苹果多酚提取浓缩过程中混浊的形成及控制

李建新，王育红，张晓宇

（1.中州大学化工食品学院，河南 郑州 450044；2.河南农业职业学院食品科学系，河南 中牟 451450）

进入21世纪以来，随着天然功能性成分研究的兴起，苹果多酚已成为研究热点。由于苹果多酚具有很强的抗氧化性、清除体内自由基、抑菌、抗衰老、抗肿瘤、抗过敏、减肥降脂[1-3]等功效，因而广泛应用于医学、食品、制革和日用化工等领域，并发挥着不可替代的作用。苹果渣是苹果汁加工业的主要副产品，是提取苹果多酚的较好资源。在利用苹果渣提取苹果多酚过程中常常会出现混浊现象，分离纯化时容易造成柱塞，对多酚制品的生产效率有一定影响，针对此现象进行深入研究，通过脱除混浊液中的蛋白质成分，以提高大孔树脂在实际生产中的效率，从而获得高纯度的苹果多酚制品。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

苹果渣:由三门峡富达果胶工业有限公司提供，粉碎后过140目筛。没食子酸标准品、考马斯亮蓝G-250：Sigma公司；BR牛血清白蛋白：北京双旋微生物培养基制品厂；Fo1in-Ciocalteu试剂（河南农业大学食品学院功能性食品研究室自制）；无水乙醇、无水碳酸钠、氯仿、正丁醇等：均为分析纯；D280大孔吸附树脂：天津南开化工厂。

WFZUV-2000型紫外可见分光光度计：上海尤尼柯仪器有限公司；WYT型手持式折光仪：成都泰华光学有限公司；TDL-5-A型低速大容量离心机：上海安亭仪器厂；WD750BS型750W微波炉：格兰仕电器有限公司；BS-S型气浴恒温振荡器：常州国华电器有限公司；R201B-Ⅱ型旋转蒸发器：上海申顺生物技术有限公司。

1.2 方法

1.2.1 苹果渣多酚物质粗提液的制备

参照文献[4]方法，从苹果渣中提取苹果多酚粗提液，浓缩备用。

1.2.2 苹果多酚含量测定

参照文献[5]中改进的Folin-Ciocalteu法，以没食子酸为基准物质测定苹果多酚含量。

1.2.3 定性实验

1.2.3.1 蛋白质的定性实验

考马斯亮蓝G-250在酸性游离状态下呈棕红色，当它与蛋白质结合后变为蓝色。

1.2.3.2 淀粉的定性实验

1 mL碘液滴到盛在试管中的10 mL苹果多酚浓缩液上，不混合，观察界面颜色。蓝色证明有淀粉残留。

1.2.3.3 果胶的定性实验[6]

2体积的乙醇（含1%HCl）与1体积的苹果多酚浓缩液（可溶性固形物含量为11.5°Brix）混合，15 min后观察有胶体形成，证明浓缩液中含果胶。

1.2.4 脱除蛋白质方法

1.2.4.1 低速离心法

取50 mL浓缩液，低速离心，4200 r/min,RCF（360 mm）=3500×g，得到脱除混浊的上清液，测多酚含量。

1.2.4.2 等电点法[7]

取50 mL浓缩液，在搅拌下用20%盐酸缓慢调节pH至4.5，4℃静置一夜，离心，得到除去蛋白质的上清液，测多酚含量。

1.2.4.3 Sevag法[8]

在苹果多酚浓缩液中加入占该溶液体积的1/5倍氯仿和1/25倍正丁醇，反应30 min，经离心去除沉淀后，测多酚含量。

1.2.4.4 多酚保留率

1.2.5 树脂的预处理

将树脂用无水乙醇室温下密封浸泡8 h，水洗后用5%盐酸溶液浸泡8 h，水洗至中性，再用5%NaOH液浸泡8 h，用水洗至中性备用。

1.2.6 静态吸附动力学实验[9]

准确称取用滤纸吸干预处理过的湿树脂1.00 g于100 mL锥形瓶中，加入定量的苹果多酚粗提液，避光密封，置于振荡器中，25℃，120 r/min振荡，定时从上清液中取样，测定多酚含量，比较混浊脱除前后对树脂吸附的影响。根据以下公式计算比吸附量。

式中：C0，C1为吸附前、后试液多酚浓度，（mg/mL）；V为供试液体积，mL；M为树脂湿重，g。

1.2.7 静态解吸动力学试验

将充分吸附的树脂过滤，用水冲洗后滤干，置于锥形瓶中，加入60%的乙醇水溶液100 mL，调节溶液pH，密封置于气浴恒温振荡器中，25℃，120 r/min振荡，定时从上清液中取样，检测多酚含量，比较混浊脱除前后对比解析量的影响，根据以下公式计算比解析量。

