从猕猴桃皮渣中提取果胶的工艺研究.pdf

综 合 利 用一 m F O 0 0 从猕猴觥皮渣巾提取果胶响工艺研究 王满力 吴英华吴惠芳(贵州工业大学化学与生物工程学院 贵阳 5 5 0 0 0 3)摘 要：探 讨 了以猕猴桃 皮渣为原料 用酒精 沉淀法提取果胶 的工艺条件，结果表 明：萃取液的 p H：22 5、萃取 温度为 9 0 C，萃取 时f-j 为 9 0 rai n、用 9 5 度 乙醇作沉淀剂时，可使果胶产率 达 3 5 4 0 。关 键词：猕猴 桃 皮；果胶；提 取；酒精 沉 淀法 中图分类号：T S 2 0 1 2 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 59 9 8 9(2 0 0 3)0 1 0 0 8 50 2 S t u d y o n T e c h n o l o g y o f E x t r a c t i n g P e c t i n f K i wif r u it P e e l W ANG M a n l i W U Yi nghu a W U Hu if an g(C o l l e g e o f C h e mi c a l a n d B i o l o g i c a l E n g i n e e r i n g，G U T，G u iy a n g，5 5 O O 0 3)Ab s t r a c t：I n t h is a r t ic l e t h e t e c h n o l o g i c a l c on d i t i G s o f e x t r a c t i n g p e c t i n f K i w i f r u i t p e e l we r e d i s c u s s e d T h e r e s u l t s s h o we d t h a t w h e n p H=22 5，t h e o p e r a t i n g t e mp e r a t u r e wa s 9 0 ，t he o p e r a t i n g t i me w a s 9 0 m i n a n d w h e n u s i n g9 5 0 a l c o h o l a s s e t t l e m e n t p r e c i p i t a t e dp e c t i n，t he t o t al y i d d of p e c t i n i s 3 5 0 0 4 0 Ke y w o r d s：k i wif r u i t p e e l；p e c t i n；e xtr a c t i o n；alc o h o l p r e c i p i t a t i on 0 前 言 果胶是一种多糖物质，在食 品加工、精细化工 中有着广泛的用途。传统制取果胶，一般是以柑桔 皮、苹果皮等为原料，近几年有报道从马铃薯、芒 果皮中提取果胶。经检测，猕猴桃皮渣也含有 丰富 的果胶物质。我国南方盛产猕猴桃，贵州更是猕猴 桃资源 丰富，按 1 9 9 0年 的统计，全省年产量就 已 达 1 5 0 0万 k g以上。随着我国食品加工业的发展，猕猴桃深加工产品产生大量下脚料，特别是提取果 汁后的猕猴桃皮渣(达 2 0 3 0 )至今未得 到充 分利用，并污染环境，已成为有关食品厂家急需解 决的难题。故本试验 旨在从实际出发，发挥地方资 源优势，以猕猴桃皮渣 为原料提取果胶，变废为 宝，降低生产成本，以获取较好的经济效益。1 材料 与方 法 1 1 原料与仪器 鲜猕猴桃皮渣，9 5 乙醇及无水乙醇，硫酸，去离子水，烘箱，减压浓缩装置，离心机，真空干 燥箱，粉碎机，酸度计，酒精计及常规玻璃仪器。1 2原料保存 猕猴桃 中果胶 的含量 与果实成 熟度有密切关 收稿 日期：2 0 0 2 0 91 0 作者简介：王满 力(1 9 5 0一)，男，河 南济源县人，副教授 长期从 事有机 合成及天然植物的提取和分 离的研 究。