果胶的提取分离

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产成本高，目前生产中使用较少。

(3) 微生物法 阪井拓夫等经试验发现，帚状丝抱酵母及其变异株能从植物组织中分离出果胶。其原理是将帚状丝抱酵母接种到植物组织中，经过静止、搅拌、振荡培养或者在酵母培养基中培养后，用所得的培养液或该培养液的提取物作用于植物组织，随着微生物的产生，产生了使果胶从植物组织中游离出来的酶，这种酶能选择性的分解植物组织中的复合多糖体，从而可有效地提取出植物组织中的果胶。通常是在原料中加入2倍的水，接入帚状丝抱酵母菌种，在30℃左右发酵15h-20h，利用酵母产生的果胶酶将果胶分解出[9,10]。该法要求的工艺条件较严格。

(4) 草酸铵提取 N. Shibuga等采用草酸铵提取果胶，将果皮洗净，用0.25%的草酸铵溶液在90℃处理24h，过滤得果胶提取液。此法可使不溶性果胶酸钙转化为可溶性铵盐，Ca2+以草酸钙沉淀的形式除去。亦可用鳌合剂六偏磷酸钠，使不溶性果胶的溶解性增加，效果较好，但周期较长。

(5) 微波萃取法 柑橘果皮、苹果皮渣、向日葵托盘中均含有果胶。果胶含量特别高的是柚皮，其不但果胶含量丰富，而且提取的果胶凝胶强度也高。我国是柑桔的主要产地之一，从柚皮中提取果胶产量高、成本低、效果好，具有较高的经济效益和社会效益。柚皮果胶的提取主要采用喷雾干燥法、酒精沉淀法、离子交换法和盐析法等。与其他方法相比，微波工艺操作时间短，溶剂耗量小，并且能极大限度地保留分离组分的天然活性。且没有浓缩步骤，脱钙工艺只需常压加热，工时缩短 1/3 左右，酒精用量节约 2/3；与盐沉淀法相比，此工艺操作容易控制，劳动强度小，产品质量有保证，色泽、溶解性、粘度等更佳。此方法能耗低，在微波加热条件下只需萃取10min，能耗是其他方法的 1/6，具工业化生产前景。

1.2.4 果胶的分离方法

⑴ 乙醇沉淀法 乙醇沉淀法分离果胶，是利用果胶不溶于醇类溶剂的特点，将大量的乙醇加入果胶的水溶液中形成乙醇-水的混合液，将果胶沉淀出来。此方法生产工艺简单，所得果胶纯度高、色泽好、产率高（20％～30％，以干质计），但乙醇用量大，回收时能耗也大，生产成本较高。

⑵ 盐析沉淀法 盐析法分离果胶常采用铝盐或高价铁盐等作沉淀剂，利用果胶中游离羧基带有与盐溶液中的盐离子相反电荷的特性，通过中和作用产生沉淀。该法可以不用浓缩果胶液而直接沉淀，能耗低，但是产品灰分高，溶解性差，且工艺条件不易控制。目前存在的主要困难是脱盐难，造成果胶品质不高。用铝盐沉淀，果胶产率较低（7％左右，以干质计）沉淀颗粒较小、难以分离；用高价铁盐产率较高，但沉淀颜色较深[11]。赵伟良曾采用铁铝混合溶液提取柑橘皮果胶，相对于单一盐析法，得到的产品沉淀色泽好，产率高。正交试验得到的较佳

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工艺条件：饱和铁盐与铝盐溶液配比为2:1，pＨ控制在3.8左右，温度为80℃，沉析时间为1.5ｈ。由此看来，混合盐析可以综合两者的优点，可以一定程度地提高产品质量。

⑶ 膜分离法 膜分离法的原理是用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集[12]。它是一种分子水平上分离技术，将提取得到的粗果胶提取液通过膜来达到果胶与其他物质的分离，再经过干燥即得果胶产品。与真空浓缩相比，膜分离浓缩技术具有能耗低，操作工艺简单，可选择性去除果胶 提 取 液 中 的 糖 分 和 低 聚 物，从 而 提 高 果 胶 的 品质[13]。目前，发达国家已将膜分离技术开始应用于果胶生产中，中国也已开始这方面的研究。但是膜难于清洗且容易堵塞，价格也较为昂贵，使膜分离技术难以普及。