式中：C为洗脱液中苹果多酚浓度，（mg/mL）；W为树脂质量，g；V为洗脱总体积，mL。

2 结果与分析

2.1 定性实验

表1说明苹果多酚浓缩液混浊成分中含有蛋白质、多糖、果胶、苹果多酚，不含有淀粉，有此可以推出苹果多酚提取浓缩过程中形成的混浊现象是由多酚与蛋白质、多酚与果胶形成的沉淀引起的，这与綦菁华[6]、张峰[10]、李全宏[11]、孙海峰[12]所报道的苹果浓缩汁中出现的混浊现象基本一致。

表1 混浊中的成分及所占比例Table 1 Component and percentage of the haze

2.2 除去苹果多酚浓缩液蛋白质方法比较

除去苹果多酚浓缩液蛋白质方法比较见表2。

表2 除去蛋白质的方法Table 2 Method of removing protein

表2中除去蛋白质的3种方法多酚保留率无显著差异，由于等电点法操作起来比较繁琐，时间较长，而Sevag法中氯仿试剂有毒，难以在食品中应用，故采用低速离心法，操作简便，效率较高，能够进行连续化生产。

2.3 除蛋白质前后大孔吸附树脂对苹果多酚吸附解吸的影响

D280树脂对苹果多酚静态吸附动力学曲线，见图1。

图1 D280树脂对苹果多酚静态吸附动力学曲线Fig.1 Kinetic curve of static adsorption fo D280 resin onapple polyphenols

从图1可以看出，苹果多酚浓缩液离心前后大孔树脂对苹果多酚静态吸附整体趋势影响不大，只是在吸附量、时间上有所不同，在同等吸附量的情况下，离心后比未离心吸附时间较短，效率较高；相同时间下，混浊成分降低了大孔树脂吸附多酚量。

D280树脂对苹果多酚静态解吸动力学曲线，见图2。

图2 D280树脂对苹果多酚静态解吸动力学曲线Fig.2 Kinetic curev of static desorption of D280 resin on apple polyphenols

从图2可以看出，除蛋白质前后苹果多酚解吸趋势没有明显变化，在相同时间的条件下多酚离心后比未离心解析量提高，在相等解析量的条件下时间较短，效率较高。

通过图1、图2可以得到D280大孔树脂对离心后苹果多酚浓缩液的比吸附量比未离心的苹果多酚浓缩液提高了25%，比解吸量提高了23%。

3 结论

苹果多酚提取浓缩过程中出现混浊现象进行了分析，混浊成分主要是由蛋白质、多糖、多酚、果胶构成，不含有淀粉，通过低速离心法脱除混浊中的蛋白质，D280大孔树脂比吸附量提高了25%，比解吸量提高了23%，有效地提高了生产效率，获得了较高的经济效益。至于出现混浊现象的机理还有待于进一步研究。

[1]Yingrong Lu,L Yeap Foo.Identification and quantification of major polyphenols in apple pomace[J].Food chemistry,1997,59(2):187-194

[2]李建新,王育红,潘治利,等.苹果多酚的提取技术和应用研究[J].农产品加工,2007,12(1):62-65

[3]李建新,王娜,王海军,等.苹果多酚的减肥降脂作用研究[J].食品科学,2008,29(8):597-599

[4]艾志录,郭娟,王育红,等.微波辅助提取苹果渣中苹果多酚的工艺研究[J].农业工程学报,2006,22(6)188-191

[5]郭娟,艾志录,崔建涛,等.苹果渣中多酚物质的福林法测定[J].食品工业科技,2006,27(2):178-180

[6]綦菁华,蔡同一,曲昆生,等.苹果浓缩汁二次混浊主要成分分析[J].食品与发酵工业,2007,33(4):150-153

[7]韩舜愈,宋雪梅,祝霞,等.除去燕麦β-葡聚糖粗提液中蛋白质方法的比较研究[J].食品科学,2006,27(12):300-303

[8]徐大伦,欧昌荣,黄晓春,等.浒苔多糖脱蛋白方法的研究[J].水产科学,2005,24(5):26-27

[9]艾志录,王育红,王海,等.大孔树脂对苹果渣中多酚物质的吸附研究[J].农业工程学报,2007,23(8):245-248

[10]张峰,仇农学.苹果浓缩汁后混浊的形成机理及控制[J].饮料工业,2004,7(2):1-4

[11]李全宏,李娜,付才力,等.苹果汁中活性蛋白的性质及其稳定化处理研究进展[J].食品与发酵工业,2004,30(8):83-86

[12]孙海峰,孙家财,周亚平,等.苹果浓缩汁后混浊的研究进展[J].综述与述评,2007,10(7):3-6