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鲜罗汉果果汁脱色方法研究



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 27(3):462— 465 2007年 5月
鲜罗汉果果汁脱色方法研究
黄永林,李典鹏 ,刘金磊
(车 墓广西植物研究所,广西桂林541o6)
摘 要:采用3因素3水平正交设计法,以脱色率、总甙收得率为指标,筛选影响罗汉果果汁颜色和总甙收得
率的因素,建立 了罗汉果果汁脱色的最佳工艺。结果表明实验设计的 A 因素对罗汉果果汁脱色率具有显著
影响,C因素对总甙收得率有显著影响 。最终优选鲜罗汉果果汁的脱色条件是 AzBCa(鲜罗汉果 :D900树脂
重量比为3:1;固形物含量为工艺流程可变含量,洗水量为树脂重量的 4倍),工艺中试验证时脱色率为
96.5 、总甙收得率高达 97.7 ,该工艺技术操作简单,脱色效果好,回收率高,适合于工业化大生产。
关键词 :鲜罗汉果 ;罗汉果果汁;脱色 ;正交设计
中图分类号:Q946 文献标识码 :A 文章编号:1000—3142(2007)03—0462—04
The extracting and decoloring technique
0f fresh Siraitia grosvenorii i uice
— t,
HUANG Yong~Lin,LI Dian—Peng ,LIU Jin—Lei
(Guangxi Institute ofBotany,Guangxi Zhuangzu Autonomous Region and the Chinese Academy of Sciences,Guilin 541OO6,China)
Abstract:The decoloring rate and total mogroside rate as the index,the factors affecting the decoloring and to—
tal mogroside rate technique were filtrated by orthogonal experiments with 3 factors and 3 levels to establish
the best decoloring technique of Siraitia grosvenorii juice.The result showed that the effect of factor“A”and
“C”were remarkable and the optimum decoloring condition was Az BCa(Fresh Siraitia grosvenorii weight:
D900 resin weight was 3:1;solid shape content for production technical process in variable,washing water
was 4 double of resin weight),the decoloring rate was 96.5 and the total mogroside rate was 97.7 .It is a
simple technology to operate,with high decoloring rate and total mogroside rate.This technology can be ap—
plied rightly in mass production.
Key words:fresh Siraitia grosvenorii;Siraitia grosvenorii j uice;decolorization;orthogonal design
罗汉果(Siraitia grosvenorii)为葫芦科罗汉果
属的多年生宿根茎性藤本植物,是我国特有的经济、
药用植物,为广西桂北地区的传统特产。罗汉果具
味甘性凉、润肺止咳、祛痰、保肝降转氨酶、润肠通
便、降血压、降血脂及增强机体细胞免疫功能等功
效,特别用作祛痰剂,在治疗百日咳、慢性气管炎、咽
喉炎、便秘、胃肠等疾病方面疗效显著(金春花等,
1997;王密等,1994;陈馥馨,1996;苏瑞君等,1997;
中华人民共和国卫生部药典委员会,1990;李典鹏
等,2000;李锋等,2003)。罗汉果甜味物质甜度为蔗
糖的 25O~300倍,热量值为蔗糖的五十分之一(李
锋等,2003),在发达国家努力寻找低卡路里天然甜
味剂的今天,罗汉果中甜味成分对需要低热量食品
的肥胖症病人及不宜于食糖的糖尿病人来说是一种
理想甜味剂。鲜罗汉果果汁所具有的独特风味已越
来越为东、西方人所接受,因此鲜罗汉果果汁可望开
收稿 日期:2005—06—08 修回 日期:2006—03—28
基金项 目:中国科学院“西部之光”人才培养计划项 目(科发人教字~20021101号);广西科学基金(桂科基 0236052)~Supported by the Personnel
Training Plan of West I.ight Foundation of the Chinese Academy of sciences([2∞2]101);Natural Science Foundation of Guang (0236052)]
