海南菠萝蜜果皮中果胶的提取及性质研究

2013 年度本科生毕业论文（设计）海南菠萝蜜果皮中果胶的提取及性质研究学 院： 理工学院 专 业： 化 学 年 级： 09 级 学生姓名： xxx 学 号： sss 导师及职称： xxxx 讲师 2013 年 5 月琼州学院本科毕业论文 (设计)2013Annual Graduation Thesis (Project) of the College Undergraduate Hainan jackfruit pectin extraction and properties of the skinDepartment: School of science and technologyMajor: Chemistry Grade: 2009Students Name: Student No.: Tutor: Li Finished by June, 2013毕业论文（设计）原创性声明琼州学院本科毕业论文 (设计)本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解琼州学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名：日期： 日期： 琼州学院本科毕业论文 (设计)毕业论文（设计）答辩委员会(答辩小组)成员名单姓名 职称 单位 备注琼州学院本科毕业论文 (设计)摘要果胶是一种新型，天然，功能型的食品添加剂，是食品添加剂联合委员会推荐的公认安全的食品添加剂。果胶作为凝胶剂广泛用于生产果酱，果冻，果脯，蜜饯，软糖，烘烤食品与饮料，还可以作为增稠剂和稳定剂，此外它还可能被作脂肪替代品，菠萝蜜果皮中富含果胶类物质是较好的果胶资源，从菠萝蜜果皮中提取果胶可以起到资源的充分利用，变废成宝，这对海南菠萝蜜的深入研究及开发利用有着很重要的意义。文中以海南菠萝蜜皮为原料采用乙醇沉析法在料液比为 1:10，pH 分别为 1.00、2.00、3.00、4.00，提取时间分别为1h、1.5h、2h、2.5h，提取温度分别为 65、75、85、95。通过控制因素确定最优的工作条件。结果表明提取最佳工艺参数为：pH 值为 1.00、提取温度为 75、提取时间为 2h。通过控制因素确定最优的工作条件。主要研究结论如下：（1）实验提取过程中，随着温度的升高，果胶得率不断增加，但温度过高会造成果胶降解，同时果胶溶液颜色逐渐加深，因此提取的最佳温度为 75。（2）随着提取时间的延长，果胶产率不断增加，本实验中在 2h 提取率最高，2.5h 后果胶得率逐渐不明显，说明时间过长果胶会分解。（3）pH 值对果胶产率影响显著， pH 值过高使得提取率较低，本实验表明最佳 pH 值为 1.00。（4）同时通过实验得菠萝蜜果胶在 pH 值为 2 时溶解度为 80.2%、pH 值为4 时溶解度为 83.7%、pH 值为 6 时溶解度为 86.7%、pH 值为 8 时溶解度为 81.5%。也测得果胶的酯化度为 84.5%。关键词：菠萝蜜；果胶；溶解度；酯化度琼州学院本科毕业论文 (设计)ABSTRACTPectin is a new kind, natural, functional food additives, food additives is recommended by the joint commission recognized safe food additive. Pectin as gels are widely used in the production of jams, jellies, preserved fruit, candied fruit, jelly, and roast food and drink, also can be used as a thickener and stabilizer, in addition it may also be as fat substitute, jackfruit are rich in pectin class material in the skin, is a better pectin resources, extracted from jackfruit peel pectin can rise to make full use of resources, waste ChengBao, this in-depth research and development and utilization of hainan jackfruit has very important significance. Hainan jackfruit skin as raw materials using ethanol is used to sink chromatography in the solid-liquid ratio of 1:10, pH 1.00, 2.00, 3.00, 4.00, respectively, extracting time 1.5 h, 1 h, 2 h, respectively, 2.5 h, extraction temperature, respectively, 65 , 75 , 85 and 75 . By controlling the factors that determine the optimal working conditions. Results showed that the optimum process parameters for extraction: the pH value of 1.00, extraction temperature is 75 , the extraction time is 2 h. By controlling the factors that determine the optimal working conditions. Main research conclusion is as follows:(1) Experimental extraction process, with the increase of temperature, pectin yield increasing, but the temperature is too high will cause the pectin degradation, and the pectin solution gradually deepened, so extracting the best temperature is 75 .