超声辅助提取猕猴桃果皮及果肉中果胶的工艺优化

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 超声辅助提取猕猴桃果皮及果肉中 果胶的工艺优化 摘要：为了提高猕猴桃果皮及果 肉的果胶提取率，采用酸解乙醇沉淀法 分别提取了猕猴桃果皮及果肉中的果胶， 并采用超声波辅助找出了最优工艺，在 原有工艺基础上提高了果胶产率，结果 表明：猕猴桃果皮的果胶提取率 （3.7% 4.2%）大于猕猴桃果肉的果胶 提取率（1.6%2.1% ） 。 中国论文网 /7/view-12990422.htm 关键词：超声辅助；乙醇沉淀法； 猕猴桃；果胶 中图分类号：TQ432 文献标识码：A 文章编号： 1674-9944（2017）14-0283-02 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 1 引言 果胶是普遍存在于植物内的一种 酸性多糖物质，主要以粉末的状态存在， 颜色呈现淡黄色，水溶性比较好，具有 良好的胶凝化作用、乳化作用和稳定作 用，它被广泛用于食品、医药、化妆品 及印染等行业。果胶对糖尿病等慢性疾 病有一定的疗效，而且还有降血压、血 脂，减少胆固醇，清除铅中毒，预防癌 症等作用。果胶普遍存在于植物的细胞 壁和细胞内层，是内部细胞的支撑物质。 正是因为不同的蔬菜，水果果胶含量不 同，所以造成口感有区别13。果胶 的提取方法有酸解法、盐析法、微生物 法和离子交换法等，本研究工作采用酸 解乙醇沉淀法提取猕猴桃果皮及果肉中 的果胶4 ，5。我国南方有丰富的猕猴 桃资源，猕猴桃果肉多被制作成为食品， 而果皮则被丢弃，造成了浪费，而且污 染环境，本次研究对猕猴桃果皮进行利 用的同时节约了资源。 超声波是频率超过人耳听力范围 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 的声波，当超声波作用于提取介质时， 介质会被撕裂出许多小空穴，这些小空 穴瞬间就会闭合，而闭合时会产生高达 几千个大气压的瞬时压力，即空化现象。 空化过程中产生的极大压力造成物料迅 速击碎、分解，使溶剂能够渗透进入细 胞内部，然后细胞中的成分就会溶于溶 剂之中。在超声波的作用下，可以促进 成分向溶剂中溶解，从而提高有效成分 的提出率，达到提取有效成分的目的6。 超声波对香蕉皮、柑橘皮等的果胶提取 工艺有很大改善，但没有相关研究使用 超声波辅助提取猕猴桃果皮及果肉中果 胶。因此笔者采用超声辅助提取猕猴桃 果皮及果肉中果胶，旨在提高果胶提取 率，探索最优工艺。 2 材料与方法 2.1 实验材料 鲜猕猴桃果肉和皮渣，浓硫酸， 无水乙醇，活性炭。 2.2 实验仪器 榨汁机（JYZ-D55 型 九阳九阳 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 股份有限公司） ，离心机（TD-5M 型 山东博科生物产业有限公司） ，电子天 平（BSM-1204 型沈阳瑞丰精细化学品 有限公司） ，水浴恒温震荡器（WR-1 型 上海思尔达科学仪器有限公司） ，烘箱 （DW-ZK1-01 型苏州仁发环保节能烘 箱制造有限公司） ，pH 计（PHS-25 上 海仪电科学仪器股份有限公司） ，纱布 及常规玻璃仪器。 2.3 实验方法 首先将猕猴桃去皮，用果肉榨汁， 得到的果汁经离心后得到浅黄色溶液保 存备用，取 20 g 备用溶液，调节溶液 pH 值，加入无水乙醇后置于超声波清 洗器中，在不同超声功率，超声时间， 超声温度下进行沉淀，得到茶白色絮状 物悬浮于溶液上层，将得到的混合液进 行过滤，得到茶白色絮状物后烘干称重， 即为果胶7 9 。考察乙醇的加入方式 （直接加入 80 热无水乙醇 35 mL、 直接加入冷无水乙醇 35 mL、先加入 10 mL 水，再加入 80 无水乙醇 25 mL、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 先加入 10 mL 水，再加入冷无水乙醇 25 mL） ，超声功率 （100、150、200、250 W） ，超声时间 （5、10、20、30 min） ，超声温度 （60、70、80、90 ） ，pH 值 （2、3、4、5）各因素对果胶产率的影 响，重复 3 次。 然后将猕猴桃果皮用清水清洗 23 次，沥干后取 20g 果皮捣碎置于烧 杯，加入热水浸泡 30 min 除酶，果皮 沥干后加入去离子水，用酸度计和浓硫 酸调节溶液 pH 值，之后将溶液加热至 90 ，置于水浴恒温震荡器中恒温搅拌 90 min，得到棕红色浑浊液，将此浑浊 液倒入白布包压滤，滤液经离心分离后 得到茶色果胶液，加入活性炭脱色除杂， 再次过滤后加入无水乙醇进行沉淀，得 到茶白色絮状物悬浮于溶液上层，将得 到的混合液进行过滤，得到茶白色絮状 物后烘干称重，即为果胶10-15。