作者简介:黄永林(1974一),男,广西桂林人,助理研究员t从事天然产物开发利用研究。
通讯作者(Author for c0rresp0ndence,E-mail:ldp@gxib.cn)
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3期 黄永林等:鲜罗汉果果汁脱色方法研究 463
发成国际性果汁专用甜味剂,由于罗汉果汁中存在
一 些酚类等易褐变物质,在果汁的浓缩、存放过程中
易因受热、长时间放置等因素影响产生褐变,使产品
呈红褐色,严重影响了产品的外观及品质。为此 ,本
试验对鲜罗汉果果汁脱色工艺进行专题研究,以脱
色率、总甙收得率为指标进行分析评价,采用正交实
验设计方法筛选出鲜罗汉果果汁脱色工艺技术 。
1 材料、仪器与试剂
1.1材料
罗汉果采 自永福县龙江乡;活性碳(广东汕头试
剂厂生产的化学纯);D900树脂(沧州宝恩化工厂生
产);阴、阳离子为山东鲁抗树脂分厂生产。
1.2仪器
日本岛京 UV一210A型紫外分光光谱仪;梅特
勒 AT200电子天平;R一1l4型旋转蒸发仪 (瑞士
Bochi公司生产)。
1.3试剂
罗汉果甙V对照品(本实验室 自制,TLC的 Rf
值、IR、UV、NMR值均与文献值一致,液相色谱峰为
单峰,纯度达到 98.8 );甲醇、冰醋酸、香草醛、高氯
酸试剂均为国产分析纯,实验用水为自制去离子水。
2 实验方法
2.1罗汉果果汁的制取
2.1.1工艺流程 鲜罗汉果一选果并用水清洗一破
碎一加果重 0.03 果胶 酶于 36~37℃保 温提取 2
h一初滤,滤渣加鲜果重 2倍去离子水,加入第一次
等重量果胶酶、相同温度保温提取 1.5 h一初滤,合
并第一、二次初滤液一过微滤一收集微滤液(即为脱
色用鲜罗汉果果汁材料)。
2.2对照品、供试品溶液的制备
2.2.1对照品溶液的制备 精密称取罗汉果甙 V对
照品 25.00 mg,置于 25 mL容量瓶 中,加 甲醇超声
溶解并稀释至刻度,摇匀,作为对照品溶液备用。
2.2.2供试品溶液的制备 (1)总甙供试品溶液的
制备:精密称取罗汉果果汁及脱色后罗汉果果汁
1.000 g,置于 25 mL容量瓶中,加甲醇超声溶解并
稀释至刻度,摇匀,作为总甙供试品溶液备用。(2)
脱色率供试品溶液的制备:精密称取相同固形物含
量的鲜罗汉果果汁及脱色后的鲜罗汉果果汁 2.000
g,置于 25 mL容量瓶中,加去离子水超声溶解并稀
释至刻度,摇匀,作为脱色率供试品溶液备用。
2.3总甙含量 、脱色率的测定
2.3.1总甙检测标准曲线的制备 分别精密吸取罗
汉果甙V对照品溶液 5、10、20、30、40、50 L,置磨
口具塞试管中,挥尽溶剂,加新配制的 5 香草醛一
冰醋酸溶液0.2 mL,高氯酸 0.8 mL,于 6O℃水浴
加热 l5 min后取出,立即用流水冷却,加冰醋酸 5
mL并摇匀,以甲醇加试剂作空白,于 590 nm波长
测定吸光度 A,得标准曲线,回归方程:A一0.002 l
C+0.010 6(r一0.999 2)。结果表 明,罗汉果总甙
含量在 4.94~49.4 g范围内呈线性关系。
2.3.2鲜罗汉果果汁总甙含量的测定 供试品溶液
按 2.2.2.1项下方法制备,按 2.3.1项下方法检测
总甙含量(总甙收得率一脱色处理后总甙量/脱色处
理前 总甙量 x100 9/6)。
2.3.3脱色率的测定 供试品溶液按 2.2.2.2项下
方法制备,以去离子水为参比,对脱色率供试品溶液
进行全波长扫描 ,确定最大吸收波长为 410 nm。以
410 nm 为检测波长,检测供试品溶液的吸光度 A
值,并计算脱色率。(注:脱色率一(脱色前的吸光度
A值一脱色后的吸光度 A值)/脱色前的吸光度 A
值 ×lOO )。
2.4罗汉果果汁的脱色工艺
取一定量鲜罗汉果果汁(收集的微滤液)一过已处
理好树脂填充柱进行脱色一用去离子水充分洗填充柱
至流出液无甜味止一收集有甜味溶液一浓缩即得。
3 实验结果
3.1脱色材料的选择
3.1.1活性碳 脱 色 称取颗粒状活性碳 200 g装
柱 ,按活性碳预处理方法进行预处理 ,称取鲜罗汉果
果汁 100 g(果汁固形物含量为 5 ,相当于鲜罗汉
果 200 g),上柱,去离子水洗至洗脱液无甜味止,浓
缩,取样检测并计算脱色率、总甙收得率。
3.1.2 D900型树脂脱色 称取 D900树脂 200 g装
柱,按 D型树脂处理方法进行预处理,称取鲜罗汉
果果汁 100 g(果汁固形物含量为 5 ,相当于鲜罗
汉果 200 g),上柱 ,去离子水洗至洗脱液无甜味止,
浓缩,取样检测并计算脱色率、总甙收得率。
3.1.3阴、阳离子树脂脱色 称取阴、阳离子树脂各
200 g装柱,按阴、阳离子预处理方法预处理,称取
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鲜罗汉果果汁 100 g(果汁固形物含量为 5 9/6,相当
于鲜罗汉果 200 g),分别过阴、阳离子柱,去离子水
洗至洗脱液无甜昧止,浓缩,取样检测并计算脱色
率、总甙收得率。结果见表 l。
表 1 脱色材料比较结果 (n一3)
Table 1 Comparison of different materials
脱色材料
Material for
