全 文 ：FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
食 品 科 技
2009年 第 34卷 第 10期
收稿日期： 2009-08-11
作者简介： 秦浩杰(1972—)，男，工程师，主要从事饮料食品开发与研究工作。
凉粉草(MesonaBlume)又名仙人草、仙草、仙
人冻、薪草，是一种重要的药食两用的东方植物
资源。凉粉草全草干样含有约 70%碳水化合物，
少量蛋白质、脂肪、色素等，还含有较多矿物元
素[1]，其中凉粉草胶(MesonaBlumeGum,简称MBG)
的含量约16%。MBG是凉粉草中具有凝胶性的多
糖[2]，用 HPLC 法测得其相对分子量为 4.3×104，
其单糖组成为葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、
鼠李糖、半乳糖醛酸及一种未知单糖[3]，凉粉草叶
胶(Mesona Blume Leaves Gum, 简称 MBLG)是全草
MBG形成凝胶的关键成分，与CMC、卡拉胶和壳
聚糖几种多糖相比，MBLG的结构刚性更强，构象
更趋线性，属高聚阴离子性多糖[4]。
目前对凉粉草的利用,主要是采用对其萃取所
得的粗胶质制作传统的凉粉冻、凉粉茶、饮料等
保健食品[2]。饮料产品与凉粉冻不同，需要保持澄
清透明，无肉眼可见杂质的外观。依项目需要，
将凉粉草提取液通过膜浓缩制成10%凉粉草浓缩
抑制凉粉草浓缩汁产生凝胶的
应用研究
Application study on inhibition of Mesona Blume concentrate
producing gel
QIN Hao-jie
(Guangdong Jiaduobao Drink&Food Co., Ltd , Dongguan 523852)
Abstract: The method of Immobilized metal ions, physical adsorption, enzymatic hydrolysis and phosphate
combination was used to solve the problem of Mesona Blume concentrate easily generating gel. The results :
Immobilized metal ions, physical adsorption and enzymatic hydrolysis couldnt solve the problem of Mesona
Blume concentrate gel. The best method was phosphate combination by using sodium pyrophosphate. By
adding 1.5% sodium pyrophosphate, Mesona Blume concentrate gel could be inhibited in one year.
Key words: Mesona Blume concentrate; gel; MBG; sodium pyrophosphate
秦浩杰
(广东加多宝饮料食品有限公司，东莞 523852)
摘要： 采用了金属离子螯合法、物理吸附法、酶解法及磷酸盐结合法解决凉粉草浓缩汁易凝胶
的问题。结果表明：金属离子螯合法、物理吸附法和酶解法不能解决凉粉草浓缩汁的凝胶问题，
磷酸盐结合法中焦磷酸钠效果最好。 添加 1.5%焦磷酸钠可抑制凉粉草浓缩汁产生凝胶，可在 1
年内抑制凉粉草浓缩汁凝胶的产生。
关键词： 凉粉草浓缩汁；凝胶；凉粉草胶；焦磷酸钠
