不同澄清剂对紫甘薯汁色泽及抗氧化活性的影响

廖 望 成纪予 陆国权

(浙江农林大学农业与食品科学学院，临安 311300)

不同澄清剂对紫甘薯汁色泽及抗氧化活性的影响

廖 望 成纪予 陆国权

(浙江农林大学农业与食品科学学院，临安 311300)

研究了明胶、皂土、壳聚糖等澄清剂对紫甘薯汁澄清度、色泽及抗氧化活性的影响。试验结果表明，明胶、皂土和壳聚糖在对紫甘薯汁的澄清过程中伴随着花色苷的损失，总酚含量的减少及其抗氧化活性的降低。其中，壳聚糖引起紫甘薯汁花色苷的损失最大，即对紫甘薯汁色泽的影响最为显著。皂土导致紫甘薯汁总酚含量及其抗氧化能力下降程度最大。明胶对紫甘薯汁色泽和抗氧化活性影响最少，但是其澄清效果不佳。

紫甘薯 澄清 色泽 抗氧化活性

紫甘薯营养价值高，富含胡萝卜素、黄酮、花色苷等多种具有抗氧化、抗突变等功能的因子［1］，且色泽诱人，是一种深受人们喜爱的保健食品。紫甘薯含水量达60%～80%［2］，因此，将紫甘薯加工成紫甘薯汁将具有良好的市场前景。紫甘薯汁中淀粉、果胶、蛋白质、多酚等大分子物质会结合从而造成紫甘薯汁的浑浊，紫甘薯汁的品质因此下降。提高紫甘薯汁澄清度是澄清紫甘薯汁加工过程中的一个关键技术问题。

作为传统澄清剂，明胶和皂土能有效提高澄清度，已被广泛用于澄清各种果蔬汁。近年来，壳聚糖因其不但具有澄清效果好而且安全无毒，易降解等优点而受到越来越多的关注［3］。然而，已有研究表明，絮凝澄清的同时也会对果蔬汁中某些营养活性成分如有机酸、酚酸、总黄酮、花色苷等物质产生影响［4－6］。此前关于澄清紫甘薯汁的一些报道主要集中于澄清效果的研究，而忽略澄清剂对色泽、花色苷含量等方面的影响。本试验研究了明胶、皂土、壳聚糖几种常用澄清剂对紫甘薯汁的澄清效果，并同时检测澄清前后紫甘薯汁色泽、总酚含量及其抗氧化活性的变化情况。

1 材料和方法

1.1 材料和试剂

紫甘薯:品种为川山紫，临安本地甘薯种植农户;明胶:国药集团化学试剂有限公司;皂土:山东烟台通商国际贸易有限公司;壳聚糖:淄博桓台县金湖甲壳素制品有限公司，脱乙酰度94.3%。其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器设备

AB104－N分析天平:Metter－Toledo集团;JYLC051打浆机:九阳股份有限公司;HH－4数显恒温水浴锅:常州国华电器有限公司;紫外可见分光光度计:北京普析通用仪器有限责任公司;冰冻水浴恒温震荡器:太仓市华美生化仪器厂;WSC－S测色色差计:上海精密科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

紫甘薯→清洗→去皮→切片→打浆(紫甘薯与水质量比为1∶1)→滤布过滤→灭酶(95℃，5 min)→澄清→过滤→指标测定

1.3.2 澄清工艺

取40 mL经滤布过滤、灭酶的紫甘薯汁于锥形瓶中，分别加入一定量的明胶、皂土、壳聚糖，将锥形瓶封口，置于25℃振荡器中，避光澄清24 h。比较不同澄清剂对紫甘薯汁的澄清效果、色泽、总酚含量及抗氧化活性的影响。

1.3.3 测定方法

澄清度:采用比色法［7］。在660 nm处测样液的透光率。透光率越大，说明澄清效果越好。

总花色苷含量:采用pH示差法［8］。样液分别用盐酸－氯化钾缓冲试液(pH 1.0)和醋酸－醋酸钠缓冲试液(pH 4.5)稀释10倍，在暗处放置30 min后，分别在510 nm和700 nm下测定稀释液的吸光值。总花色苷含量计算公式为:

C=(A×MW×DF×1 000)/(ε×1)

式中:C为甘薯汁中总花色苷的含量，mg/L;A=

(A510－ A700)pH1.0－ (A510－ A700)pH4.5;MW为矢车菊 －3－葡萄糖苷的相对分子质量，449.2;DF为稀释因子;ε为矢车菊 －3－葡萄糖苷的摩尔吸收度，26 900;1为比色杯宽度，1 cm。