系，成熟度愈高果胶也 因其酶解力越大而越易转变 为果胶酸。在猕猴桃产季，若不及时提胶，则果胶 产率大大降低，故须考虑猕猴桃皮渣的保存，以利 均衡生产。一般采用于干燥保存法，此法须控制干 燥 温度 8 0 8 5 ，当原料干燥 至 2 0 2 5 含水 量 时，干 燥 温度 须 降 至 6 0 6 5 ，以免 发 生 焦 化。干燥程度宜控制在含水量为 8 1 0 ，含水 量若低 于 7 时，提取 的果 胶质量 和产率都将 下 降，高于 2 0 时，则原料易霉变。1 3 提取方法 取 3 0 0 g新鲜猕猴桃皮渣，用 清水漂洗数次后 捣碎置于容器 内，加入 8 0 热水浸泡 2 0 rai n以除 酶。沥干后 加 入 2 3倍 体积 的水，用 浓硫 酸 调 p H：22 5，加热至 9 0I C，保温 9 0 ra i n并持续 搅拌，使原果胶转变为可溶性果胶。趁热将得到的 浆状液体倒人 白布包压滤，经离心分离后得到色泽 澄 清 的果 胶液。将 该 液体 在 6 0 左右 减 压浓 缩 3 0 ra i n后，加 入 0 5 的活 性碳，脱 色 出杂，过 滤，冷却至室温。加入 9 5 乙醇进行沉淀，即有 呈絮状物质凝结，乙醇用量以酒精计所测量该混合 液 的酒精度 为 5 0 左右 即可。滤 出果胶纤维体，用无水 乙醇洗涤数次，回收废 乙醇，低温烘干，粉 碎得 茶 白色果胶产 品，产率 3 5 4 0 。果胶 成品应及时密封包装。维普资讯 http:/ 1 4分 析 方法 按 Q B 2 4 8 4-2 0 0 0 食品添加剂果胶 中方法 进行 分析 检 测。2 结果 与讨 论 2 1 萃取过程 p H值的影响 选择萃取时间 9 0 ra i n、萃取温度 9 0 C，分别在 不同 p H值的萃取液 中萃取果胶，结果见 图 1。从 图 1 可知，在 p H=2 2 5时，萃取的效果最好。这是因为当 p H值过低，原果胶水解较强，易造成 果胶 脱酯，使果 胶产量 降低；当 p H值过 高，果 胶 不稳 定，容易水 解为果胶酸，也 导致果胶产 量 降低。p H值 图 1 p H值对果胶产率 的影 响 2 2 萃取温度的影响 温度对果胶 的萃取有很大影响，试验表 明：温 度在 7 0 C以下萃取速度较慢，在 9 5 C以上 时果胶 产量明显下降，这是 由于果胶 的耐热性较差，当温 度过高时，水解程度剧烈引起果胶结构 的破坏而糊 化，产量 因而下降。故萃取温度控制在(9 01)为宜。2 3 萃取时间的影响 选取萃取温度 为 9 O 左右、p H=2 2 5，改 变萃取时间提取果胶，结果见图 2。图 2表 明：萃 取时 间控制在 9 0 m i n左右，萃取产量达最大值。低 于此 萃取 时间范 围，原果胶水解不完全；高于此时 间范围，则会造成果胶发生热降解反应，致使果胶 产量下降。另外，在酸性条件下放置太长时间也会 造成果胶酸性降解。时 I司(mi n)图 2 萃取时间对果胶产率的影响 2 4水质的影响 使 p H=2 2 5，分别 以自来水、去离子水 和 加有 0 5 巨磷酸盐 的 自来水作为萃取液，结果见 表 1。一般 自来水 中含有较多的 C a 2 、M g 2 ，这些 综 合 利 用 离子对猕猴桃皮渣中的原果胶具有封闭作用，使之 难 以转化 为水溶性果胶，而软水则不存 在上述作 用，故用去离子水作为萃取液产量较高。若考虑生 产成本，可采用在 自来水中加入 0 5 的巨磷酸盐 作 为萃取液，这些 盐可起两个 显著作用：与水 中 c a“、Mg 2 络合，以消除其封闭作用；与猕猴桃皮 渣中的钙作用，使皮渣软化。实验证 明巨磷酸盐 的 加入有利于原果胶的溶 出，从而缩短萃取 时间，降 低生产成本，提高果胶产量。表 1 水质对提取果胶的影响 2 5 酸类比较 分别用硫酸和盐酸调节萃取液 的 p H，结 果如 表 2。