中图分类号： TS 205.4 文献标志码： A 文章编号： 1005-9989(2009)10-0052-04
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DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2009.10.018
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汁，其体积和质量大为减少，降低了贮藏、包装
和运输的费用，因而具有广阔应用前景。凉粉草
浓缩汁在121℃杀菌20min后易出现凝胶结块现
象，严重影响产品的外观品质。凉粉草浓缩汁产
生的凝胶网络结构可能是由高聚物分子(多糖或蛋
白质等)通过氢键、范德华引力、离子桥联、缠结
或共价键形成连接区[5-6]。目前国内尚未见凉粉草浓
缩汁凝胶抑制方法的报道。对凉粉草浓缩汁凝胶
抑制理论及工艺技术方面的研究已成为亟待解决
的问题之一。为保持产品的外观品质(色泽正常，
无凝胶产生)，本文研究了金属离子螯合法、物理
吸附法、酶解法和磷酸盐结合法对凉粉草浓缩汁
凝胶形成的影响，以期为深入研究凉粉草浓缩汁
凝胶抑制方法提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
台湾仙草：台湾育芳厦门公司。
六偏磷酸钠、葡萄糖酸钠、EDTA二钠、磷酸
二氢钠、磷酸氢二钠、焦磷酸钠和三偏磷酸钠等：
食品级，广州二龙贸易公司；ZTC-Ⅲ型1+1澄清
剂(A+B组分)：天津振天成科技有限公司；101澄
清剂和助剂：上海沃逊生物工程有限公司；聚凝
净：上海伟康生物科技公司；淀粉酶 AmylaseAG
300L、果胶酶Pectinex5XL、复合植物水解酶Vis-
conzymeL、蛋白酶 Flavourzyme 500MG 和丹宁酶
tannasek：诺维信公司。
SIGMA4K15型冷冻离心机，SGZ-2型数显浊
度仪，UV-2450型紫外分光光度计，Thermoorion
710型pH计，HVP-50灭菌锅，ATAGOPR-32α
型糖度计，LHS-250SC 恒温恒湿箱，DZKW数显
恒温水浴锅，YF-40无压循环煎药机，赛普膜浓
缩设备，陶氏卫生型膜。
1.2 方法
1.2.1 凉粉草浓缩汁的制备 凉粉草斩切、清洗，
用10倍工艺水在煎药机(93±2)℃循环提取 2 h，
制备凉粉草提取液，冷却至 25℃，5μm 过滤，
在 3 MPa 压力下制备 10%凉粉草浓缩汁原液，
经 121℃杀菌 20 min 后制备为 10%凉粉草浓缩
汁成品。
1.2.2螯合剂对凉粉草浓缩汁的影响 凉粉草浓缩
汁凝胶样品经200目筛网过滤，凝胶加工艺水稀
释100倍，搅拌分散均匀，按0.2、0.4、0.6、0.8
mol/L 浓度分别添加六偏磷酸钠、葡萄糖酸钠和
EDTA二钠盐，按生产还原条件在85℃水浴锅加
热30min，冷却后检测各样品的浊度值。依澄清
效果选择最佳用量的螯合剂添加到凉粉草提取液
中，按浓缩汁制备方法得到10%凉粉草浓缩汁成
品，观察是否出现凝胶。
1.2.3 物理吸附法对凉粉草浓缩汁的影响 在 80
℃的凉粉草提取液中分别加入ZTC-Ⅲ型1+1澄清
剂(按液体量先加0.050%的固体B，再加0.025%的
固体 A)、0.500%的 101 澄清剂 (另加 0.500%的助
剂)、聚凝净(0.050%的壳聚糖)，静置过夜。具体参
见相应的使用说明。200目筛过滤，10000r/min离
心10min得到上清液，观察样品状态，测量可溶
性固形物和色度值(400nm)。
1.2.4 酶解法对凉粉草浓缩汁的影响。 凉粉草浓
缩汁原液中分别加入淀粉酶、果胶酶、复合植物
