板栗花饮料沉淀分析及稳定性研究

常 虹，贾雅琼，，周家华，赵丽芹

（1.北京市农林科学院农业综合发展研究所，北京 100097；2.内蒙古农业大学，内蒙古呼和浩特 010018）

植物提取饮料在生产及储藏过程中常会产生沉淀，影响饮料的质量。研究认为饮料产生沉淀及混浊的原因，大多是由于微生物和化学反应引起，而化学反应产生的沉淀主要是由鞣酸、多酚类、果胶、蛋白质和矿物质等引起[1-5]。板栗花作为板栗产业疏雄时产生的废弃物，具有丰富的营养成分和活性物质，特别是含有丰富的黄酮类化合物[6-9]，将其研制成饮料产品，口感和风味极佳，但由于板栗花饮料会产生沉淀。因此，本实验对板栗花饮料加工过程中沉淀物质含量进行测定分析，运用物理、化学方法进行澄清处理和比较，得出最佳澄清工艺。从而为板栗花饮料开发解决技术难题，为以板栗花为原料开发的饮料产品稳定性研究奠定一定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

板栗花 北京市农林科学院综合所；蜂蜜 北京百花蜂蜜有限公司；绵白糖 北京糖业烟酒有限公司；芦丁标准品 供含量测定用，中国药品生物制品检定所；果胶甲酯酶 酶活力5PEU/mL，诺维信（中国）生物技术有限公司；柠檬酸、甲醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、无水硫酸钠、硫酸亚铁、酒石酸钾钠、单宁酸、碳酸钠、钨酸钠、磷钼酸、磷酸 均为分析纯。

LP-503电子天平 常熟市衡器厂；HHS电热恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；RM-220超纯水机 艾科普实验设备有限公司；TU-1901双光束紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；飞鸽实验用离心机 上海安亭科学仪器制造厂。

1.2 实验方法

1.2.1 板栗花饮料加工工艺[10]板栗花前处理→粉碎→浸提→抽滤→调配→调配液→澄清→滤液→装罐→杀菌→产品。

板栗花原液浸提的最佳工艺条件为提取温度60℃、提取时间25min、料液比1∶70、超声功率700W、浸提液按照蜂蜜2%、白砂糖6%、柠檬酸0.02%进行调配，得到板栗花饮料初产品。

1.2.2 板栗花饮料中沉淀物质测定

1.2.2.1 沉淀物质中果胶含量测定[11]准确称取半乳糖醛酸100mg溶解于水中，置于100mL容量瓶中，加入1mol/L氢氧化钠溶液0.5mL，并定容至刻度。取以上原液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0mL，分别置于100mL容量瓶中，稀释至刻度，得到半乳糖标准溶液浓度分别为0、10、20、30、40、50、60、70μg/mL。吸取1mL标准溶液，置于25mL比色试管，加入0.5mL 0.1%咔唑乙醇溶液，并产生白色絮状沉淀，不断振荡容量瓶，加入6mL浓硫酸，立刻将试管放入85℃水浴反应5min，之后冷却20min，测其在525nm吸光度值，绘制标准曲线。

取40mL板栗花饮料用4000r/min离心45min，将澄清液滤出，将沉淀溶于水，置于10mL容量瓶中，加入1mol/L氢氧化钠溶液0.5mL，定容至刻度。之后步骤同上。

通过测定不同浓度半乳糖醛酸的标准溶液，结果表明，浓度在10～70μg/mL之间呈良好的线性关系，线性回归方程为Y=0.0080X+0.0089，相关系数R2=0.9983。

1.2.2.2 沉淀物质中鞣酸含量测定 将单宁酸配制为100μg/mL的标准使用液。吸取鞣酸标准使用液0、0.2、0.4、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0mL，置于试管中，分别加入20mL水、1.0mL福林-丹尼斯氏试剂和6mL 100g/L碳酸钠溶液，静置45min。测其710nm吸光度值，绘制标准曲线。

取40mL板栗花饮料用4000r/min离心45min，将澄清液滤出，将沉淀溶于水，置于10mL容量瓶中定容，之后方法同上。

实验表明鞣酸含量在0～200μg/20mL与其吸光值呈线性关系，且在此范围内的线性回归方程为Y=0.0025X+0.0031，相关系数R2=0.9990。

1.2.2.3 沉淀物质中茶多酚含量测定 取40mL板栗花饮料用4000r/min离心45min，将澄清液滤出，将沉淀溶于水，置于10mL容量瓶中定容。精确移取1～5mL上述制备的试液于25mL容量瓶中，加水4mL，酒石酸亚铁溶液5mL，充分摇匀，用pH7.5的磷酸缓冲溶液定容至刻度。用比色皿，在波长540nm处，以试剂空白作参比，测定其吸光度（A1）。同时移取等量的试液置于25mL容量瓶中，加水4mL，用pH7.5的磷酸缓冲液定容至刻度，测定其吸光度（A2）。

样品中茶多酚的含量按式（1）计算：

X=[（A1-A2）×1.957×2×K]/V×1000 式（1）

式中：X：样品中茶多酚的含量，mg/L；A1：试液显色后的吸光度；A2：试液底色的吸光度；K：稀释倍数；V：测定时吸取试液的体积，mL；1.957：用10mm比色皿，当吸光度等于0.50时，1mL茶汤中茶多酚的含量相当于1.957mg。

