[科普中国]-[原创]提高紫薯汁澄清度及抗氧化活性的途径

紫薯营养价值高，富含胡萝卜素、黄酮、花色苷等多种具有抗氧化、抗突变功能的因子，且色泽诱人，是一种深受人们喜爱的保健食品。紫薯含水量达60％~80％，将紫薯加工成紫薯汁将具有良好的市场前景。但是，紫薯汁中的淀粉、果胶、蛋白质、多酚等大分子物质结合后能使紫薯汁表现为浑浊状，造成紫薯汁品质的下降。因此，提高紫薯汁澄清度是紫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，并已被广泛用于澄清各种果蔬汁。近年来，壳聚糖因其澄清效果好、安全无毒、易降解等优点而受到越来越多的关注。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。此前关于澄清紫薯汁的一些报道主要集中在澄清效果上，而忽略了澄清剂对色泽、花色苷含量等方面的影响。现以明胶、皂土、壳聚糖为澄清剂，检测澄清前后紫薯汁色泽、总酚含量及其抗氧化活性的变化情况。

1. 材料和方法

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

（2）仪器设备 AB104-N型分析天平，由Metter-Toledo集团生产；JYL-C051型打浆机，由九阳股份有限公司生产；HH-4型数显恒温水浴锅，由常州国华电器有限公司生产；紫外可见分光光度计，由北京普析通用仪器有限责任公司生产；冰冻水浴恒温震荡器，由太仓市华美生化仪器厂生产；WSC-S型测色色差计，由上海精密科学仪器有限公司生产。

（3）工艺流程 紫薯→清洗→去皮→切片→打浆（紫薯与水质量比为1∶1）→滤布过滤→灭酶（95 ℃、5 min）澄清→过滤→指标测定。

（4）澄清工艺 取40 mL经滤布过滤、灭酶的紫薯汁于锥形瓶中，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薯汁的澄清效果、色泽、总酚含量及抗氧化活性的影响。

2. 结果分析

（1）3种澄清剂对紫薯汁澄清度的影响 明胶、皂土、壳聚糖均可以提高紫薯汁的澄清度，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3种澄清剂的添加量达到一定值时，紫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％和57.38％。因此，从澄清效果来看，壳聚糖对紫薯汁的澄清效果最好。

（2）3种澄清剂对紫薯汁色泽的影响 明胶、皂土、壳聚糖3种澄清剂的加入均会造成紫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，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，紫薯汁花色苷含量随壳聚糖添加量的增加而显著下降（p0.05）。当明胶添加量增加至2.5 g/L时，紫薯汁的花色苷含量下降了22.4％。紫薯汁中花色苷含量随皂土添加量的增加而显著下降。当皂土添加量为2.5 g/L时，紫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，它们对紫薯汁花色苷含量的影响有显著差异，而当澄清剂添加量为1.0 g/L、1.5 g/L、2.0 g/L、2.5 g/L时，明胶、皂土对紫薯汁花色苷含量的影响没有显著差异，而它们与壳聚糖的影响有显著差异。结果表明，3种澄清剂中，壳聚糖对紫薯汁花色苷含量的影响最大。因此，虽然壳聚糖对紫薯汁澄清度的提高效果较好，但是在壳聚糖澄清之后，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仅赋予紫薯汁诱人的色泽，还具有抗氧化、保护肝脏、增强记忆力等保健作用。试验发现，明胶、皂土、壳聚糖等澄清剂的加入都会降低紫薯汁花色苷含量并由此破坏色泽，从而降低紫薯汁的感官品质和保健功能。

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

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

（4）3种澄清剂对紫薯汁还原能力的影响 明胶、皂土、壳聚糖均降低了紫薯汁还原能力，并且随着澄清剂添加量的增加，紫薯汁还原能力显著降低，其中皂土澄清对紫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 L时，紫薯汁还原能力分别下降了26.4％和36.3％。同时，3种澄清剂相比较，添加量为1.5 L、2.0 L、2.5 L时，它们对紫薯汁还原能力的影响有显著差异。

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

紫薯汁色泽诱人，富含花色苷、黄酮和酚类物质，具有良好的营养保健功能。紫薯汁的研究和开发具有巨大的市场前景。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，同时还引起了紫薯汁总酚含量的降低以及抗氧化能力的下降，而导致其感官品质和保健价值降低。壳聚糖对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损失最大，即对紫薯汁色泽的影响最为显著。由于皂土对紫薯汁总酚含量的破坏最大且对紫薯汁抗氧化活性的破坏也最为明显。明胶对紫薯汁色泽和抗氧化活性影响最小，但是它的澄清效果最差。试验结果为高品质紫薯汁的制备提供了参考，若要在提高紫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。

编辑：王慧 审核专家：农产品加工杂志社总编 张成龙