[科普中國]-[原創(chuàng)]提高紫薯汁澄清度及抗氧化活性的途徑

紫薯營養(yǎng)價值高，富含胡蘿卜素、黃酮、花色苷等多種具有抗氧化、抗突變功能的因子，且色澤誘人，是一種深受人們喜愛的保健食品。紫薯含水量達60％~80％，將紫薯加工成紫薯汁將具有良好的市場前景。但是，紫薯汁中的淀粉、果膠、蛋白質、多酚等大分子物質結合后能使紫薯汁表現為渾濁狀，造成紫薯汁品質的下降。因此，提高紫薯汁澄清度是紫薯汁加工過程中的一個關鍵技術問題。

作為傳統(tǒng)澄清劑，明膠和皂土能有效提高澄清度，并已被廣泛用于澄清各種果蔬汁。近年來，殼聚糖因其澄清效果好、安全無毒、易降解等優(yōu)點而受到越來越多的關注。然而，已有研究表明，絮凝澄清的同時也會對果蔬汁中某些營養(yǎng)活性成分（如有機酸、酚酸、總黃酮、花色苷等物質）產生影響。此前關于澄清紫薯汁的一些報道主要集中在澄清效果上，而忽略了澄清劑對色澤、花色苷含量等方面的影響。現以明膠、皂土、殼聚糖為澄清劑，檢測澄清前后紫薯汁色澤、總酚含量及其抗氧化活性的變化情況。

1. 材料和方法

（1）材料和試劑 紫薯，品種為川山紫，臨安本地甘薯種植農戶；明膠，由國藥集團化學試劑有限公司生產；皂土，由山東煙臺通商國際貿易有限公司提供；殼聚糖，由淄博桓臺縣金湖甲殼素制品有限公司生產，脫乙酰度94.3％；其他試劑均為分析純。

（2）儀器設備 AB104-N型分析天平，由Metter-Toledo集團生產；JYL-C051型打漿機，由九陽股份有限公司生產；HH-4型數顯恒溫水浴鍋，由常州國華電器有限公司生產；紫外可見分光光度計，由北京普析通用儀器有限責任公司生產；冰凍水浴恒溫震蕩器，由太倉市華美生化儀器廠生產；WSC-S型測色色差計，由上海精密科學儀器有限公司生產。

（3）工藝流程 紫薯→清洗→去皮→切片→打漿（紫薯與水質量比為1∶1）→濾布過濾→滅酶（95 ℃、5 min）澄清→過濾→指標測定。

（4）澄清工藝 取40 mL經濾布過濾、滅酶的紫薯汁于錐形瓶中，分別加入一定量的明膠、皂土、殼聚糖，將錐形瓶封口，置于25 ℃振蕩器中，避光澄清24 h。比較不同澄清劑對紫薯汁的澄清效果、色澤、總酚含量及抗氧化活性的影響。

2. 結果分析

（1）3種澄清劑對紫薯汁澄清度的影響 明膠、皂土、殼聚糖均可以提高紫薯汁的澄清度，但澄清效果不同。由于明膠、皂土、殼聚糖本身就是大分子物質，因此3種澄清劑的添加量達到一定值時，紫薯汁的澄清度達到最大值，再增大澄清劑添加量，澄清度反而下降。殼聚糖對紫薯汁澄清度的影響最為明顯，在添加量為2 g/L時，澄清度可達82.50％。明膠和皂土對紫薯汁的澄清效果遠遠不及殼聚糖，最大澄清度分別只有56.60％和57.38％。因此，從澄清效果來看，殼聚糖對紫薯汁的澄清效果最好。