考察 乙醇的加入方式（直接加入 80 热无 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 水乙醇 35 mL、直接加入冷无水乙醇 35 mL、先加入 10 mL 水，再加入 80 无 水乙醇 25 mL、先加入 10 mL 水，再加 入冷无水乙醇 25 mL） ，超声功率 （100、200、300、400 W） ，超声时间 （30、60、90、120 min） ，超声温度 （70、80、90、100 ） ，pH 值 （1、2、3、4）各因素对果胶产率的影 响，重复 3 次。 3 结果与分析 3.1 乙醇的加入方式对果胶产率 的影响 乙醇的加入方式不同，对果胶产 率有明 的影响，由表 1 知，保持其 它条件不变，改变乙醇的加入方式（直 接加入 80 热无水乙醇 35 mL、直接 加入冷无水乙醇 35 mL、先加入 10 mL 水，再加入 80 无水乙醇 25 mL、先 加入 10 mL 水，再加入冷无水乙醇 25 mL） ，可得到直接加入 80 热无水乙 醇 35 mL 果胶产率先加入 10 mL 水， 再加入 80 无水乙醇 25 mL 果胶产率 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 直接加入冷无水乙醇 35 mL 果胶产率 先加入 10 mL 水，再加入冷无水乙醇 25 mL 果胶产率，可以得出加入热无水 乙醇的效率更高，更利于果胶溶出，所 以直接加入 80 热无水乙醇 35 mL 为 最佳方案。 3.2 超声功率对果胶产率的影响 本次研究选择了猕猴桃果肉提取 果胶超声功率（100、150、200、250 W）与果皮提取果胶超声功率 （100、200、300、400 W） 。由图 1、 图 2 可以看出，当超声功率达到 150 W 时，果肉果胶提取率较高，说明此时超 声波破壁效果最好，溶出的果胶最多。 在超声功率小于 150 W 时随着超声功率 增加，果胶质量增加，这因为超声功率 增加，超声波能量也随之增加，对细胞 的破壁效果更好，使果胶产率上升，当 超声波功率过大时，果胶产率降低，这 可能由于超声波产生的热量使果胶分子 降解，使果胶产率降低。而超声波达到 200 W 时，果皮果胶提取率较高，说明 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 此时超声波破壁效果最好，溶出的果胶 最多，相比于果肉果胶提取，果皮果胶 提取率明显更高，其最适合超声功率也 更高，但总体趋势相近。 3.3 超 声温度对果胶产率的影响 本次研究选择了猕猴桃果肉提取 果胶超声温度（60、70、80、90 ）与 果皮提取果胶超声温度 （70、80、90、100 ） 。由图 3、图 4 可以看出，开始时果胶产率随着超声温 度的升高而提高，这主要是因为提高超 声温度有利于组织细胞的疏松，使原果 胶更容易溶出。温度过低时，原果胶难 以水解，使果胶产率降低。由图可知， 猕猴桃果皮的最适超声温度为 90 ， 猕猴桃果肉的最适超声温度为 80 ， 当温度继续升高时，果胶产率随着超声 温度的升高而下降，这因为果胶耐热性 较差，高温容易破坏果胶结构，使产率 降低。因此，猕猴桃果皮的超声温度应 控制在 90 左右，猕猴桃果肉的超声 温度应控制在 80 左右。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 3.4 超声时间对果胶产率的影响 本次研究选择了猕猴桃果肉提取 果胶超声时间（5、10、20、30 min） 与果皮提取果胶超声时间 （30、60、90、120 min） 。由图 5、图 6 可以看出，果胶产量受水浴时间影响 较大，随着水浴时间增加，猕猴桃果皮 和果肉的果胶产量都增加。果肉提取果 胶水浴 10 min 为最佳方案；果皮提取 果胶水浴 90 min 为最佳方案。若水浴 时间过短，则原果胶水解不完全，导致 果胶产率下降，若水浴时间过长，果胶 会分解，也会导致果胶产率下降。通过 对比 猕猴桃果皮和果肉的最佳超声时 间可以看出，猕猴桃果肉中的果胶在短 时间内便能完全水解，而猕猴桃果皮中 的果胶则需要较长时间才可水解完全， 其果胶产量差距较大，这说明了猕猴桃 果皮中果胶含量比果肉中高，其更不易 水解。 3.5 pH 值对果胶产率的影响 本次研究选择了猕猴桃果肉提取 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 果胶 pH 值（2、3、4、5）与果皮提取 果胶 pH 值（1、2、3、4） 。由图 7、图 8 可知，随着 pH 值升高，果胶产率升 高，达到一定 pH 值后，果胶产率随着 pH 值升高而降低。pH 值为 4 时猕猴桃 果肉果胶提取率较高，pH 值为 2 时果 皮果胶提取率较高。这是因为当 pH 值 过低时，原果胶水解能力较强，但果胶 因为酸性过高容易脱脂裂解，从而降低 产率。而当 pH 值过高时，水解能力弱， 原果胶不能完全溶出，同样降低果胶产 率。由图可知，猕猴桃果皮提取果胶要 求的酸性更强，这可能因为果皮中存在 的果胶更不易水解，只有在强酸下才能 水解完全。 4 结论 对得出数据进行了整理，得出猕 猴桃果肉提取果胶时直接加入 80 热 无水乙醇 35 mL，超声功率 150 W，超 声时间 10 min，超声温度 80 ，