各类无机酸和有机酸都可用来萃取果胶，选 用挥发性较小 的硫酸，除所得果胶产量稍高，产品 颜色较浅外，还可避免用挥发性高的酸带来的诸多 不便。硫酸还起着软化猕猴桃皮渣、脱色和防腐等 作用。用硫酸溶液萃取可不加活性碳脱色，因为其 产品色泽仅略差于用活性碳脱色的产品色泽，而且 简化 了工序、降低了成本。表 2 酸类不 同对提取 果胶 的影响 2 6 沉淀 过 程 采用 乙醇沉淀法获取果胶，试验表 明该法操作 简便，产 品灰份 少，无环境 污染，但 乙醇用量较 大，须回收乙醇以循环使用，综合成本较高。果胶 沉淀要及时，因其搁置愈久则质量愈下降，据统计 若搁 2 4 h，其果胶 的胶凝度下 降 2 0。沉淀时要注 意测定体 系中乙醇 的浓度，酒精度低于 5 0度时，会造成沉淀不完全而有较大损失；酒精度过高，将 造成 乙醇过分消耗。盐析法提取果胶是一种新工艺，此法使用乙醇 较少故生产成本较低，但后处理 比较麻烦。我们也 利用盐析法从猕猴桃皮渣提取果胶作 了一些试验。在 沉 淀过 程 中，用 1 0 N a O H调 节萃 取 液 的 D H 值，加入 6 的硫酸 铝，反应 一定 时间后 离心分 离，然后在沉淀 中加入 6 0 乙醇和盐酸配制 的混 合液脱铝，搅拌 3 0 ra i n后再抽滤和醇洗，干燥粉碎(下转第 9 O页)维普资讯 http:/ 光照可造成其含量显著下降。贮藏温度对苹果提取 物中原花青素的含量也有一定 的影响，低温放置可 减少其损失。此外，V c可显著提 高苹果提取物中 原花青素的光、热稳定性。因此，富含原花青素的 制 品不 仅应在低温、避光条件下 放置，还 应添加 V c等物质以增加制品的贮藏稳定性 2 5 苹果原花青素保健饮品的研制 富含原 花青素 的苹 果提取物 具有多 种药理作 用，但饮料 中原花青素等多酚物质含量过高会影响 产品的风味，以每 日摄取量不超过 5 0 mg为佳 t 引。因此，本文以含有原花青素的苹果提取物为原料，将影响饮料风味的三个 主要 因素(糖、酸、提取物 含量)进行 L 9(3。)正交实验，结果表明，影响饮料 风味最显著的因素是 A(糖)，其次为 C(苹果提取 物)，再次为 B(柠檬酸)，当糖、酸、苹果原花青 素 提 取 物 的含 量 分 别 为 1 2 ，0 1 5 ，1 2 mg 1 0 0 m L时，饮料 的风味、色泽较好。同时，根据前 面的研究，在上述基本配方 的基础上，添加 0 7 的 V c及 0 3 的 B 一环糊精，以提高产品 的稳定 性及质量。3 结论 3 1 苹果提取物中原花青素在弱酸、避光及低温 条件下稳 定性较好。V c、B 一环糊精、亚硫酸氢钠 均可提高提取物 中原花青素 的稳定性，且其效果同 浓度有关，当 V c、B 一环糊精、亚硫酸氢钠的含量 分别为 0 7 ，0 3 及 0 3 时效果最佳。3 2 以苹 果原 花青素提 取物 为原料配 制保健 饮 料，其最 佳配方 为糖 1 2 ，柠檬酸 0 1 5 ，苹果 提取物含量 1 2 m g 1 0 0 mL。3 3 原花青素具有多种生物活性，而苹果中富含 原花青素等多酚物质，这一研究为苹果资源深加工 苜 荠 砜 究 和综合利用，提高含原花青素制 品的质量提供 了一 定的理论依据。参 考文献：1 1 国植，徐莉 原花青素：具有 广阔发展前景的植物 药 国外 医药 植物 药分册，1 9 9 6，1 1(5)：1 9 6 2】张卫 明 论银杏 叶保健饮品 的质量控 制 中国野生植物 资源，1 9 9 5，1：3 9 4 1 3 1 S t a n i s l a w B u r d a，Wi e s l a w O l e s z e k，C h a n g Y L e e、P h e n o l i c c o mp o u n d a n d t h e i r c h a n g e s i n a p p l e s d u rin g ma t u r a t i o n a n d c o l d s