（2）3種澄清劑對紫薯汁色澤的影響 明膠、皂土、殼聚糖3種澄清劑的加入均會造成紫薯汁中花色苷的損失。目前，國內有研究表明，殼聚糖可以顯著提高甘薯飲料的澄清度，然而殼聚糖對甘薯飲料花色苷含量的影響報道甚少。經試驗發(fā)現，紫薯汁花色苷含量隨殼聚糖添加量的增加而顯著下降（p0.05）。當明膠添加量增加至2.5 g/L時，紫薯汁的花色苷含量下降了22.4％。紫薯汁中花色苷含量隨皂土添加量的增加而顯著下降。當皂土添加量為2.5 g/L時，紫薯汁的花色苷含量下降了24.6％。3種澄清劑相比較，添加量為0.5 g/L 時，它們對紫薯汁花色苷含量的影響有顯著差異，而當澄清劑添加量為1.0 g/L、1.5 g/L、2.0 g/L、2.5 g/L時，明膠、皂土對紫薯汁花色苷含量的影響沒有顯著差異，而它們與殼聚糖的影響有顯著差異。結果表明，3種澄清劑中，殼聚糖對紫薯汁花色苷含量的影響最大。因此，雖然殼聚糖對紫薯汁澄清度的提高效果較好，但是在殼聚糖澄清之后，紫薯汁花色苷含量下降的幅度也最大。

紫薯汁中的花色苷不僅賦予紫薯汁誘人的色澤，還具有抗氧化、保護肝臟、增強記憶力等保健作用。試驗發(fā)現，明膠、皂土、殼聚糖等澄清劑的加入都會降低紫薯汁花色苷含量并由此破壞色澤，從而降低紫薯汁的感官品質和保健功能。

（3）3種澄清劑對紫薯汁總酚含量的影響 明膠、皂土、殼聚糖的加入均會降低紫薯汁中的酚類物質的含量。紫薯汁總酚含量隨皂土和殼聚糖添加量的增加而顯著降低。當添加量增加至2.5 g/L時，紫薯汁的總酚含量分別下降56.1％和31.2％。而當明膠的添加量增加至2.5 g/L時，紫薯汁總酚含量下降了26.3％。比較3種澄清劑，添加量為1.5 g/L、2.0 g/L、2.5 g/L時，它們對紫薯汁總酚含量的影響有顯著差異。

結果表明，明膠、皂土和殼聚糖在吸附紫薯汁中的蛋白質、果膠等大分子物質的同時也大量地吸附了一些酚類物質，從而引起紫薯汁中總酚含量的下降，其中，皂土對紫薯汁總酚含量的影響最大。

（4）3種澄清劑對紫薯汁還原能力的影響 明膠、皂土、殼聚糖均降低了紫薯汁還原能力，并且隨著澄清劑添加量的增加，紫薯汁還原能力顯著降低，其中皂土澄清對紫薯汁還原能力的影響最大，當添加量為2.5 g/L時，還原能力下降了48.0％。而當明膠、殼聚糖的添加量增加至2.5 L時，紫薯汁還原能力分別下降了26.4％和36.3％。同時，3種澄清劑相比較，添加量為1.5 L、2.0 L、2.5 L時，它們對紫薯汁還原能力的影響有顯著差異。

由于總酚和花色苷均可以表現出一定的抗氧化活性，并且果蔬汁抗氧化活性的強弱與其總酚含量有關，而明膠、皂土和殼聚糖的使用均會降低紫薯汁的花色苷和總酚含量，從而致使紫薯汁的還原能力隨花色苷和總酚含量的下降而降低。

紫薯汁色澤誘人，富含花色苷、黃酮和酚類物質，具有良好的營養(yǎng)保健功能。紫薯汁的研究和開發(fā)具有巨大的市場前景。試驗結果表明，明膠、皂土和殼聚糖這3種澄清劑雖然都可以提高紫薯汁澄清效果，但是也降低了其花色苷含量從而影響其色澤，同時還引起了紫薯汁總酚含量的降低以及抗氧化能力的下降，而導致其感官品質和保健價值降低。殼聚糖對紫薯汁澄清度的提高效果最好，但是它引起紫薯汁花色苷的損失最大，即對紫薯汁色澤的影響最為顯著。由于皂土對紫薯汁總酚含量的破壞最大且對紫薯汁抗氧化活性的破壞也最為明顯。明膠對紫薯汁色澤和抗氧化活性影響最小，但是它的澄清效果最差。試驗結果為高品質紫薯汁的制備提供了參考，若要在提高紫薯汁澄清度的同時盡可能減少對其色澤的破壞和抗氧化成分的損失，還應進一步尋找更為有效的澄清劑或采用其他澄清技術。

編輯：王慧 審核專家：農產品加工雜志社總編 張成龍