从柑橘皮中提取果胶

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摘要 本文以柑橘皮为原料,通过对柑橘皮的预处理,提取,脱色,沉淀等多步实验,探讨了提取过程中的工艺条件,得出了较好的实验条件。提取PH为2,温度为90℃,时间为1.5h,采用乙醇沉淀法效果较理想。

关键词 果胶;橘皮;提取

中图分类号O69 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)22-0122-02

0 引言

我国柑橘种植面积很大,每年柑橘产量有1 000万多t,而柑橘皮做为其副产品,资源丰富,却并没有得到充分利用,造成大量浪费。柑橘皮中含有丰富的果胶,大约为20%。利用橘皮来提取果胶,充分利用资源。

果胶是一组聚半乳糖醛酸,它具有水溶性,其分子量约5万~30万。果胶有很好的胶凝性、乳化稳定性、抗癌、抗腹泻等作用。如制果酱、果冻、软糖、糕点、奶品稳定剂等。另外,果胶因具有对重金属解毒、抗菌等活性而用于药物和辅剂,在医药和食品加工中应用广泛。

1果胶的提取流程

橘皮挑选、清洗煮沸、杀酶烘干、粉碎加酸、水浴浸提抽滤滤液加入乙醇沉淀洗涤沉淀干燥成品粉碎。

2原料预处理

用新鲜柑橘皮,将其切成2~3mm碎沫,为了防止果胶酶分解提取的果胶,在90℃水中煮5 min,使果胶酶失活。由于柑橘皮中含有各种非胶体物质,像色素、农药、糖类及苦味物质,为了不影响果胶提取,煮后的柑橘皮要用清水反复清洗,直至无色为止。但仍不能充分消除颜色影响,所以提取后还要用脱色剂处理。

3 提取过程

根据试验的实际柑橘皮用量,加入不同比例的水,用酸调节至相应的PH值,大约在2左右,在电热恒温水浴锅里水浴1.5h,电热恒温水浴锅温度大约为90摄氏度,水浴后用水循环真空泵抽滤。为了节省后续酒精含量的使用,将提取液真空浓缩至原体积的10%,此过程要迅速冷却,这样可减少果胶脱酯而使其受破坏。

试验结果表明,pH值对果胶得率的影响很大,改变盐酸溶液的pH值,使其分别为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0,在90℃下,水浴加热45min,过滤后用95%的酒精洗涤,研究pH值对果胶得率的影响,结果表明在不同的pH值条件下,果胶的得率也不相同。在pH2.0时,果胶的得率随pH 值的升高而降低。这可能是由于果胶易水解成果胶酸,从而导致果胶提取量下降。酸度过小会使部分果胶脱酯裂解,从而影响果胶产量,所以浸提酸度以2.0较为合适。

水解时间和温度也有很大影响,水解时间和水解温度的增加有利于提高果胶产品得率,但对果胶产品中半乳糖醛酸含量无显著影响。酸水解过程中当柑橘皮和水的杂质,从而使果胶得率较高但产品中半乳糖醛酸含量很低,在固液比从1:8至1:20范围内变化时,随着固液比增加,果胶得率和半乳糖醛酸含量均逐渐增加。

4 脱色处理

采用活性炭为脱色剂,在其它条件一定的情况下,分别改变活性炭的加入量、脱色时间、温度,考察其对脱色效果的影响。结果表明,活性炭加入量和脱色时间的增加对脱色效果均有显著影响,加入量越多、脱色时间越长,脱色效果越好。但活性炭过量的使用会使活性炭与果胶的分离难度增大,果胶中活性炭残留多,产品色泽偏黑。所以加入量要适当。

5 沉淀

沉淀的方法有乙醇沉淀法和盐析沉淀法。同一批次果胶水解液,等量分为5份,分别用于分离果胶。盐析剂分别选用明矾、硫酸铜、硫酸铁铵和氯化钙的饱和溶液。通过实验可知乙醇沉淀法效果最好。盐析果胶产品用酸性乙醇作为脱盐液(乙醇60%、盐酸10%、水30% ),操作中采用离心沉淀,效果较好,较快。向果胶沉淀中加入2倍果胶体积的脱盐液,搅拌10min,离心,此操作重复一遍后,得到脱盐果胶。将所得滤饼打散,铺成薄层,置于真空干烘箱中45℃条件下干燥约48h。取出粉碎即得果胶。果胶得率为提取果胶的质量占供提取橘皮粉质量的百分率。

实验结果表明,乙醇用量、水解液pH和沉淀温度均对沉淀效果均有很大的影响。乙醇用量较低时,果胶产品产量高但半乳糖醛酸含量低,说明此时沉淀分离不显著导致产品中杂质含量高,当乙醇用量与水解液用量达到1:1左右时,产品产量和纯度达到最佳效果。水解液pH对沉淀效果的影响比较复杂,这里不作分析。改变盐析温度,其它实验条件保持不变提取果胶,盐析温度对果胶产率影响较大。60℃盐析效果较佳,温度太低,沉淀不完全;温度太高,可导致部分沉淀溶解,则产率降低,因此,选择盐析温度为60℃。

6 结论

固液比、pH值、浸提温度、浸提时间及洗涤用的酒精浓度对柑橘皮果胶提取率都有较大影响。目前提取工艺主要采用酸提取法,盐酸的PH大约为2左右, 温度90℃,时间为1.5h。但提取时间过长,所以采用更好的提取工艺是提高果胶产量的研究方向。

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