全 文 ：第２９卷第２期
Ｎｏ．２Ｖｏｌ．２９
内江师范学院学报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＮＥＩＪＩＡＮＧ ＮＯＲＭＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
盐析法沉淀柠檬皮果胶
刘义武， 刘 萍， 王 碧＊ ＊
（内江师范学院化学化工学院／／四川省高等学校“果类废弃物资源化”
重点实验室， 四川 内江 ６４１１９９）
摘 要：以柠檬皮为原料，采用酸水解盐析法对柠檬果胶的沉淀工艺进行研究．通过单因素法分析沉淀果胶的
硫酸锌用量、盐析ｐＨ、温度、时间等影响因素，然后正交实验法优化盐析法沉淀柠檬皮果胶的最佳工艺．实验结果
表明：以上因素都有影响，其中沉淀剂量影响最大．最佳工艺条件为硫酸锌用量为干柠檬皮质量的０．３倍，盐析ｐＨ
为５．０，盐析温度为４５℃，盐析时间为１２０ｍｉｎ．通过上述条件得到较好性状的浅黄颗粒状产品，果胶提取率为
１８．７２％．
关键词：柠檬皮；硫酸锌；果胶；盐析法
中图分类号：ＴＳ２０２．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－１７８５（２０１４）０２－００３１－０４
果胶被认定为２１世纪食品功能成分之一，被称
为“人体健康的平衡素”．果胶作为水溶性膳食纤维
本身就有降低血糖血脂，促进维生素的吸收，防止铅
中毒，防治动脉硬化等医疗保健作用，被广泛应用于
食品、化妆、医药等工业［１－８］．据不完全统计，近年我
国果胶的年消耗４ ０００ｔ以上，并以每年４％～５％
的速度增长，约８０％依靠进口，其中柠檬果胶约
２ ０００ｔ完全依靠进口［９－１０］．影响国内工厂规模化生
产果胶的主要原因，是采用乙醇沉淀法生产果胶时，
酒精耗量大，使得生产成本高［１０］．国外企业采用成
本较低的盐析法生产果胶，而由于工艺复杂，国内目
前还未能实现工业化生产．盐析法常用的有铝盐、铁
盐、铁铝混合盐等沉淀［１１］．目前盐析法存在的困难
在于脱盐工艺较复杂、脱盐技术未能跟上，金属离子
与果胶结合紧密，金属离子不易除去；或产品色泽较
深，增加了脱色难度，盐析工艺急待改进．
已报道的可以提取果胶的原料超过４０种［１２－１３］，
只有苹果渣和柑橘类果皮才具有商业提取价
值［１４－１５］．虽然柠檬皮渣中果胶的含量高达３０％［１５］，
但目前柠檬皮渣基本上被废弃，并且皮渣极易发霉
变臭，对环境危害极大［１６］．硫酸锌为无色或白色结
晶颗粒，无气味，用途广泛，且锌对人体有多种功效．
因此，研究硫酸锌盐析柠檬果胶的工艺，对果胶的产
业化生产具有重要意义．
１ 材料与方法
１．１ 材料与仪器
柠檬（四川安岳县产）、硫酸锌、浓盐酸、氨水、
９５％乙醇、无水乙醇，均为分析纯．
ＢＴ－３２３Ｓ电子分析天平，北京赛多利科学仪
器有限公司；ＤＦ－１０１Ｓ集热式磁力加热搅拌器，金
坛市医疗仪器厂；ＴＤＬ－５－Ａ低速大容量离心机，
上海安亭科学仪器厂；Ｓｔａｒｔｅｒ ３ｃｐＨ 计，奥豪斯仪
器有限公司．
１．２ 实验方法
１．２．１ 原料预处理
将新鲜柠檬洗净后，剥柠檬皮，撕成小块，沸水
中煮沸５ｍｉｎ灭酶，然后用清水漂洗，重复漂洗直至
·１３·
＊ 收稿日期：２０１３－１１－２２
基金项目：四川省教育厅青年基金项目（１１ＺＢ０２４），内江师范学院博士科研基金资助
作者简介：刘义武（１９７２－），男，四川遂宁人，内江师范学院副教授，博士．研究方向：天然产物分离与应用．
＊通讯作者：王碧（１９６４—），女，四川渠县人，内江师范学院教授．
内江师范学院学报 第２９卷第２期
水的颜色接近无色，６０℃干燥，粉碎．
１．２．２ 果胶的提取
取２５ｇ经预处理的柠檬皮粉末，加入一定量蒸
馏水，然后用１ｍｏｌ·Ｌ－１的稀盐酸调节溶液ｐＨ为
２．０，在９０℃下，提取９０ｍｉｎ，趁热离心，收集上清
液．
１．２．３ 盐析
取一定量果胶萃取液用氨水调节ｐＨ至４．０～６．０，
加入一定量硫酸锌饱和溶液，然后在３０～７０℃下
搅拌３０～１５０ｍｉｎ，离心弃去上层清液．滤饼用５０
ｍＬ左右酸化乙醇搅拌洗涤２次，再用７５％乙醇洗
涤２～３次，抽滤，于５０℃烘干即得果胶成品．
１．３ 正交实验设计
在对单因素实验结果分析的基础上，通过对同
一批次的果胶提取液分别改变盐析ｐＨ、盐析温度、
盐析时间和沉淀剂加入量，果胶收率为评价指标，进
行四因素三水平正交试验．
表１ 柠檬果胶盐析工艺正交试验因素与水平
水平 Ａ／ｍｉｎ Ｂ／℃ Ｃ Ｄ／ｇ
１ １００ ４５ ４．５ １．５
２ １２０ ５０ ５．０ ２．０
３ １４０ ５５ ５．５ ２．５
注：Ａ为盐析时间，Ｂ为盐析温度，Ｃ为盐析ｐＨ，Ｄ为沉
淀剂质量．
１．４ 果胶收率的计算
