香蕉皮果胶提取工艺条件的研究.pdf

2011.05 技术Technique食品工程 香蕉皮果胶提取工艺条件的研究 严义芳陈福北 （广西工业职业技术学院石油与化学工程系） 【摘要】本文以新鲜香蕉皮为原料， 采用单因素试验及正交试验研究酸解法从香蕉皮中提取 果胶的优化工艺条件， 得出最佳工艺条件是： 提取温度95、 萃取剂盐酸的最佳pH值为30、 料 液比16（gmL）、 提取时间为25h， 果胶的得率达到3856。 【关键词】香蕉； 果胶； 提取； 单因素试验； 正交试验法 中图分类号：TS 2023文献标识码：A文章编号：1000-9868(2011)05-0154-04 果胶是一种亲水性植物胶， 是以半乳糖醛酸为主的 复合多糖类物质， 存在于高等植物的叶、 根、 茎的细胞 壁内和细胞液中， 与细胞彼此粘合在一起， 尤其是果实 和叶中的含量多。 果胶具有良好的乳化、 增稠、 稳定和 胶凝作用， 在食品、 纺织、 印染、 烟草、 冶金等领域得 到了广泛的应用，果胶具有促进肠道健康、 降压、 降 脂、 防治糖尿病、 预防结肠癌等多种保健功能。 天然果 胶的提取方法主要有酸提取法、 离子交换法、 微波提取 法、 草酸铵提取法、 微生物法。 酸提取法是最常用的提 取方法， 该法的工艺条件对果胶得率有明显的影响。 1试验部分 11试验材料 新鲜香蕉 （市售）、 半乳糖醛酸、 盐酸、 浓硫酸、 六 偏磷酸钠、 咔唑、 无水乙醇、 锌粉、 氢氧化钾、 活性炭 （均为分析纯）。 12试验仪器 恒温水浴槽、pHS3C型酸度计 （上海智光仪器仪 表有限公司）、 紫外光分光光度计、 离心机、 比色管 （50 mL）、 烧瓶 （500mL）、 容量瓶 （100mL）、 烧杯、 温度 计、 球形冷凝管、 移液管 （5mL、20mL）、 胶头滴管等。 13试验方法 131工艺流程 鲜香蕉皮清洗去杂灭酶漂洗切分称量 酸萃取过滤滤液脱色过滤滤液稀释100倍后测吸 光度A 132试验步骤 将香蕉皮清洗干净， 放在100的蒸汽中灭酶2 3min， 浸泡于5倍的水中， 约20min， 再用60左右的 温水洗涤23次， 洗去香蕉皮中的部分可溶性糖及色素 类物质， 然后将香蕉皮进行切分， 称取一定质量的香蕉 皮， 按规定条件进行酸萃取， 然后用三层纱布过滤去掉 残渣， 得到的滤液用活性炭脱色后离心分离， 取上层的 清液稀释100倍后测定吸光度。 133果胶的检测方法 1331标准曲线的绘制 （1） 精制乙醇的制备。 取无水乙醇1 000mL， 加入 锌粉4g， 硫酸 （11）4mL， 在水浴中回流10h， 用全玻 璃仪器蒸馏， 馏出液每1 000mL加锌粉和氢氧化钾各 4g， 重新蒸馏1次。 （2）015咔唑乙醇溶液的配制。 准确称取分析纯 咔唑015g， 溶解于精制乙醇中并定容到100 mL。 （3） 半乳糖醛酸标准溶液。 称取半乳糖醛酸100mg， 溶于蒸馏水中并定容至100mL， 得到1mg mL标准溶 液， 吸取1mg mL半乳糖醛酸标准溶液0、10、20、 30、40、50、60、70、80、90mL， 分别移入10个 100mL容量瓶中并用水稀释至刻度， 得到1组浓度为0、 10、20、30、40、50、60、70、80、90mgL的半乳糖醛 酸标准溶液。 （4） 标准曲线的绘制。 取10支50mL比色管， 各加 入12mL浓硫酸， 置冰浴中， 边冷却边缓慢地依次加入 浓度为0、10、20、30、40、50、60、70、80、90mgL 的半乳糖醛酸溶液2mL， 充分混合后， 再置冰浴中冷却。 然后在沸水浴中准确加热10min， 用流水速冷至室温， 各加入015咔唑试剂1mL， 充分混合， 置室温下放置 30min， 以0号管为空白在530nm波长下测定吸光度， 154 2011.05 食品工程Technique技术 图1果胶含量测定的标准曲线 图2提取温度与果胶得率的关系曲线 图3盐酸PH值与果胶得率的关系曲线 图4提取时间与果胶得率的关系曲线 绘制标准工作曲线如图1所示。 拟合为线性方程为A00051C00141，R209991， A为吸光度值，C为果胶含量 （用半乳糖醛酸含量表示， 单位为mgL。） 1332样品中半乳糖醛酸的测定 取12mL浓硫酸于50mL的具塞比色管中， 置冰浴中 冷却， 缓慢加入2mL稀释100倍果胶提取溶液， 其他步 骤和标准溶液的吸光度测定方法相同。 