目前中国应用较多的果胶分离方法为乙醇沉淀法和盐析沉淀法。国外大多采用膜分离技术分离果胶。

1.2.5 果胶的市场展望

果胶是一种水溶性食物纤维，在食品加工等方面有很高价值，果胶有降低胆固醇和血糖的作用，可用于治疗心血管硬化及糖尿病。果胶用途广泛，目前国内外市场销售很好，果胶在轻化工、化妆品和医药行业中正在进一步拓展其应用领域。果胶在食品、化妆品以及医药中用途广泛，国内外需求量很大。作为食品添加剂，以其优良的口感和具有低糖、低热量的性能，在国内外市场上销路很好，在国内外市场上果胶以 4％～5％的年增长率发展，但仍供不应求。近年来，国际市场导航的果胶的价格一直居高不下（15-20万元/吨），货源供应较为紧张。有关资料表明：全世界果胶的年需求量约20000t，其中美国就高达4500t。据有关专家预计果胶的需求量在相当长的时间内仍将以每年15%的速度增长。据不完全统计，我国每年约消耗1500t以上，其中从国外进口约占90%，同世界平均水平相比，其需求量仍呈高速增长趋势。果胶主要生产国有丹麦、英国、美国、以色列、法国等，亚洲国家产量极少，特别是消费量约占世界产量10%的日本几乎完全依靠进口，中国国内市场所需果胶大部分从美国和丹麦等国进口[14,15]。

从农副产品中提取果胶，具有很大的经济效益和社会效益。果胶市场需求量大，原料价格较低，果胶是一个发展前景广阔、又适合乡镇企业生产的产品[16]。

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第2章 柑橘皮预处理的研究

柑橘皮中含有原果胶酶，会对果胶分子产生降解作用，因此在提取果胶之前需要对柑橘皮进行预处理。国外对果胶原料预处理研究比较多，而国内对其研究很少。通过对果胶原料的预处理可以去除里面的苦味、色素、小分子等杂质，最主要的是要灭活果胶酯酶、果胶裂解酶等果胶酶的活性，防止其在提取过程中对果胶进行生物降解。

美国研究发现在近100oC下将剁碎的果皮加热不超过10分钟可以破坏果胶酶。日本研究发现通过强酸处理（pH0.1-0.2）同样可以灭活果胶酶[17,18]。

本实验一是研究蒸汽、沸水漂烫、高温烘干（鼓风干燥）这三种灭酶方式，寻求一种有效的灭活各种果胶酶并且可工业化操作的灭酶方式。二是初步研究提橙皮中的橙皮色素工艺，这样既可综合利用橙皮资源，又可以缓解果胶脱色工艺的压力，降低果胶产品中的颜色。

2.1 主要的实验试剂及设备

2.1.1 实验试剂材料

柑橘皮：购于水果批发市场。 乙醇（食用级，95%），盐酸。 2.1.2 实验设备

M20粉碎磨（德国IKA）； RCTbasic磁力搅拌器（德国IKA）；DELrA320pH计（METTLER）；AE2400分析天平（METTLER）；DHG-9145A鼓风干燥箱（上海一恒）；LXJ-nB离心机（上海安亭仪器厂）；恒温水浴锅（上海爱朗仪器有限公司）；12L真空冷冻干燥机（美国LABCONCO公司）；JJ-1电动搅拌器（江苏金坛荣华仪器厂）； BrookfieldDv-lll+流变仪（美国 BrookfieldEngineering）；低温循环槽（MP-20C，上海一恒科技有限公司）等。

2.2 实验内容及方法

2.2.1 柑橘皮灭酶

鼓风烘箱干燥、沸水漂烫两种灭酶处理的橙皮和晒干的橙皮，分别提取果胶，通过对比果胶得率比较三个灭酶方式的优劣。

(1) 鼓风烘箱干燥灭酶：取一定量的晒干的橙皮粉于120℃鼓风干燥10min。 (2) 沸水漂烫灭酶：取一定量的晒干的橙皮，沸水漂烫10min后，65℃烘干，粉碎。

三种方式处理过的橙皮，于料液比1:35，pH=2（HCl调节），温度80℃的条件下，提取90min后，乙醇沉淀，果胶沉淀物真空冷冻干燥后称重。

实验结果如图所示，果胶酯酶的灭活程度和果胶的得率有着很大的关系，漂

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烫处理灭酶效果较为彻底，所以果胶得率最高，比未经任何灭酶处理的晒干原料的得率高3.7%。

图2-1 不同处理方式果胶得率

2.2.2 柑橘皮色素提取工艺

色素对于温度比较敏感，如果直接用水提可能会造成果胶的损失，所以本课题提取色素采用室温下用食用乙醇提取。

2.2.2.1 浸提剂浓度对色素提取的影响

称取一定量的橙皮，加入到不同浓度的乙醇溶液中，在40℃水浴条件下提取一定时间，提取液用相同浓度的提取液稀释10倍，于370nm测吸光度。

如图2-2所示，吸光度随着乙醇浓度的增大而增加，乙醇浓度达到95%后，浓度增加，吸光度增加不明显，从经济的角度出发，采用浓度为95%的乙醇作浸提剂比较理想。

图2-2 乙醇浓度对色素粗提取物提取率的影响

2.2.2.2 料液比对色素提取的影响

用95%乙醇为浸提剂，对比1:3、1:4、1:5的料液比对橙皮色素提取得率的

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