枸杞汁分離技術研究

初樂，馬寅斐，趙巖，丁辰，和法濤，朱風濤

（中華全國供銷合作總社濟南果品研究院，山東濟南250014）

枸杞（Lycium barbarum）是茄科、枸杞屬落葉小灌木，主要分布在河西走廊、柴達木盆地以及青海至山西的黃河沿岸地帶[1]，其中以寧夏枸杞最為著名。枸杞作為藥食同源的植物，具有調節免疫、抗遺傳損傷、調節血脂血糖、延緩衰老和清除自由基等功能[2,3]。

近年來在國家政策扶持下作為西北地區特色果品資源，枸杞的種植面積迅速增加，干果產量也在穩步增長[4]。但目前，枸杞主要以原料產品——枸杞干果在市場上流通，深加工比例不足10%，加工品有枸杞汁、原汁、濃縮汁、枸杞粉、枸杞多糖、枸杞酒等[1]。枸杞汁可作為果汁、飲料、功能食品等的配料，是枸杞的主要加工品。但縱觀市場上的枸杞清汁產品，質量參差不齊，尤其是在貯藏過程中枸杞汁中會產生明顯的懸浮物。枸杞中粗蛋白含量為13.54%，多糖含量為3%，此外還含有較多的色素、多酚及果膠等物質，在貯藏過程中極易發生聚合產生混濁現象，造成產品品質不穩定[5]。枸杞汁制作工藝多為枸杞經復水破碎打漿后壓榨，再進一步酶解、超濾后獲得枸杞清汁。目前研究中多采用澄清法、果膠酶酶解、蛋白質酶解等方法來提高枸杞汁澄清度[5-8]，但對前處理的取汁技術研究較少。在壓榨過程中，枸杞果皮中的色素、纖維等物質極易進入枸杞汁中，給后期的酶解和超濾造成壓力。鑒于此，本文探討了分離技術在枸杞汁加工中的應用，并比較了其與壓榨法得到的枸杞汁的差異，為枸杞汁加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

枸杞干，濟南八里橋市場購買，品種為寧杞5號。多功能一體機，德國Stephan公司；壓榨機，德國Wahlei公司；TDL-離心機，上海安亭科學儀器廠；752分光光度計、阿貝折光儀，上海精密分析儀器廠；便攜式濁度計，美國哈希；酸度計，梅特勒-托利多公司。

1.2 方法

1.2.1 枸杞汁加工工藝流程

枸杞干→挑選清洗→按比例加水→預煮→破碎打

多糖：按照GB/T 18672-2002附錄A的方法測定[9]。

總酸：按照GB/T 12456-2008規定的方法測定[10]，結果以檸檬酸計。

蛋白質：按照GB/T 5009.5-2016規定的方法測定[11]。

脂肪：按照GB/T 5009.6-2016規定的方法測定[12]。

胡蘿卜素：枸杞汁采用溶劑進行反復浸提，然后采用分光光度法測定其含量[13]。

穩定性：將枸杞汁過濾后得到枸杞清汁，按照GB 18963-2012中穩定性試驗方法測定[14]。漿→離心/壓榨→枸杞汁

1.2.2 操作要點

（1）挑選無腐爛、無病蟲害、無雜質的枸杞，用清水洗凈枸杞表面的塵土，清洗時間為3 min，重復2次。

（2）清洗干凈后的枸杞果實按照一定的質量比加水浸泡，然后加熱至90℃保持10 min，使枸杞充分溶脹軟化，然后經破碎機粉碎成果漿。

（3）離心：采用離心機分離果漿，收集上清液，得到枸杞汁。

壓榨：采用榨汁機對枸杞漿進行壓榨，收集壓榨汁即為枸杞汁。

1.2.3 檢測方法

可溶性固形物：用校正后的阿貝折光儀測定，測定溫度為20℃。

枸杞汁上清液得率的計算公式見式（1）。

2 結果與分析

2.1 不同離心轉速對上清液得率的影響

復水比為1:4，復水時間為30 min，離心時間為10 min，研究不同的離心轉速對上清液得率的影響，實驗結果見圖3。由于不同復水比對枸杞清汁的可溶性固形物影響較大，因此，在試驗中將枸杞清液可溶性固形物統一按照16°Brix換算得率。

圖1 不同離心轉速對上清液得率的影響Fig.1 Effect of different centrifugal speeds on the yield of wolfberry juice

如圖1所示，隨著離心轉速的增加，上清液比例逐漸增加，因為轉速越大離心力越大，對于同樣的材料，上清液和色素層分離得越徹底，故得率越高。當離心轉速達到4500 r/min時，得率最高，繼續提高轉速得率變化不顯著。因此離心轉速選擇4500 r/min。