由样品的吸光度 值通过拟合方程计算稀释了100倍的果胶提取液的果胶 含量C1。 1333果胶得率的计算 果胶得率CV（W106）100 式中：C为果胶提取液的果胶含量，mgL；CK C1，C1为通过拟合方程计算出来稀释100倍的果胶提取 液的果胶含量，mgL；K为为稀释倍数；V为果胶提取 液原液体积，mL；W为样品质量，g；106为质量单位换 算系数。 2结果分析与讨论 21提取温度对果胶得率的影响 称取100g香蕉皮， 提取液盐酸的pH值为175， 按 料液比为125（gmL）， 分别在温度为50、60、70、80、 90下浸提2h， 果胶得率如图2所示。 由图2可知： 当温度在5080时， 果胶得率虽然 有所提高但不明显， 在80以上时明显提高， 这说明在 此温度以上香蕉皮中的不溶性果胶可快速分解成可溶性 果胶而溶出， 所以果胶得率明显提高， 因此提取温度应 该在80以上为宜。 22提取液pH值对果胶得率的影响 称取80g香蕉皮， 按料液比为125（gmL）， 控制 提取温度为90， 盐酸pH值分别为06、16、27、36、 43， 浸提2h， 果胶得率如图3所示。 由图3可知： 盐酸pH值小于30时， 果胶得率随 pH值的增大变化不大， 当盐酸pH值升高到30左右时， 果胶得率会随着pH值的增大而显著提高， 并在pH值 34之间出现一个最大值； 当盐酸pH值继续升高后， 果 胶得率不升反降。 这可能是因为酸性强得到的果胶会继 续分解成其他物质， 而当pH值继续升高到36左右以 后， 由于提取液中酸的含量减少， 以至于酸的作用不明 显， 从而不溶性果胶不能完全溶解出来， 导致果胶得率 下降， 因此盐酸的pH值应在34为宜。 23反应时间对果胶得率得影响 称取80g香蕉皮， 按料液比为125（gmL）， 控制 155 2011.05 技术Technique食品工程 表1L9（34） 正交试验表及试验结果 表2优化工艺条件下的果胶得率 提取温度为90， 调节盐酸pH值30， 分别提取10、 15、20、25、30h， 果胶得率如图4所示。 由图4可知： 反应时间在125h之间， 随反应时间 的增长， 果胶得率逐渐增加， 而25h后随着提取时间的 增长提取率的增加不明显。 原因是随着提取时间的增长， 果胶慢慢溶解后再扩散到溶液中， 得率慢慢提高， 提取 时间达到25h后， 溶解达到平衡， 时间继续增加， 果胶 得率几乎没有增加。 所以提取时间应该去25h为宜。 24料液比对果胶得率得影响 称取50g香蕉皮， 控制提取温度为90， 盐酸pH 值30， 分别按料液比为12、13、14、15、16（gmL） 进行提取， 提取时间为2h， 果胶得率如图5所示。 由图5可知： 果胶得率随着料液比的增大而升高， 料液比达到15后随着料液比的增大， 果胶提得率升高 变缓。 料液比小， 果胶得率低的原因是， 当提取溶剂用 量太少时， 会使物料黏度大， 提取的果胶扩散速度慢， 进而不能保证原料中的果胶大量扩散到提取液中， 使得 提取不完全， 得率低， 同时还会造成过滤困难， 胶质残 留过多等现象均会影响到果胶得率的提高， 因此料液比 宜选择大于15为宜。 25正交试验结果与讨论 通过上述单因素试验后， 确定提取温度、 提取液盐 酸的pH值、 提取时间和料液比4个因素进行试验， 并 进行数据处理， 结果见表1。 由表1可知： 酸解法提取果胶过程中各因素的影响 顺序为：ABDC， 即：温度 pH值料液比时间， 提取果胶的最佳工艺条件是A3B1C2D2， 即反应温度95、 pH值为30、 提取时间为25h、 料液比为16。 26优选工艺条件下果胶得率试验 称取鲜香蕉皮50g， 在正交试验得出的优化工艺条 件下， 进行3次平行试验， 其结果见表2。 3结论 （1） 影响果胶得率的主要因素是温度， 其次是盐酸 的pH值， 影响最小的是提取时间。 （2） 盐酸浸提法从香蕉皮中提取果胶的最佳工艺条 件为： 温度95、 盐酸pH值为30、 提取时间25h、 料 液比16（gmL）， 在最佳工艺条件下香蕉皮果胶平均得 率可达3856。 