全 文 ：食品研究与开发2007.Vol.28.NO.02
基金项目:广东省科技计划支持项目(2005A20303002);广州市科技
局项目(2006J1-C0251)
作者简介:张雪颖(1982-),女(汉),在读硕士,研究方向:食品化学。
*通迅作者:战宇(1974-),女,博士,主要从事食品化学方面的研究。
甜叶菊是菊科宿根多年生草本植物,其叶片中含有
的甜菊糖甙具有高甜度(为蔗糖的200倍～300倍)、低
热量(仅为蔗糖的 1/300)的特性[1],并有一定的药理作
用,对糖尿病、肥胖症、心脏病、高血压有明显的药理作
用和辅助疗效[2~4],因而日益引起人们的关注和重视,现
已广泛应用于保键饮料、低热量食品和医药工业中,被
誉为最有发展前途的新糖源。
通过热水浸提的甜叶菊原液里含有大量的蛋白
质、有机酸、皂甙、叶绿素、无机盐等杂质,这些杂质的
含量是糖甙含量的5倍～7倍。如果在料液进入吸附
树脂前对杂质不进行一定程度的处理,杂质就会污染
树脂,使其功效降低,使用寿命缩短,因此,对动态法提
取的料液必须进行预处理除杂。
预处理的方法大致有以下几种:1.物理法处理。主
要是运用物理方法把料液中的色素、蛋白质等杂质同
甜菊糖甙分开,从而达到预处理除杂的目标,其主要缺
点是生产成本高。2.化学处理法。该法是目前我国甜菊
糖甙厂主要应用的方法,其主要原理是絮凝剂能提供
大量的络离子,强烈吸附胶体微粒,通过粘附桥架交联
作用,促使微粒凝聚。同时,还发生物理变化,中和胶体
微粒及悬浮物表面电荷,降低胶团的电位,使胶体粒子
由原来的相斥变成相吸,破坏胶团的稳定性,使胶体微
粒相互碰撞,形成沉淀,达到除杂的目的。运用此法处
理的料液,杂质离子及有机杂质80%可被除去[5]。
本文对几种常用的絮凝除杂剂的特性进行了研究
和比较,选出一种效果较佳的絮凝剂。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
甜叶菊(黑龙江产);盐酸;三氯化铁;氯化亚铁;硫
酸亚铁;氧化钙;氢氧化钙;碳酸钙均为分析纯。
752N型紫外可见分光光度计;pHS-25数显酸度
计;JH-12型 COD恒温加热器;JB-2型恒温磁力搅
拌器。
1.2 实验方法
1.2.1 提取方法
每次称取原料100g,加入10倍于叶重的沸水软化
叶片组织10min,之后在60℃下搅拌浸提4次,每次
30min,合并4次浸提液后用布氏漏斗抽滤即得样液。
1.2.2 提取液澄清工艺
提取液→加入絮凝剂→搅拌→静置(65℃水浴)
→减压抽滤→取清液检测
张雪颖 1,徐仲伟 1,战宇 2,*,宁正祥 1
(1.华南理工大学轻工与食品学院,广东 广州510640;2.广州大学生物与化学工程学院,广东 广州510091)
甜叶菊提取液的絮凝工艺研究
摘 要:研究了絮凝剂在甜叶菊提取液的澄清过程中的作用,选出最适絮凝剂,并对其澄清效果进行实验,确定了最
佳的絮凝条件。
关键词:甜叶菊;提取液;絮凝剂;透光率
STUDYONFLOCCULATIONEXTRACTIONTECHNIQUEOFSTEVIAREBAUDIANABERTONI
ZHANGXue-ying1,XUZhong-wei1,ZHANYu2,*,NINGZheng-xiang1
(1.ColegeofLightIndustryandFoodTechnology,SouthChinaUniversityofTechnology,
Guangzhou510640,Guangdong,China;2.SchoolofBiologicalandChemicalEngineering,Guangzhou
University,Guangzhou510091,Guangdong,China)
Abstract:Inthispaper,experimentswereconductedtostudytheefectofflocculationintheclarifyingtreatment
ofSteviarebaudianaBertoniextracts,choosethemostsuitableflocculant,andtestaboutitsclarificationefects.
Confirmtheoptimalconditionofflocculation.