2.2 不同離心時間對上清液得率的影響

復水比為1:4，復水時間為30 min，離心轉速為3000 r/min，研究不同離心時間對上清液得率的影響，實驗結果見圖2。

圖2 不同離心時間對上清液得率的影響Fig.2 Effect of different centrifugation time on the yield of wolfberry juice

如圖2所示，隨著離心時間的增加，上清液得率先上升后下降，可能是由于時間過長有果膠凝集，影響了色素層與上清液的分離。因此，離心時間選擇15 min。

2.3 不同復水比對上清液得率的影響

復水時間為30 min，離心轉速為3000 r/min，離心時間為10 min，研究不同復水比對上清液得率的影響，結果見圖3。

圖3 不同復水比對上清液得率的影響Fig.3 Effect of different rehydration ratios on the yield of wolfberry juice

由圖3可知，在復水比1:1的試驗中發現，干枸杞充分溶脹吸水，破碎打漿離心后上清液太少，所以考慮從1:2開始處理。隨著復水比的增加，上清液的得率越來越小。原因是加水將溶液稀釋，同樣的離心條件下分散在水中的顆粒越來越多，離心后所得的沉淀越來越少。因此最佳復水比是1:2。

2.4 不同復水時間對上清液得率的影響

復水比為1:4，復水時間為30 min，離心時間為10 min，研究不同復水時間對上清液得率的影響（見圖4）。

圖4 不同復水時間對上清液得率的影響Fig.4 Effect of different rehydration time on the yield of wolfberry juice

如圖 4所示，隨著復水時間的增加，上清液得率先增加后減少，復水時間過少時干枸杞吸水不充分，不能破碎完全，離心效果不好；復水60 min時上清液得率最高；時間過長，破碎的粒徑較小，形成穩定的分散體系，離心后不易沉淀，得率下降。因此最佳復水時間是60 min。

2.5 分離工藝參數的正交優化實驗

為了進一步確定分離工藝各因素的最優組合，進行正交實驗，實驗設計見表1，結果見表2。

由表3可知，影響枸杞汁得率的因素主次為：復水比（C）＞離心轉速（A）＞復水時間（D）＞離心時間（B）。分離最佳工藝參數為A3B3C1D2，即轉速5000 r/min，離心時間20 min，復水比1:2，復水時間60 min。經驗證試驗，該條件下得率為94.9%，均優于其他實驗組。

2.6 枸杞汁品質對比

將干枸杞按照1:2（枸杞:水）比例進行預煮復水，然后分別采用正交優化后的離心工藝與壓榨工藝得到枸杞汁，兩者進行理化指標對比，結果見表3。

從表3中可以看出，離心工藝的枸杞汁與壓榨的相比，得率、可溶性固形物、總酸、蛋白質、脂肪指標沒有明顯差異，離心后的枸杞汁中多糖與胡蘿卜素含量較低，這可能是由于胡蘿卜素主要存在于枸杞的果皮中，采用壓榨法能夠將果皮中的色素擠出，這也導致得到的枸杞汁顏色偏紅，而離心后的枸杞汁顏色為淡棕色，無明顯紅色。同樣，在橙汁加工中采用全果壓榨取汁，果皮中的脂溶性成分會進入果汁，導致香氣變化[15]。在后期的果汁酶解和過濾中，由于壓榨法得到的枸杞汁含有色素、多糖等大分子物質高，在過濾時易堵塞膜管，過濾效率沒有離心法得到的枸杞汁高。離心后的枸杞汁穩定性提高了，可能是由于枸杞汁中胡蘿卜素含量低，過濾后的殘留更低，在儲存中極低量的色素物質難以與蛋白質等大分子物質發生聚合等反應，從而提高了枸杞汁的穩定性。

表1 分離參數正交實驗水平表Table 1 Orthogonal experiment level of separation parameters

表2 分離參數正交實驗結果Table 2 Orthogonal experimental results of separation parameters

表3 不同枸杞汁品質的對比Table 3 Quality comparison of different wolfberry juice

3 結論

本研究得到枸杞汁分離的最佳工藝參數：離心轉速5000 r/min，離心時間20 min，復水比1:2，復水時間60 min，該條件下枸杞汁得率為94.9%。此外，試驗還對比了離心法與壓榨法得到的枸杞汁品質，發現離心法得到的枸杞汁多糖及胡蘿卜素含量較低、穩定性提高，其余指標無明顯差異。同時，離心法的枸杞汁更易過濾，沉淀層色素含量較高，可干燥做枸杞粉。此研究對比了常用的取汁技術，可為目前的枸杞汁加工技術提供理論參考依據。