t o r a g e J Ag r i c F o o d C h e m，1 9 9 0，3 8：9 4 59 4 8 【4】G e o r g e A S p a n o s，R o n a l d E Wr o l s t a d，D a v i d A H e a t h e r be l 1 I n flu e n c e o f pr o c e s s i ng a nd s t o r a g e o n t h e p he n o l i c c o m p o s i t i o n o f a p p l e j u i c e J A c F o o d C h e m，1 9 9 2，40：1 4781 487 5】E l i s a b e t h D e l a g e G，B o h u o n A B a r o n，J F D ri l l e a u Hi g h p e r f o r ma n c e o f t he p h e no l i c c o mpo un ds i n t h e j u i c e o f s o me f r e n c h c i d e r a p p l e v a ri e t i e s J o u r n a l o f Chr o ma t o g r a p h y，1 991，55 5：1 2 5 1 36 6】L Y e a p F o o，Y i n r o n g l u I s o l a t i o n a n d i d e n t i f i c a t i o n o f p r o c y a n i d i n s i n a p p i e p o ma c e F o o d Ch e mi s t r y，1 9 9 9，6 4：5l】5】8 (上接第 8 7页)3 2 上述三种组分按一定 比例配伍后，不仅功能 互 补，而且各种 功效作用都 比单 一组分 的有所提 高，其机理有待进一步研究。参考文献：1】国家医药管理局 中华本草 上海科学技术出版社 1 9 9 9 2】岩田多子，等营养食粮学杂志，1 9 9 9，(4 4)：2 5 1 【3】L a u b E C A，1 9 8 5，1 0 3：2 1 3 6 6 7 e 【4】李荣正，等 北京医科大学学报，1 9 9 1，2 3(6)：4 7 3 5】刘洁，等 白求恩医科大学学报，1 9 9 4，2 0(1)：1 4 6】T s u t o m u F u my e t a t P h y t o c h e m i s t ry，1 9 8 3，2 2(1 1)：2 5 0 9 (上接第 8 6页)即得果胶产品。表 3是酒精法和盐析法的一些比较。表 3 酒精法和盐析法提取 果胶 的一些 比较 3 结论 3 1 利用猕猴桃深加工后的下脚料一皮、渣提取 果胶，是综合开发猕猴桃资源的重要一环，可降低 成本，变废为宝，具有一定的经济价值。3 2 利 用 酒 精 法 从 猕 猴 桃 皮 渣 中提 取 果 胶 的 工 艺 条 件 为：萃 取 液 p H=2 2 5，萃 取 温 度(9 01)o【=，萃 取 时 间 9 0 m i n，用 9 5 乙醇 沉 淀 时，果胶产率达 3 5 一4 O 。与盐 析法 比较，虽然综合成本较高，但操作较简便容易控制，后处 理少，无污染。参 考文献：1】方修贵，祝慕韩，郑益清果胶及其生产工艺 食品工 业科技，1 9 9 9，(6)：3 43 5 2】刘爱文，陈忻，关晓锋 从 芒果皮 中提取果胶的工艺研 究 化学研究与应 用，2 0 0 2，1 4(3)：3 44 3 4 5 3】陈雪锋，詹 雪英，杨大庆 苹果渣 中提取果胶的工艺研 究 食品工业科技，2 0 0 0，(3)：1 92 1 4 1 陈策歧 提取果胶新工艺一 盐析法 食品科学，1 9 9 1 2 5f 2)：3 03 2 维普资讯 http:/