色差:用测色色差计进行测定，结果用Lab值表示。

总酚含量:采用Folin－酚比色法，参考Pinelo等［9］的方法并稍作修改，得到线性回归方程:y=5.325x+0.003 1(R2=0.998 8)。试验结果以没食子酸当量表示。

还原能力:参考 Benzie等［10］的方法并稍作修改，取0.1 mL 样品与3.9 mL pH 6.3 的TPTZ 工作液于常温下混合5 min，测定其在593 nm处的吸光值，吸光值越大，表明样品的总还原力越大，抗氧化活性越强。

1.4 数据统计

采用Excel 2003和SPSS 11.5.0软件进行数据分析。每组重复3次，结果以均值±标准差表示。试验数据采用ANOVA进行邓肯氏(Dunken)差异分析，P＜0.05表明差异显著。

2 结果与分析

2.1 3种澄清剂对紫甘薯汁澄清度的影响

明胶、皂土、壳聚糖对紫甘薯汁澄清度的影响如图1所示。结果表明，3种澄清剂均可以提高紫甘薯汁的澄清度，但澄清效果不同。由于明胶、皂土、壳聚糖本身就是大分子物质，因此，在3种澄清剂的添加量达到一定值时，紫甘薯汁的澄清度达到最大值，再增大澄清剂添加量，澄清度反而下降。壳聚糖对紫甘薯汁澄清度的影响最为明显，在添加量为2 g/L时，澄清度可达82.50%。明胶和皂土对紫甘薯汁的澄清效果远远不及壳聚糖，最大澄清度分别只有56.60%，57.38%。因此，从澄清作用来看，壳聚糖对紫甘薯汁的澄清效果最好。

图1 3种澄清剂对紫甘薯汁澄清度的影响

2.2 3种澄清剂对紫甘薯汁色泽的影响

明胶、皂土、壳聚糖对紫甘薯汁花色苷含量的影响如表1所示。3种澄清剂的加入会造成紫甘薯汁中花色苷的损失。目前，国内有研究表明，壳聚糖可以显著提高甘薯饮料的澄清度［11－12］，本试验亦得到相同结果，然而，壳聚糖对甘薯饮料花色苷含量的影响报道甚少。经试验发现，紫甘薯汁花色苷含量随壳聚糖添加量的增加而显著下降(P＜0.05)。其中，当壳聚糖添加量增加至2.5 g/L时，紫甘薯汁的花色苷含量下降了40.9%。当明胶添加量小于等于1.5 g/L时，紫甘薯汁花色苷含量随明胶添加量的增加显著降低(P ＜0.05)，而当明胶添加量在 1.5、2.0、2.5 g/L时，添加量对紫甘薯汁花色苷含量没有显著影响(P＞0.05)。当明胶添加量增加至2.5 g/L时，紫甘薯汁的花色苷含量下降了22.4%。紫甘薯汁中花色苷含量随皂土添加量的增加而显著下降(P＜0.05)。当皂土添加量为2.5 g/L时，紫甘薯汁的花色苷含量下降了24.6%。3种澄清剂相比较，添加量为0.5 g/L时，它们对紫甘薯汁花色苷含量的影响有显著差异(P ＜0.05)。而当澄清剂添加量为 1.0、1.5、2.0、2.5 g/L时，明胶、皂土对紫甘薯汁花色苷含量的影响没有显著差异(P＞0.05)，而它们与壳聚糖的影响有显著差异(P ＜0.05)。

结果表明，3种澄清剂中，壳聚糖对紫甘薯汁花色苷含量的影响最大。因此，虽然壳聚糖对紫甘薯汁澄清度的提高效果较好，但是在壳聚糖澄清之后，紫甘薯汁花色苷含量下降幅度最大。

表1 3种澄清剂对紫甘薯汁花色苷含量的影响/mg/L

明胶、皂土和壳聚糖对紫甘薯汁色差的影响见表2。3种澄清剂对紫甘薯汁的颜色均有一定影响。由于L值与紫甘薯汁的亮度有关，L值越大表明紫甘薯汁的亮度越大，当澄清剂的添加量增加至2.5 g/L时，紫甘薯汁的亮度均有所增加，这可能是由于花色苷含量减少所致［8］。a值越大说明紫甘薯汁颜色越偏红，随着紫甘薯汁花色苷含量的降低，a值亦呈下降趋势。这表明，L值和a值与紫甘薯汁的花色苷含量之间存在一定关系。其中，壳聚糖对紫甘薯汁颜色的影响最大，当壳聚糖添加量增加至2.5 g/L时，L值由35.95 上升至40.32，a 值由28.62 下降至6.78。添加量为2.5 g/L时，明胶，皂土这2种澄清剂对紫甘薯汁L值的影响无显著性差异(P＞0.05)，而它们与壳聚糖的影响存在显著性差异(P＜0.05)，此时，3种澄清剂对紫甘薯汁a值的影响均有显著性差异(P＜0.05)。壳聚糖澄清后大大降低了紫甘薯汁 a值，这与它对紫甘薯汁花色苷含量的影响效果一致，这说明虽然壳聚糖的使用对紫甘薯汁澄清度的提高效果较好，但它对紫甘薯汁花色苷含量的破坏程度也较大，从而致使紫甘薯汁颜色变浅。