水解酶、蛋白酶和丹宁酶在50℃下水解8h，具体
参见酶制剂使用说明。95℃灭酶10min，200目筛
过滤，经10000r/min离心10min得到上清液，经
121℃，20min杀菌得到样品，观察样品状态和检
测样品(稀释100倍)的浊度值。
1.2.5 磷酸盐对凉粉草浓缩汁凝胶的影响 凉粉草
浓缩汁原液中分别添加1%的磷酸二氢钠、磷酸氢
二钠、三偏磷酸钠、三聚磷酸钠和焦磷酸钠，搅
拌均匀，121℃、20min杀菌，观察样品状态，检
测pH值和样品(稀释100倍)浊度值，选择效果较
好的磷酸盐改变浓度(0.5%、1%、1.5%、2.0%)同
法实验。
2 结果与分析
2.1 金属离子螯合剂对凉粉草浓缩汁的影响
凉粉草浓缩汁凝胶澄清过程中浊度随螯合剂
浓度变化的关系见图1。
由图1可看出，不同螯合剂都能使浊度值不
同程度的下降，说明凉粉草浓缩汁中的部分热不
可逆凝胶在螯合剂作用下变成了可溶状态，澄清
40.0
35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8
浓度/(mmol/L)
浓
度
（
NT
U）
六偏磷酸钠
EDTA二钠
葡萄糖酸钠
图 1 螯合剂浓度对浊度的影响
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注：+ 表示有微量凝胶；++ 表示有少量凝胶；+++ 表示凝胶较多；
++++ 表示凝胶很多；- 表示未测。
表 1 不同酶对凉粉草浓缩汁的影响
不同酶
处理 空白样 淀粉酶 果胶酶
复合植物
水解酶 蛋白酶 丹宁酶
状态 ++++ + + + + + +++ +++
浊度
(NTU) - 27.2 30.5 31.1 - -
度提高。随螯合剂浓度的升高，添加葡萄糖酸钠
样品的浊度值降低幅度较小；而六偏磷酸钠和
EDTA二钠盐样品的浊度值明显下降，在浓度0.4
mmol/L以上时趋于平缓，其中六偏磷酸钠的澄清
效果最好，但浊度值仍较高。
用 0.4 mmol/L 六偏磷酸钠添加到凉粉草提取
液中，按凉粉草浓缩汁制备方法得到10%浓缩汁。
在121℃，20min杀菌后，与空白对照相比，凝
胶稍有减少，但仍出现了大块片状凝胶，说明螯
合剂不能完全抑制凉粉草浓缩汁凝胶的形成。这
可能是凉粉草浓缩汁凝胶结构成分较复杂，通
过螯合剂螯合其中的钙镁等金属离子，只能阻
止离子桥联形成凝胶结构，MBG 与其他多糖成
分(淀粉、果胶)、蛋白质和纤维等可通过氢键、
范德华力、缠结或共价键形成连接区，仍可形
成凝胶结构。
2.2 物理吸附对凉粉草浓缩汁凝胶的影响
在凉粉草提取液中添加不同澄清剂去除淀粉、
果胶、蛋白质、纤维、鞣质等不稳定成分，保留
MBG 后，离心液的可溶性固形物下降幅度不大，
说明凉粉草提取液中的各种水溶和水不溶性大分
子胶质如淀粉、果胶、蛋白质、纤维、鞣质等杂
质含量不多。ZTC-Ⅲ型1+1 澄清剂、101 澄清剂
和聚凝净的色度值比空白样分别降低了 43.76%、
54.79%和57.89%，说明色素成分被吸附，提取液
褪色严重，影响产品的外观 (色泽)，故物理吸附法
不能有效解决凉粉草浓缩汁的凝胶问题。
2.3 酶解法对凉粉草浓缩汁的影响
利用酶的专一性特点分别水解凉粉草提取液
中的鞣质、蛋白质、淀粉、果胶和纤维等成分，
保留MBG，研究具体成分对凉粉草浓缩汁凝胶的
影响。结果见表1。
由表1可知，添加淀粉酶的样品肉眼观察到
的凝胶较少，浊度测定值也表明此样品的浊度比
添加果胶酶和复合植物水解酶的样品小，说明在
凉粉草浓缩汁凝胶的结构中淀粉对凝胶结构的形
成影响最显著，这与MBG易与直链淀粉作用形成
呈多边形的立体网络结构有关[7]，但去除淀粉的方
法仍抑制不了凉粉草浓缩汁中凝胶的形成，说明
凉粉草浓缩汁中凝胶的形成可能是MBG本身固有