Keywords:SteviarebaudianaBertoni;extracts;flocculant;transparency
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1.2.3 澄清效果测定
取上层清液用 752N型分光光度计在 665nm
处,以蒸馏水作参比,1cm比色皿测定,结果用透光
率表示。
2 结果与讨论
2.1 不同絮凝剂对絮凝效果的影响
为了比较不同种类的絮凝剂对甜叶菊提取液的
絮凝效果,选取了几种常用絮凝剂单独或者复合作用
对甜叶菊提取液进行了絮凝试验。于 25mL比色管
中,各加入 20mL甜叶菊提取液,然后分别加入不同絮
凝剂,以水定容,并调节 pH=10,充分搅拌 10min后
置于65℃水浴中静置30min左右。用定性滤纸过滤,
取清液在665nm处测定透光率,结果见图1。
从图1可看出,FeCl3+Ca(OH)2和 FeCl3+CaO的
絮凝效果最好,絮凝后清液的透光率最大,而糖甙损
失率最小。又考虑到CaO比Ca(OH)2便宜,所以选择
FeCl3+CaO做絮凝剂较合适。需注意的是,使用CaO
时,将其配制成30%～35%的石灰乳,絮凝效果最好。
此絮凝剂作用原理:FeCl3+CaO(H2O)→Fe(OH)3↓
+CaCl2,即反应产生更难溶的絮状沉淀,随着沉淀量增
多使大分子如蛋白质、胶体、叶绿素、纤维等聚沉。另
外,提取液中很多胶体带有负电荷,在中性条件下形成
双电层,因而在胶体颗粒间形成静电排斥作用,使胶体
能稳定地存在于液相当中。当加入石灰乳后,电离出来
带正电荷的Ca2+离子使胶体赖以稳定存在的双电层减
弱或消失。根据DLVO理论,胶体颗粒间的作用位能V
可表示为由斥力引起的排斥位能 VR和由范德华力引
起的吸引位VA之和,即V=VR+VA。随着排斥位能的降
低,吸引位能随着胶体颗粒间距离的缩短而增大,最终
导致凝聚。此外,加入的石灰乳还可凝聚相当一部分皂
角甙和色素,并且具有杀菌的作用,从而使提取液颜色
变浅,微生物繁殖得到抑制[6]。
2.2 絮凝剂配比及用量对絮凝效果的影响
在温度65℃～70℃,pH=10时,改变两种絮凝剂
的配比对絮凝效果的影响见表1。
从表 1可看出,当 FeCl3∶CaO=1∶2.5时絮凝效果
最好。
在温度65℃～70℃,pH=10时,按 FeCl3∶CaO=
1∶2.5配制复合絮凝剂,改变絮凝剂的用量对絮凝效果
的影响见图2。
由图2可见,随絮凝剂用量的增加,澄清液透光率
增大,甜菊糖甙损失率也提高,透光率在絮凝剂用量为
4.5g/L时达最大值,在絮凝剂用量4.4g/L～4.6g/L范
围内澄清液透光率和甜菊糖甙损失率变化趋于平缓。
但随絮凝剂用量的进一步增加,上层澄清液透光率降
低,甜菊糖甙损失率继续增大。其原因可能为:当加入
量较少时,絮凝剂不足以和蛋白质鞣酸等杂质分子发
生较强的吸附架桥和电中和作用,不能将胶体颗粒充
分絮凝;随着絮凝剂加入量的增加,吸附架桥和电中和
作用增强,絮凝效果逐渐达到最佳值;但当加入量过
高,提取液中的微粒易被絮凝剂包围,失去其在颗粒间
发挥的架桥作用,胶体表面发生二次吸附,微粒处于再
稳定状态,澄清液透光率降低[7]。因此,絮凝剂用量为
4.5g/L时絮凝效果最好。
2.3 提取液的pH对絮凝效果的影响
表1 絮凝剂的配比对絮凝效果的影响
Table1 Theproportionofflocculantefectsonflocculatingeficiency
FeCl3:CaO
2:1
1:1
1:2
1:2.5
1:3
过滤
Filtration
难
难
易
易
难
澄清液
Clarifyingsolution
深黄绿色不透明溶液
黄绿色微浑溶液
淡黄色澄明溶液
浅淡黄色澄明溶液
浅淡黄色微浑溶液
透光率(%)
Transparency
60
87
95
99
90
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在温度65℃～70℃,絮凝剂用量为4.5g/L时,加
入絮凝剂后溶液的pH在12左右,改变絮凝溶液 pH
对絮凝效果的影响见图3。
图3结果表明:随着提取液pH的增加,透光率逐
渐增大,在 pH=9~10时透光率达最大值,絮凝效果最
佳,后又逐渐下降。而甜菊糖甙的损失率一直在增大,
在pH=8~10范围变化较慢,当pH>10后,增大较快。因
此,提取液的pH=9~10时絮凝效果最好。
2.4 温度对絮凝效果的影响
在絮凝剂用量为4.5g/L,絮凝溶液pH为9~10,絮
凝时间为40min时,改变絮凝温度对絮凝效果的影响
见图4。
由图4可见,随着温度的升高,澄清液的透光率增
加,在65℃～70℃达最大,其后有所下降。而甜菊糖
甙的损失率在减小,温度超过65℃后变化趋于平缓。
因此,温度为65℃～70℃时絮凝效果最好。
2.5 絮凝时间对絮凝效果的影响
为了确定絮凝试验的最佳絮凝时间,在温度70℃,
絮凝剂用量4.5g/L,絮凝溶液 pH为 9～10时,每隔
10min测定一次透光率,结果见图5。
由图 5可见,在 30min内的沉淀很快,上清液透
光率明显增加,在30min～40min变化趋缓,40min以
后透光率几乎不发生变化。因此,可确定最佳沉淀时间
为40min,在该时间内絮体可沉淀完全,且絮凝液稳定
性高,没有出现二次混浊现象。
3 结论
3.1 在甜叶菊提取液的絮凝处理中,选择FeCl3+CaO
做絮凝剂较合适。
3.2 絮凝剂的适宜絮凝条件:温度为65℃～70℃,pH
值为9～10,添加絮凝剂用量4.5g/L,作用时间为40min
左右。
3.3 采用此絮凝方法处理甜叶菊提取液,可使其透光
率达到95%以上,甜菊糖糖甙损失率13%左右。
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收稿日期:2006-09-11
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