(2) With the extension of extracting time, the pectin yield increased, the extraction yield is highest in this experiment in 2 hours, 2.5 h pectin yield is not obvious gradually, that time is too long will pectin decomposition. (3) The pH influence on pectin yield significantly, the pH is too high makes the extraction yield is low, the experiments show that optimum PH value of 1.00. (4) At the same time, through the experiment to jackfruit pectin solubility when pH value is 2 80.2%, pH value of 4 solubility of 83.7%, when the pH value is 6 solubility was 86.7%, pH value is 8 solubility was 81.5%. Also measured the esterification degree of pectin is 84.5%.Keywords: Jackfruit; Pectin; Solubility; Esterification degree; dry moisture琼州学院本科毕业论文 (设计)目 录第一章 前言 1 页1.1 菠萝蜜概述 1 页1.2 果胶的结构与性质 1 页1.3 果胶的应用 1 页1.4 提取果胶的方法 1 页1.4.1 螯合剂法 2 页1.4.2 酸提取法 2 页1.4.3 超声波提取法 2 页1.4.4 乙醇沉析法 3 页第二章 实验部分 4 页2.1 引言 4 页2.2 仪器和试剂 4 页2.3 果胶的制备 4 页2.3.1 工艺流程 4 页2.3.2 实验步骤 5 页2.4 酯化度 DE 的测定 5 页2.5 溶解度的测定 6 页第三章 结果与讨论 7 页3.1 pH 值对产率的影响 7 页3.2 提取时间对产率的影响 7 页3.3 提取温度对产率的影响 8 页3.4 果胶的酯化度 10 页3.5 果胶的溶解度 10 页第四章 结论 11 页参考文献 12 页致谢 13 页琼州学院本科毕业论文 (设计)1第一章 前言1.1 菠萝蜜概述菠萝蜜是属于桑科乔木树种的，别名有木菠萝，树菠萝，果实硕大，素有“热带珍果”之称，是著名的热带水果 1。菠萝蜜热能较高，果实富含矿物质，维生素 A，维生素 C 等。具有独特风味，其种子也可经煮熟 后食用，果皮和树叶乃优良性牲畜饲料，木材十分珍贵，不怕白蚁蛀食 2。菠萝蜜原产印度，目前在缅甸、泰国、斯里兰卡、印度尼西亚、菲律宾、澳大利亚、孟加拉国等热带国家均有栽培。中国引入菠萝蜜已有一千多年历史，现广东、广西、海南、云南、福建和四川南部以及中国台湾省均有栽培。以海南种植最多，其它地区多为分散性栽培。菠萝蜜作为一种优良的热带果树，受到国内外诸多学者的重视，并对其展开了多方面的研究 3。1.2 果胶的结构与性质 果胶是一种胶体性多糖类化合物，其结构单元为 D-吡喃半乳糖醛酸，以1，4-糖苷键连接成长链状，通常以部分甲酯化状态存在，在果胶物质的主链上还有其他糖类，包括 L-阿拉伯糖、 D-半乳糖、D- 山梨糖、L- 鼠李糖，分子量为10,000400,000，相应的聚合度超过 1,000 单位。它存在于高等植物的叶、根、茎、果实的细胞壁内，与植物细胞彼此黏合在一起，尤其在果实和叶中的质量分数较多，果胶是胞间层黏连细胞的主要成分 4。同时它还具有良好的胶凝化和乳化稳定作用，颜色为白色至黄褐色，几乎无臭、无味，口感粘滑，溶于热水，在冷水中微溶，需要强力搅拌作用下方可溶，不溶于乙醇 5。1.3 果胶的应用果胶是一些药物、保健品以及化妆品不可缺少的辅助原料 6。它还作为一种新型，天然，功能型的食品添加剂，是食品添加剂联合委员会推荐的公认安全的食品添加剂。果胶作为凝胶剂广泛用于生产果酱，果冻，果脯，蜜饯，软糖，烘烤食品与饮料，还可以作为增稠剂和稳定剂，此外它还可能被作脂肪替代品 7。1.4 提取果胶的方法果胶以原果胶、果胶酸及盐的形态广泛存在于植物组织中。原果胶是不溶琼州学院本科毕业论文 (设计)于水的物质，但可在酸、碱、盐等化学试剂或酶的作用下，分解转化成水溶性果胶。琼州学院本科毕业论文 (设计)3果胶的提取即是不溶性果胶转变为可溶性果胶和可溶性果胶向液相转移的过程。果胶的提取方法主要有螯合剂法酸提取法、酸提取法、超声波提取法、乙醇沉析法等。1.4.1 螯合剂法螯合剂法是通过螯合剂与植物组织中的高价阳离子如钙等螯合,从而使果胶能够溶出更完全更迅速,提取率升高。离子交换树脂是一种提取果胶时常用的螯合剂,同时它对果胶中影响色泽的金属离子、色素和一些杂质也有去除的作用,从而得到品质更优良的果胶。此种方法,对果胶提取的影响条件除了料液比、温度、时间、pH 等,离子交换树脂的用量是关键。戴玉锦等使用占干橙皮重 5%的 732型阳离子交换树脂,得到了 22.55%的果胶。张燕等使用占南丰蜜桔皮干皮重 10%的0.037 树脂用量 ,得到了 15.236%的果胶。封红梅等使用占柑橘皮干粉重 4%的强酸性苯乙稀系阳离子交换树脂,纯化后仍能得到 18.88% 果胶。除离子交换树脂外,还常用一些其他的螯合剂如草酸铵、EDTA 等。王媛莉等使用草酸铵质量浓度 8g/L 和液料比 50:l(mL/g),并采用超声波辅助提取豆腐柴中的果胶。黄永春等使用 0.45%浓度的草酸铵,果皮质量与草酸铵体积比为 1: 35,并结合了逆流萃取法使得西番莲果皮中果胶的提取率升高了 1.6%。螯合剂法提高了果胶生产率,工艺简单尤其是离子交换树脂法得到的产品质量较高,但其涉及到的回收利用以及对自然环境的影响问题还没有得到有效解决,而 EDTA 和草酸铵的产品品质不如离子交换树脂理想。同时加入的螯合剂量与提高的产率相比,对成本的节约并没有很大贡献 8