、6、10、14、18、22、26 天后测定其透光率。

2.3 正交优化实验设计

三七黄精党参保健酒澄清工艺优化实验采用四因素三水平正交实验优化来考察，四个因素分别是硅藻土添加量、皂土添加量、淀粉添加量、静置澄清时间，三水平分别由单因素实验得出，以保健酒的透光率作为考察指标来进行正交实验。

2.4 各理化指标的检测方法

透光率的检测：用1cm的石英比色皿，以蒸馏水为参照于889nm波长处测定；酒精度的检测：酒精计发（20℃）；总糖的检测：直接滴定法（以葡萄糖计）；总酸的检测：酸碱滴定的指示剂法（以乙酸计）；可溶性固形物的检测：称量法；总酯的检测：指示剂法（以乙酸乙酯计）。

3 结果与分析

3.1 单因素实验结果及分析

3.1.1 硅藻土添加量实验结果

硅藻土是一种价格较低的过滤介质,而且是絮凝剂,自身的比表面积较大，带有很强的负电荷，正负电荷相互吸引，就能够将酒基中带入的金属阳离子进行有效的吸附，降低保健酒中无机盐浑浊沉淀的产生。同时，还能吸附单宁、色素等大分子物质悬浮物，增加保健酒的透光率。按实验方案，加入该保健酒中的硅藻 土 的 量 分 别 是 0.012、0.028、0.035、0.042、0.049、0.056、0.063g/mL，静置澄清10天，测得保健酒的透光率，结果如图1所示。

图1 硅藻土添加量对保健酒透光率的影响

从图1可以看出，硅藻土对三七黄精党参保健酒的澄清效果很好，开始时该保健酒的透光率随着硅藻土添加量的增加而不断地增大，当硅藻土的添加量在0.042g/mL时，保健酒的透光率达到最大值99.1%。达到最大值之后，随着硅藻土用量的增加该保健酒的透光率反而逐渐下降，但基本维持在98%以上。这可能是因为当硅藻土对保健酒中金属离子的吸附达到一种平衡状态后，再继续加入过量的硅藻土就会引入金属离子，形成其他的无机盐浑浊沉淀；同时，絮凝沉淀物在该保健酒中保留的时间过长也会重新溶解而降低保健酒的澄清度。综合以上数据及分析，选择1.0‰，1.2‰，1.4‰作为正交优化实验的三个水平。

3.1.2 皂土添加量实验结果

皂土是保健酒澄清工艺中常用的澄清剂，根据实验方案，7支盛有该保健酒的试管中加入皂土的量分别 为 0.012、0.028、0.035、0.042、0.049、0.056、0.063g/mL，同样静置澄清10天后，用紫外可见分光光度计测定该保健酒的透光率，以皂土的添加量为横坐标，保健酒的透光率为纵坐标作图，所得结果如图2所示。

图2 皂土添加量对保健酒透光率的影响

从图2可以看出，随着皂土添加量的增多保健酒的透光率有很明显的增大，很快地在0.035g/mL处达到了最大值99.3%，当皂土的添加量在0.042～0.049g/mL时，保健酒的透光率开始有明显的下降，随后下降趋势开始变缓。这可能是因为一开始时，加入的皂土吸取了保健酒中的水后会膨胀并分散在水中，形成一些稳定且带负电荷的胶体微粒，正负电荷相互吸引，就会使保健酒中的那些带有正电荷的混浊性物质产生絮状沉淀物而保健酒变得澄清；同时，刚开始时皂土能完全与保健酒中的单宁、蛋白质、多糖、色素等产生凝聚作用，使小颗粒变成大颗粒而沉降，以使保健酒达到澄清的目的。而后面随着皂土的用量继续增加，保健酒的透光率反而明显下降是因为过量的皂土使原先形成絮状沉淀物重新变成稳定的浑浊胶体。综上，正交优化实验选择0.8‰，1.0‰，1.2‰作为它的三个水平。

3.1.3 淀粉添加量实验结果

淀粉经糊化后，分子内部的晶体结构消失，体积比原来增加了数十倍，形成了一种海绵状的网状结构，在水中呈一定的胶体状态，因而，澄清保健酒不仅具有吸附作用，也一定程度上具有絮凝作用。按照实验方案，往7支盛有三七黄精党参保健酒的试管中分别加入 0.012、0.028、0.035、0.042、0.049、0.056、0.063g/mL预糊化淀粉，同样静置澄清10天，然后用紫外可见分光光度计测定其透光率，以预糊化淀粉的用量为横坐标，静置澄清后保健酒的透光率为纵坐标作图，所得结果如图3所示。