紫甘薯汁中的花色苷不仅赋予紫甘薯汁诱人的色泽，还具有抗氧化［13］、保护肝脏［14］、增强记忆力［15］等保健作用。本试验发现，明胶、皂土、壳聚糖等澄清剂的加入都会降低紫甘薯汁花色苷含量并由此破坏色泽，从而降低紫甘薯汁的感官品质和保健功能。

2.3 3种澄清剂对紫甘薯汁总酚含量的影响

明胶、皂土、壳聚糖对紫甘薯汁总酚含量的影响如表3所示。3种澄清剂的加入均会降低紫甘薯汁中的酚类物质的含量。紫甘薯汁总酚含量随皂土和壳聚糖添加量的增加而显著降低(P＜0.05)。当他们的添加量增加至2.5 g/L时，紫甘薯汁的总酚含量分别下降了56.1%，31.2%。而当明胶的添加量增加至2.5 g/L时，紫甘薯汁总酚含量下降了26.3%。比较3 种澄清剂，添加量为 1.5、2.0、2.5 g/L 时，它们对紫甘薯汁总酚含量的影响有显著差异(P＜0.05)。

结果表明，明胶、皂土和壳聚糖在吸附紫甘薯汁中的蛋白质、果胶等大分子物质的同时也大量地吸附了一些酚类物质，从而引起紫甘薯汁中总酚含量的下降，其中，皂土对紫甘薯汁总酚含量的影响最大。

表3 3种澄清剂对紫甘薯汁总酚含量的影响/mg/L

2.4 3种澄清剂对紫甘薯汁还原能力的影响

明胶、皂土、壳聚糖对紫甘薯汁还原能力的影响如表4所示。结果表明，3种澄清剂均降低了紫甘薯汁还原能力，并且，随澄清剂添加量的增加，紫甘薯汁还原能力显著降低(P＜0.05)。其中，皂土澄清对紫甘薯汁还原能力的影响最大，当添加量为2.5 g/L时，还原能力下降了48.0%。而当明胶、壳聚糖的添加量增加至2.5 g/L时，紫甘薯汁还原能力分别下降了26.4%，36.3%。同时，3种澄清剂相比较，添加量为 1.5、2.0、2.5 g/L 时，它们对紫甘薯汁还原能力的影响有显著差异(P＜0.05)。

由于总酚和花色苷均可以表现出一定的抗氧化活性［16］，并且果蔬汁抗氧化活性的强弱与其总酚含量有关［17］，而明胶、皂土和壳聚糖的使用均会降低紫甘薯汁的花色苷和总酚含量，从而致使紫甘薯汁的还原能力随花色苷和总酚含量的下降而降低。

表4 3种澄清剂对紫甘薯汁还原能力的影响

3 结论

紫甘薯汁色泽诱人，富含花色苷、黄酮和酚类物质，具有良好的营养保健功能。紫甘薯汁的研究和开发将具有巨大的市场前景。本试验结果表明，明胶、皂土和壳聚糖这3种澄清剂虽然都可以提高紫甘薯汁澄清效果，但是也降低了其花色苷含量从而影响其色泽，同时还引起了紫甘薯汁总酚含量的降低以及抗氧化能力的下降，从而导致其感官品质和保健价值降低。壳聚糖对紫甘薯汁澄清度的提高效果最好，但是它引起紫甘薯汁花色苷的损失最大，即对紫甘薯汁色泽的影响最为显著。皂土由于对紫甘薯汁总酚含量的破坏最大且对紫甘薯汁抗氧化活性的破坏也最为明显。明胶对紫甘薯汁色泽和抗氧化活性影响最小，但是它的澄清效果最差。本试验结果为高品质紫甘薯汁的制备提供了参考，若要在提高紫甘薯汁澄清度的同时尽可能减少对其色泽的破坏和抗氧化成分的损失，还应进一步寻找更为有效的澄清剂或采用其他澄清技术。