1.2.2.4 总沉淀量的测定 经过不同处理的板栗花饮料放置一定的时间后，采用4000r/min离心45min，将澄清液滤出，所得沉淀的总质量即为总沉淀量。

1.2.2.5 离心澄清法 将调配好的板栗花饮料置于离心机中，以4000r/min分别离心15、30、45min滤除沉淀物质。

1.2.3 稳定性效果研究

1.2.3.1 单因素实验 饮料中常用各种稳定剂来保持饮料的良好外观，各种稳定剂的使用效果各不相同[12]。在调配好的板栗花饮料初产品中加入不同量的黄原胶、CMC-Na进行单因素对比实验，确定各因素的最适添加量。

1.2.3.2 黄原胶、CMC-Na两种稳定剂复配 根据之前单因素实验结果，确定复配因素及复配因素添加量。用黄原胶、CMC-Na进行复配实验，确定稳剂复配的最佳比例。复配实验表见表1。

表1 稳定剂复配实验表Table 1 Experiment form of compound stabilizer

1.2.3.3 果胶酶对沉淀的影响 分别在调配好的板栗花饮料初产品中加入0.02%、0.04%、0.06%、0.08%的果胶酶，40℃下酶解120min，冷却后制得成品，放置10d后对板栗花饮料的沉淀物质进行测定。研究不同量果胶酶对板栗花沉淀物质的影响。

2 结果与分析

2.1 饮料中沉淀物质分析

本实验运用咔唑比色法、福林丹尼斯法、酒石酸亚铁比色法分别对板栗花饮料在调配液、滤液以及杀菌处理后的板栗花饮料成品，放置10d后沉淀物质中的果胶、鞣酸、茶多酚的含量进行测定。得出各物质含量，结果见表2。

表2 板栗花饮料中沉淀物质Table 2 Sediment of Chinese chestnut flowers beverage

由表2可知，在板栗花饮料加工过程的各阶段，果胶和鞣酸是板栗花饮料沉淀的主要成分。如在调配液阶段，果胶占总沉淀量的25.72%，鞣酸占总沉淀量的23.71%，两者之和几乎占到总沉淀物质的50%。在浸提液调配、离心过滤、得到成品的过程中，板栗花饮料中的总沉淀物质呈现逐步减少的趋势，其中，离心过滤后的滤液中，茶多酚在总沉淀中所占的比例明显下降，果胶与鞣酸含量也有所下降。

2.2 离心澄清法对板栗花饮料澄清效果的影响

将调配好的板栗花饮料置于离心机中，以转速为4000r/min分别离心15、30、45min来滤除沉淀物质，结果见表3。

由表3可知，离心15min后滤液呈现稍微混浊的状况，静置2d后出现较为明显的沉淀。离心30min和离心45min后，滤液澄清透明，放置7d后才出现沉淀，且沉淀量很少，基本相当，故离心澄清的最佳条件是转速4000r/min，离心30min，它可以作为板栗花饮料加工过程中澄清的辅助方法。

表3 离心澄清法对板栗花饮料澄清效果的影响Table 3 The effect of centrifugation onchestnut flowers beverage

2.3 添加化学试剂对澄清效果的影响

2.3.1 稳定剂的单因素实验分析 分别加入不同量的黄原胶和CMC-Na进行单因素实验，实验结果见表4。

表4 黄原胶单因素实验结果分析Table 4 Single factor analysis of test results

由表4可知，黄原胶作为板栗花饮料的稳定剂时，在添加量为0.04%时，沉淀物质相对较少，故黄原胶的最适添加量0.04%。

表5 CMC-Na单因素实验结果分析Table 5 Single factor analysis of test results

由表5可知，CMC-Na单因素实验中，CMC-Na作为稳定剂，添加量为0.06%时，沉淀物质相对较少，故CMC-Na最适添加量0.06%。

2.3.2 稳定剂复配效果研究 选取稳定剂最大添加量为0.1%，黄原胶和CMC-Na分别按照表1所示进行复配，按照不同组合进行实验，结果见表6。

表6 稳定剂复配实验结果Table 6 The experiment result of compound stabilizer

由表6可知，直观分析在A3B1时，沉淀量最少，即添加黄原胶0.05%、CMC-Na 0.05%时，稳定效果最佳。

2.3.3 果胶酶添加量对板栗花饮料澄清效果的影响根据实验结果可知，板栗花饮料沉淀物中含有果胶，故选取不同量果胶酶添加到板栗花饮料中进行酶解，观察酶用量与沉淀量的关系。结果见图1。

图1 酶用量对澄清效果的影响Fig.1 Effect of amount of pectinase on the results of sediment analysis

由图1可知，在板栗花饮料中果胶酶添加量为0.04%到0.06%时，沉淀量明显减少；果胶酶添加量继续增大，沉淀量减少趋于平缓，故果胶酶添加量为0.06%时效果最佳。

3 结论

对沉淀物质粗测可知，板栗花饮料的沉淀物中果胶、鞣酸以及茶多酚等物质是主要成分，含量约占板栗花饮料总沉淀量的65%左右。物理澄清法如离心等对板栗花饮料沉淀的去除有一定的效果，最佳离心澄清的条件是转速4000r/min，离心30min，它可以作为板栗花饮料加工过程中一个澄清的辅助方法；最佳稳定剂添加方案为黄原胶与CMC-Na进行复配，并且当复配比例为1∶1、最大添加量为0.1%时澄清效果最佳；果胶酶对板栗花饮料有一定的澄清效果，当酶用量在0.06%时效果最佳。

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