果胶收率（％）＝（果胶质量（ｇ）／柠檬皮粉末质
量（ｇ））×１００％．
１．５ 产品分析
果胶产品分析根据国家标准ＧＢ ２５５３３－２０１０
《食品添加剂果胶》中方法进行．
２ 结果与讨论
２．１ 单因素试验结果与分析
２．１．１ 沉淀剂用量对果胶收率的影响
同一批次果胶萃取液，等量分为５份，在其它条
件相同下，分别加入含有硫酸锌０．５、１．５、２．５、３．５、
４．５ｇ的饱和水溶液盐析沉淀分离果胶．沉淀剂用
量对果胶收率的影响见图１．盐用量少，果胶沉淀不
完全；盐用量大于２．０ｇ时，盐浓度过高，也影响果胶
的沉淀，同时增加了成本又增加了脱盐难度，造成脱
盐液的用量增加，得到的果胶产品颜色也会偏深．故
综合考虑沉淀剂用量选择２．０ｇ ＺｎＳＯ４（质量与原料
柠檬皮质量比为０．４）．
图１ 硫酸锌用量对果胶收率的影响
２．１．２ 盐析温度对果胶收率的影响
同一批次果胶萃取液，等量分为５份，在其它条件
相同下，分别在３０、４０、５０、６０、７０℃下进行实验，结果如
图２所示．盐析温度对果胶的收率有较大的影响，３０℃
时果胶沉淀不够完全，在５０℃时收率最高，但当温度
继续升高，导致部分果胶沉淀溶解，使果胶收率下
降［１７］．所以，盐析温度宜选择５０℃．
图２ 盐析温度对果胶收率的影响
２．１．３ 盐析ｐＨ对果胶收率的影响
盐析ｐＨ对果胶收率的影响如图３所示，ｐＨ过
低时，产品的收率降低．果胶收率随ｐＨ 增加而增
加，在５．０时达到最高然后迅速降低，ｐＨ 超过５．０
以后产生氢氧化锌沉淀，使溶液中锌的量降低，并且
随着ｐＨ的增大果胶产品的颜色逐渐加深，乙醇的
洗涤量消耗增加，脱盐难度加大，所得成品的品质下
降，最佳盐析ｐＨ应选择５．０．
２．１．４ 盐析时间对果胶收率的影响
盐析时间对果胶收率的影响如图４所示．盐析时
间对果胶的收率有较大影响，在３０ｍｉｎ时收率最小，
·２３·
２０１４年２月 刘义武，刘 萍，王 碧：盐析法沉淀柠檬皮果胶
图３ ｐＨ对果胶收率的影响
说明时间不足沉淀没有完全，当时间增加到１２０ｍｉｎ
条件下时果胶的收率最高，时间再增加沉淀部分溶
解［１８］导致收率下降．所以，最佳盐析时间为１２０ｍｉｎ．
图４ 盐析时间对果胶收率的影响
２．２ 正交实验结果与分析
参照单因素实验的结果，选用沉淀剂用量、温
度、ｐＨ、时间等四因素三水平 Ｌ９（３４）进行正交试
验，以果胶收率为评价标准，以确定较优工艺．实验
结果及极差分析见表２．
表２ 正交试验结果及极差分析
编号 Ａ／ｇ Ｂ／℃ Ｃ Ｄ／ｇ
果胶
收率（％）
１ １００ ４５ ４．５ １．５ １８．６０
２ １００ ５０ ５．０ ２．０ １８．３６
３ １００ ５５ ５．５ ２．５ １７．３６
４ １２０ ４５ ５．０ ２．５ １８．０２
５ １２０ ５０ ５．５ １．５ １８．４７
６ １２０ ５５ ４．５ ２．０ １８．５５
７ １４０ ４５ ５．５ ２．０ １８．２２
８ １４０ ５０ ４．５ ２．５ １７．７４
９ １４０ ５５ ５．０ １．５ １８．５９
Ｋ１ ５４．３２ ５４．８４ ５４．８９ ５５．６６
Ｋ２ ５５．０４ ５４．５７ ５４．９７ ５５．１３
Ｋ３ ５４．５５ ５４．５０ ５４．０５ ５３．１２
ｋ１ １８．１１ １８．２８ １８．３０ １８．５５
ｋ２ １８．３５ １８．１９ １８．３２ １８．３８
ｋ３ １８．１８ １８．１７ １８．０２ １７．８６
Ｒ ０．２３ ０．１１ ０．３０ ０．６９
极差ＲＤ＞ＲＣ＞ＲＡ＞ＲＢ，可以看出实验四个因
素中盐析温度的影响最小，而盐析时间和ｐＨ 这两
个因素对实验也有一定的影响，但是却不像沉淀剂
用量的影响那么明显．由极差分析，确定最佳工艺水
平组合Ａ２Ｂ１Ｃ２Ｄ１，即盐析最佳工艺条件为：沉淀剂
用量为柠檬皮质量的０．３倍，ｐＨ ５．０，在４５℃下保
温１２０ｍｉｎ．该最优条件组合未在正交试验中，做了
３个平行试验，得到果胶平均收率１８．７２％，高于正
交试验中的果胶收率，并且在平行实验中其重现性
很好（相对标准偏差４．２％），说明此工艺条件确实
是稳定性良好的最佳工艺条件．果胶总半乳糖醛酸
含量６７．４％，高于ＧＢ ２５５３３－２０１０《食品添加剂 果
胶》中纯度（≥６５％）要求．
３ 结论
通过单因素试验和正交试验得到从柠檬皮果胶
液中盐析法沉淀果胶的最佳工艺条件：硫酸锌的用
量为干柠檬皮质量的０．３倍，盐析ｐＨ ５．０，盐析温
度４５℃，盐析时间１２０ｍｉｎ．得到浅黄色颗粒状产
品，收率１８．７２％，工艺稳定可靠，产品纯度符合国
家标准要求，盐析法提取果胶能有效地克服醇沉淀
法生产果胶的诸多不足，具有低消耗、低污染等优
点，应用前景广阔．