［1］Suda I，Oki T，Masuda M，et al.Physiological functionality of purple－fleshed sweet potatoes containing anthocyanins and their utilization in foods［J］.Japan Agricultural Research Quarterly，2003，37(3):167 －173

［2］杜方岭，王文亮，王守经.甘薯的营养价值及其开发利用研究［J］.中国食物与营养，2008(9):27－28

［3］Rungsardthong V，Wongvuttanakul N，Kongpien N，et al.Application of fungal chitosan for clarification of apple juice［J］.Process Biochemistry，2006，41(3):589 －593

［4］方忠祥.杨梅清汁变色与混浊形成的机理与控制［D］.无锡:江南大学，2007

［5］Oszmiański J，Wojdylo A.Effects of various clarification treatments on the phenolic compounds and color of apple juice［J］.European Food Research and Technology，2007，224(6):755－762

［6］Gökmen V，Artlk N，Acar J，et al.Effects of various clarification treatments on patulin，phenolic compound and organic acid compositions of apple juice［J］.European Food Research and Technology，2001，213(3):194 －199

［7］Lee W C，Yusof S，Hamid N S A，et al.Optimizing conditions for enzymatic clarification of banana juice using response surface methodology(RSM) ［J］.Journal of Food Engineering，2006，73(1):55 －63

［8］Khandare V，Walia S，Singh M，et al.Black carrot(Daucus carota ssp.sativus)juice:Processing effects on antioxidant composition and color［J］.Food and Bioproducts Processing，2010，89(4):482 －486

［9］Pinelo M，Zeuner B，Meyer A S.Juice clarification by protease and pectinase treatments indicates new roles of pectin and protein in cherry juice turbidity［J］.Food and Bioproducts Processing，2010，88(2 －3):259 －265

［10］Benzie I F F，Strain J J.The ferric reducing ability of plasma(FRAP)as a measure of“antioxidant power”:the FRAP assay［J］.Analytical Biochemistry，1996，239(1):70 －76

［11］李新华，王立男.甘薯饮料澄清工艺的研究［J］.粮油加工，2007(12):120－123

［12］黄美娥，李文芳，唐信鹏，等.壳聚糖在甘薯饮料澄清中的应用［J］.现代食品科技，2006，22(2):173 －175

［13］Lachman J，Hamouz K，Šulc M，et al.Cultivar differences of total anthocyanins and anthocyanidins in red and purplefleshed potatoes and their relation to antioxidant activity［J］.Food Chemistry，2009，114(3):836 － 843

［14］Choi J H，Hwang Y P，Park B H，et al.Anthocyanins isolated from the purple－fleshed sweet potato attenuate the proliferation of hepatic stellate cells by blocking the PDGF receptor［J］.Environmental Toxicology and Pharmacology，2011，31(1):212－219

［15］Cho J，Kang J S，Long P H，et al.Antioxidant and memory enhancing effects of purple sweet potato anthocyanin and cordyceps mushroom extract［J］.Archives of Pharmacal Research，2003，26(10):821 －825

［16］Xu G，Liu D，Chen J，et al.Juice components and antioxidant capacity of citrus varieties cultivated in China［J］.Food Chemistry，2008，106(2):545 －551

［17］Fang Z，Zhang Y，Lü Y，et al.Phenolic compounds and antioxidant capacities of bayberry juices［J］.Food Chemistry，2009，113(4):884 －888.

Effects of Various Clarification Treatments on Color and Antioxidant Activity of Purple Sweet Potato Juice

Liao Wang Cheng Jiyu Lu Guoquan
(Institute of Agriculture and Food Science，Zhejiang Agriculture and Forestry University，Lin'an 311300)

This experiment studies gelatin，bentonite and chitosan such kinds of clarifications to the clarifications of purple sweet potatoes，colors and antioxidant activity.The result shows that the purple sweet potatoes'clarification process of gelatin，bentonite and chitosan accompany with loss of anthocyanidins，the total phenol contents'reducing and the cutting down of antioxidant activities.The loss of anthocyanins is caused by chitosan and it has the most significant influences on，purple sweet potato juice.making impact on color of the juice greatly.Loss of total phenols and antioxidant activity was caused by bentonite the most significantly.Color and antioxidant activity of the juice are affected by gelatin，but its clarification effect is not satisfying.

purple sweet potato，clarification，color，antioxidant activity

TS215

A

1003－0174(2012)09－0030－05

浙江农林大学大学生科技创新活动项目(20110 0110)，浙江农林大学科研发展基金(2010FR092)，现代农业产业技术体系建设专项(CARS－11－B－18)

2011－12－02

廖望，女，1990年出生，本科生，农产品贮藏与加工

成纪予，女，1979年出生，讲师，农产品贮藏与加工