图3 淀粉添加量对保健酒透光率的影响

根据图3可知，预糊化淀粉对三七黄精党参保健酒的澄清作用很大，7组保健酒经预糊化淀粉处理后透光率基本都在98%以上。当预糊化淀粉的用量在0.021～0.035g/mL内，保健酒的透光率随着预糊化淀粉添加量的增大而有较为明显的增大，而当预糊化淀粉的添加量达到0.042g/mL使，保健酒的透光率只增大了0.1%，且达到了最大值99.2%，之后随着添加量的增大保健酒的透光率反而下降，但下降趋势不太明显。这可能是因为刚开始加入预糊化淀粉时，预糊化淀粉吸附了保健酒中的金属离子，减少了保健酒中无机盐浑浊沉淀的产生，同时由于预糊化淀粉在保健酒中的絮凝作用而使保健酒得以澄清；而随着保健酒中金属离子被逐渐吸附完而达到吸附平衡，过量的预糊化淀粉就会使原先形成的絮状沉淀物重新变成稳定的浑浊胶体；此外，如果絮凝沉淀物在保健酒中停留的时间较长，它自身也会重新溶解而使保健酒的透光率降低。综合以上数据及分析，选择1.0‰，1.2‰，1.4‰作为正交优化实验的三个水平。

3.1.4 澄清时间实验结果

根据前三个实验的实验结果，往待澄清的7组35mL的三七黄精党参保健酒中分别加入硅藻土0.042g/mL、皂土 0.035g/mL、淀粉 0.042g/mL，静置一段时间使该保健酒澄清透明。为了研究该保健酒的最佳静置

澄清时间，设计该保健酒的澄清时间分别为2、6、10、14、18、22、26d，静置澄清时间到后，用紫外可见分光光度计测定各组该保健酒的透光率，以澄清时间为横坐标，保健酒的透光率为纵坐标作图，结果如图4所示。

图4 澄清时间对保健酒透光率的影响

从图4可以看出，澄清时间对保健酒透光率影响很大，澄清时间在2～10d内，保健酒的透光率随着澄清时间的延长而不断地增大；澄清时间在10～26d内，澄清时间越长保健酒的透光率越大，但透光率值增大不明显，基本保持不变，澄清了26d之后，保健酒的透光率达到最大值99.4%，故选择18、22、26d作为正交优化实验的三个水平。

3.2 正交优化实验结果及分析

为了进一步优化该保健酒澄清工艺的条件，本实验在单因素实验的基础上，以硅藻土添加量（A）、皂土添加量（B）、淀粉添加量（C）、静置澄清时间（D）为因素在不同水平下进行L9(34)4因素3水平正交实验对三七黄精党参保健酒的澄清工艺进行优化，以该保健酒的透光率T889(%)作为评价指标，从而找出该保健酒的最佳澄清工艺条件。正交实验的因素及水平如表1所示，正交实验结果见表2。

表1 正交优化实验的因素与水平

表2 澄清工艺优化正交实验结果

由表2的正交优化实验结果，并根据R值可推断出，各因素A（硅藻土添加量）、B（皂土添加量）、C（预糊化淀粉添加量）、D（澄清时间）对三七黄精党参保健酒的透光率的影响由强到弱的顺序是A＞C＞B＞D，它的最佳澄清工艺为ABCD，即添加相当于保健酒量的1.0‰的硅藻土，0.8‰的皂土，1.0‰的预糊化淀粉及静置澄清18天，此条件下该保健酒的透光率可达到99.5%，澄清效果最好。

3.3 静置澄清处理前后保健酒的各理化指标的变化

根据正交优化实验结果所得的最佳静置澄清工艺对三七黄精党参保健酒进行澄清实验，同时对该保健酒静置澄清处理前后的透光率、酒精度、总糖、总酸、可溶性固形物、总酯等理化指标做检测及进行感官评价，检测结果见表3。

表3 三七黄精党参保健酒处理前后各理化指标的变化

由表3可知，经该澄清工艺处理后，三七黄精党参保健酒的透光率增大了许多，且酒精度、总糖、总酸、可溶性固形物、总酯等物质含量基本保持不变，能较好地保持该保健酒原有的营养物质和特色风味。

4 结论

单一澄清剂处理三七黄精党参保健酒效果最佳的是皂土，经该保健酒量的1‰的皂土静置处理后的保健酒透光率可达到99.3%；复合澄清剂静置澄清18天后，该保健酒的透光率可达到95%，澄清效果优于单一澄清剂的澄清效果；当加入三七黄精党参保健酒中的硅藻土的量为保健酒的1.0‰，皂土的量为0.8‰，预糊化淀粉的量为1.0‰[2]，并静置澄清18天时，该保健酒的透光率最高，可达到99.5%，澄清效果最佳；最佳澄清工艺处理前后，该保健酒中总糖、总酸、可溶性固形物等物质的含量变化不大，对营养成分保持得很好，同时，保健酒的透光率明显增大了，处理后的保健酒清亮有光泽、口感爽快醇和。