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Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅｍｏｎ Ｐｅｅｌ Ｐｅｃｔｉｎ ｂｙ Ｓａｌｔｉｎｇ ｏｕｔ Ｍｅｔｈｏｄ
ＬＩＵ Ｙｉ－ｗｕ，ＬＩＵ Ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｂｉ＊
（Ｃｏｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｅｉｊｉａｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ／／Ｃｏｌｅｇｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｆｒｕｉｔ
Ｗａｓｔｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｎｅｉｊｉａｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ ６４１１９９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｅｍｏｎ ｐｅｅｌ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｐｅｃｔｉｎ．Ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｌｅｍｏｎ ｐｅｅｌ ｐｅｃｔｉｎ ｗｉｔｈ ｓａｌｔｉｎｇ－ｏｕｔ
ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｅｘａｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｓａｌｔｉｎｇ ｏｕｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｓｉｎ－
ｇｌｅ－ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｃｏｕｌｄ ａｆｆｅｃｔ ｐｅｃｔｉｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｔｏ ｓｏｍｅ ｄｅｇｒｅｅ，ｏｆ
ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｎｔ ｈａｓ ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇｅｓｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｓａｌｔｉｎｇ－ｏｕｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｗｈｅｎ：ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｚｉｎｃ
ｓｕｌｆａｔｅ ｕｓｅｄ ｉｓ ０．３ｔｉｍｅｓ ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｙ ｌｅｍｏｎ ｐｅｅｌ，ｔｈｅ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｌｔｉｎｇ－ｏｕｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ５．０，ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ
ｓｅｔ ａｔ ４５℃，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｌａｓｔｓ １２０ｍｉｎ．Ｇｒａｎｕｌａｒ ｐｅｃｔｉｎ ｔｈｕｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｉｓ ｏｆ ｇｏｏｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｗｉｔｈ ａ ｌｉｇｈｔ ｙｅｌｏｗ ｃｏｌ－
ｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｒａｔｅ ｒｅａｃｈｅｓ １８．７２％．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｅｍｏｎ ｐｅｅｌ；ｚｉｎｃ ｓｕｌｆａｔｅ；ｐｅｃｔｉｎ；ｓａｌｔｉｎｇ ｏｕｔ
（责任编辑：胡 蓉）
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