脱色率( )总甙回收率(%)
Rate of Rate of total
decolorization decOlorization mogroside
表 2 因素水平表
Table 2 Factors and levels
在实际应用中,能较好地满足考察指标,且原材
料与脱色材料重量比大于或等于 2时才具有工业化
生产价值,因此,我们选择原材料与脱色材料之比为
2这一比例来对脱色材料进行初步筛选。由表 l可
知,用活性碳脱色,脱色率较低仅为 85.3 9/6,总甙回
收率为88.7%,可能是脱色温度、吸附时间影响脱
色效果,同时活性碳对总甙有吸附至使总甙收得率
低,不适于工业化生产;用阴、阳离子材料脱色,脱色
率达 98.6 9/6,脱色效果佳,但是因阴、阳离子对总甙
有吸附作用,总甙收得率仅有 67.5 ,损失大,对生
产成本、产品收得率影响较大,亦不能适于工业化生
产;用 D900型树脂脱色,脱色率、总甙收得率分别
为 97.0 和98.9 ,脱色效果好、总甙收得率高,有
进一步研究的价值。因此,我们最终选用 D900型
树脂作为进一步脱色研究的材料。
3。2 D900型树脂脱色优化工艺的考察
3.2.1考察因素及水平 选择鲜罗汉果果汁折算成
脱色原材料鲜罗汉果与脱色材料的重量比值(A)、
上柱时鲜罗汉果果汁固形物含量(B)、上柱时洗水
重量与脱色材料重量比值(C)等三个因素,每个因
素选择 3个水平,编制因素水平表,见表2。
3.2.2正交试验结果 计算并称取鲜罗汉果果汁,
按上述正交设计表方案及按 2.4项操作步骤进行脱
色处理,脱色液检测吸光度、总甙,并计算脱色率、总
表 3 正交试验结果
Table 3 Result of orthogonal test

A B c R 。 。 i。 R
1
2
3
2
3
1
3
1
2
282.3(271.O)
283.5(281.5)
281.1(294.7)
94.1(9O.3)
94.5(93.8)
93.7(98.2)
0.8(7.9)
注:括号前为脱色率,括号内为总甙收得率。下同。
Note:Numbers in front of brackets was rate of decolorization,the one in brackets was rate of total mogroside.The same bellow
甙收得率。结果见表 3。
由表 3中 Rj值可知,A、B、C三个因素对鲜罗
汉果果汁脱色后脱色率、总甙收得率影响程度各不
相同,对脱色率的影响程度依次为 A>B>C,其中
A因素是影响脱色率的显著因素,B、C均为次要因
素;对总甙收得率的影响程度则依次为C>A>B,C
因素是影响总甙收得率的显著因素,A、B均为次要
因素。由表 3中结果分析发现,A因素中脱色率 l
水平大于 2水平,但二者之间的 kj值差别不大
(97.3 、96.5 9/6),且总甙收得率 2水平比 l水平还
6 9 7 ) ) )
. , .
5 3 O )
O 5 O . . . 8 8 8 8 3 5 3 .
0 0 0
@ @
8 5 6 3 5 5 8
1 9 5 7 6 8 8
9 8 6 9 9 8
2 2 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 I h b
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要高,因此从生产成本与生产效率综合考虑,选择 2
水平则更适宜于工业化生产;B因素对脱色率、总甙
收得率影响都不大,适于微滤过滤液固形物含量前
后不一致的连续生产工艺流程 ,验证 了生产可连续
性;C因素中对脱色率影响较少,随着洗水量的增加
总甙收得率越高,初步浓缩时采用高效膜技术,对生
产成本影响很少,因此可选择 3水平。因此综合考
虑各方面因素,确定最优脱色工艺为:A BC。,树脂
重量 3倍的鲜罗汉果果汁、果汁固形物含量为工艺
流程中的任意含量、洗水量为脱色材料的4倍重量。
3.3工艺验证试验
为考察上述优选所得鲜罗汉果果汁脱色工艺的
稳定性,按该工艺条件进行 3次中试试验 (每次投
鲜罗汉果 60 kg),分别检测罗汉果果汁脱色脱率、
总甙收得率,结果见表 4。
中试试验结果表明,按优化工艺条件脱色,各项
指标均达到或超过正交试验表中的较高值,RSD值
仅为 1.5 与 1.1 ,因此可以认为优化是成功的,
得到的工艺稳定可行,适宜于工业化生产。
4 讨论
通过正交试验对罗汉果果汁脱色工艺条件进行
了优化,并按最佳工艺进行了验证性中试试验,结果
证明该工艺用于罗汉果果汁脱色处理时工艺简单
(易操作、易控制)、稳定性好、脱色效果好、总甙收得
率高、适合于工业化生产。
本试验首次采用 D900型树脂对鲜罗汉果果汁
进行脱色处理,较好地去掉了易褐变物质与色素,经
脱色处理后的果汁在后序加工中,不会因受热及长
表 4 工艺验证试验结果 (n一3)
Table 4 Result of technology certification test
时间存放发生褐变而产生颜色变化,极大地改善了
鲜罗汉果果汁品质,增加了产品的附加值。通过本
实验的成功试验,该技术工艺可广泛应用于类似的
果汁脱色生产中,具有较大的应用价值。
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