参 考 文 献 1 翁慧， 赵玉英， 宋娟娟， 等超声法从向日葵盘中提取果胶和果胶 含量的测定 J内蒙古民族大学学报： 自然科学版，2010，25 （1）：2123 2 段红， 曹稳根果胶及其应用研究进展 J宿州学院学报， 2006，21（6）：8083 3 徐伟等低甲氧基果胶的凝胶机理及防止预凝成的措施 J食 品与发酵工业，2004，30（3）：9093 4 王敏， 王倩， 吴荣荣， 等果胶的提取工艺及新技术应用研究 J衡水学院学报，2008，10（1）：7578 5 王友平浅析果胶作为膳食纤维的研究与开发状况 J烟台安 德利果胶有限公司，2010：5051 6 刘刚果胶的制备及在食品中的应用 J吉林工程技术师范学 院学报，2008，14（1）：5860 7 徐大伟果胶对常见疾病的防治作用 J吉林医学，2009，30 图5料液比与果胶得率的关系曲线 试验号 温度 A（） pH值 B 时间 C（h） 料液比 D（gmL） 吸光 度值 果胶含量 （mgL） 果胶得 率（） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1（85） 1 1 2（90） 2 2 3（95） 3 3 1（30） 2（35） 3（40） 1 2 3 1 2 3 1（20） 2（25） 3（30） 2 3 1 3 1 2 1（15） 2（16） 3（17） 3 1 2 2 3 1 0255 0205 0158 0201 0194 0192 0298 0192 0288 5276 4296 3375 4218 4080 4041 6120 4041 5924 2638 2578 2362 2952 2040 2425 3672 2829 2962 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R 7578 7417 9462 2526 2472 3154 0682 9262 7447 7749 3087 2482 2583 0605 7892 8492 8074 2631 2831 2691 0200 7640 8674 8143 2547 2891 2714 0345 试验次数123平均值 果胶得率（）3672390739893856 156 2011.05 食品工程Technique技术 （21）：27152716 8 李春明， 管春梅， 郑晶， 等果胶对大鼠血脂及功能的影响 J 中国公共卫生，2004，20（6）：721 9 陈熠， 熊远福， 文祝友， 等果胶制备技术研究进展 J河南 化，2008，25（12）：69 10 李颖利用微波法提取柚皮果胶的工艺研究 J塔里木大学学 报2008，20（3）：1114 11 高国强， 杨虎， 赵元寿， 等百合果胶的提取工艺研究 J食 品添加剂，2008（6）：8890 收稿日期：20110104 作者简介： 严义芳 （1965）， 女， 广西宾阳人， 讲师工程师， 主要 从事精细化学品产品开发方面的研究。 通信地址：（530001） 广西南宁市秀灵路37号 紫甘薯红色素超声提取工艺研究 李忠英 （湖南化工职业技术学院实训处） 【摘要】以国产紫甘薯为原料， 研究醇、 有机酸溶液等溶剂提取红色素的条件， 考察提取液 浓度、 料液比、 提取次数和浸取时间等因素的影响， 通过单因素试验和正交试验确定超声波提取最 佳工艺是： 紫甘薯样品预先浸泡4h， 采用柠檬酸浓度10， 料液比130， 超声功率300W， 提取时 间25min， 提取3次， 紫甘薯中红色素提取效果最佳。 【关键词】紫甘薯； 红色素； 提取工艺； 超声波 中图分类号：TS 2023文献标识码：A文章编号：1000-9868(2011)05-0157-03 图1紫苷色素吸收图谱 紫甘薯为旋花科一年生草本植物， 肉质块根紫红 色， 是红薯的特有品种。 紫甘薯色泽鲜艳自然， 无毒， 无特殊气味， 具有多种营养、 药理和保健功能， 是一种 珍稀的色素资源。 而且其原料来源便捷， 价格低廉， 提 取 成 本 低 。 紫 甘 薯 红 色 素 （Purple sweet potato color， PSPC） 是从紫甘薯的块根中分离提取出来的一种天然红 色素。 紫甘薯所含的色素属于花青素类色素， 系类黄酮 类化合物。 紫色甘薯中所含的花青素是一种天然着色剂， 国内外市场需求量较大。 紫甘薯色素作为一种天然食用 色素， 安全、 无毒、 无异味、 色彩鲜艳、 资源丰富， 与 其他同类色素相比性质较稳定， 而且具有一定的营养和 药理作用， 在