的特性。
2.4 磷酸盐对凉粉草浓缩汁稳定性的影响
磷酸盐在食品加工中的功能主要有两点：一
是作为品质改良剂，改进食品的组织结构和口感；
二是可用作矿物营养强化剂[8]。一定结构的多糖分
子可与磷酸盐起酯化反应，产生多糖分子的正磷
酸酯衍生物。它们的取代程度都较低，却能强烈
改变多糖分子的一些性质。应用的磷酸盐有正磷
酸盐、缩水磷酸盐、三聚磷酸盐和偏磷酸盐等。
采用不同的磷酸盐、反应温度、pH值条件和作用
时间，酯化反应的结果也存在差别。如用正磷酸
盐、三聚磷酸盐可制得单磷酸单酯，用偏磷酸盐
可制得多糖分子磷酸双酯[9]。多糖的磷酸化分子修
饰是一种共价修饰，是支链上的羟基被磷酸根取
代的过程[10]。凉粉草浓缩汁原液中分别添加1%的
磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、三偏磷酸钠和三聚磷
酸钠，121℃，20min杀菌后有片状凝胶产生，只
有添加1%的焦磷酸钠效果较好，改变添加量做进
一步研究，结果见表2。
由表2可知，在凉粉草浓缩汁原液中分别添
加不同的磷酸盐，样品的pH值不同，其中1.5%
焦磷酸钠样品pH为6.309，无凝胶产生。这可能
是在121℃，20min反应条件下，反应的pH值对
多糖磷酸根接枝量有较显著的影响。当pH值 >6
时，pH值对多糖磷酸化接枝反应的进行起到了催
化作用，焦磷酸钠在高温阶段(121℃、20 min)部
分水解成磷酸氢二钠，可制得单磷酸单酯，使磷
酸盐更充分的取代了MBG多糖枝链上的羟基，多
糖磷酸根接枝量增加，可能弱化了MBG与其他成
不同磷酸盐处理 添加量/%
空白 -
磷酸二氢钠 1.0
磷酸氢二钠 1.0
三偏磷酸钠 1.0
三聚磷酸钠 1.0
六偏磷酸钠 3.0
焦磷酸钠 0.5
焦磷酸钠 1.0
焦磷酸钠 1.5
焦磷酸钠 2.0
pH值
5.450
5.408
6.422
5.557
5.823
5.460
5.707
5.989
6.309
6.630
样品状态
有大块片状凝胶
有大块片状凝胶
有小块片状凝胶
有大块片状凝胶
有大块片状凝胶
有大块片状凝胶
有小块凝胶
有微量凝胶
无凝胶
无凝胶
表 2 不同磷酸盐对凉粉草浓缩汁的影响
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(上接第 51页)
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分(如淀粉)之间的相互作用，也可通过体积限制效
应阻止MBG多糖自身相互作用产生凝胶。当 pH
值<6时，其他磷酸盐产生的多糖磷酸根接枝量较
少，不能阻止MBG多糖与其他成分相互作用产生
凝胶。
在磷酸盐中 1.0%磷酸氢二钠样品 pH 值为
6.422，仍有小块片状凝胶产生，这可能是由于它
螯合钙的能力弱有关。而焦磷酸钠除以上描述的
对MBG改性作用外，未水解部分可作为金属离子
鳌合剂螯合钙，从而阻止制凉粉草浓缩汁中的高
聚物分子(MBG、蛋白质、淀粉、果胶和纤维等)通
过离子桥联形成的凝胶结构。
在凉粉草浓缩汁中添加1.5%焦磷酸钠，37℃
条件下作稳定性实验，连续观察6周，均无凝胶
产生，推测样品在常温下一年内无凝胶产生。目
前样品在常温下半年内无凝胶产生。
3 结论
仅采用金属离子鳌合剂螯合钙，或使用物理
吸附法和酶解法去除粉草浓缩汁中的淀粉、果胶、
纤维素、蛋白质和鞣质等杂质成分，保留功效成
分MBG，不能抑制凉粉草浓缩汁中大量凝胶的形
成；而添加1.5%焦磷酸钠效果明显，能保证凉粉
草浓缩汁在1年内无凝胶产生。
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