全 文 ： 2011, Vol. 32, No. 12 食品科学 ※工艺技术160
柿皮果胶纤维素酶法提取工艺
张 娜，陈锦屏 *，严 静，李仁杰
(陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西 西安 710062)
摘 要：采用纤维素酶法辅助提取柿皮中的果胶，探讨提取过程中各因素对果胶提取率的影响。结果表明：柿皮
果胶纤维素酶法提取的最佳工艺条件为提取温度 45℃、加酶量 3.0mg/g、提取液 pH4.0、料液比 1:35、提取时间
2h，测得果胶的提取率为 8 . 87 %。该方法简便、快捷，可用于柿皮果胶的提取和测定。
关键词：柿皮；果胶；纤维素酶；提取工艺
Optimizing Enzymatic Extraction of Pectin from Persimmon Peel
ZHANG Na，CHEN Jin-ping*，YAN Jing，LI Ren-jie
(College of Food Engineering and Nutritional Science, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China)
Abstract ：The extraction of pectin from persimmon peel with the aid of cellulase was optimized by orthogonal array design
on the basis of one-factor-at-at-a-time. The optimum extraction parameters were identified as follows: extraction temperature of
45 ℃, enzyme dosage of 3.0 mg/g, pH 4.0, material-to-liquid ratio of 1:35 and extraction time of 2 h, and the resulting extraction
rate of pectin was 8.87%. This method has the advantages of simplicity and convenience and can therefore be used for the
extraction and determination of pectin.
Key words：persimmon peel；pectin；cellulase；extraction process
中图分类号：TS201.1 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2011)12-0160-04
收稿日期：2010-09-03
作者简介：张娜(1985—)，女，硕士研究生，研究方向为农产品加工。E-mail：lingshuang@stu.snnu.edu.cn
﹡通信作者：陈锦屏(1937—)，女，教授，研究方向为果品蔬菜加工工艺。E-mail：chenjp@snnu.edu.cn
果胶是一种天然的提取物，安全性高，因此可作
为增稠剂、稳定剂和乳化剂应用于罐头、果酱、糖果、
果汁、冰淇淋和巧克力等产品生产[1-4]。据不完全统计，
我国每年约消耗 1500多吨果胶，其中 80%均为国外进
口[ 5]。因此对果胶生产工艺进行研究生产出优质果胶，
满足市场需求尤为重要。果胶的提取方法主要有酸提取
法、离子交换树脂提取法[6 ]、超声提取法[7 ]、微波提取
法[8]和纤维素酶提取法[9-11]。
柿皮是加工柿饼过程中产生的废弃物，约占柿子质
量的 10% 左右，目前尚未找到有效的利用方法。废弃
的柿皮不仅造成环境污染，亦是资源的巨大浪费，对
柿饼产业可持续发展影响极大。目前已见纤维素酶法提
取柑橘皮果胶、甜菜果胶和苹果皮渣果胶等，但采用
纤维素酶法辅助提取柿皮果胶的研究尚未见报道。本实
验拟建立一种有效的柿皮中果胶的提取方法，旨在为柿
皮的变废为宝提供可行途径，同时为柿皮果胶的提取提
供理论和技术参数。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
柿皮为广西恭城月柿削皮后的废弃物，在 50℃条件
下烘干，用万能粉碎机粉碎后密封备用；半乳糖醛酸
(分析纯) 北京拜尔迪生物技术有限公司；咔唑(化学纯)
国药集团化学试剂有限公司；浓硫酸(优级纯) 西安三
浦精细化工厂；纤维素酶 西安舟鼎国生物技术有限责
任公司。
电热恒温水浴锅 上海福玛实验设备有限公司；电
子天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司；PHS-3C型
精密 pH计 上海雷磁仪器厂；紫外 -可见分光光度计
北京普析通用仪器有限责任公司；SHB-Ⅲ型循环水式多
用真空泵 郑州长城科工贸有限公司；722型可见分光
光度计 上海光谱仪器有限公司。
1.2 方法
1.2.1 柿皮果胶提取工艺流程
柿皮→干燥→粉碎→加酶浸提→提取液过滤浓缩→
定容至 100mL→稀释后显色测定柿皮果胶提取率→乙醇
沉淀→冷冻干燥→成品果胶
161※工艺技术 食品科学 2011, Vol. 32, No. 12
1.2.2 单因素和正交试验
选取提取液 pH 值、加酶量、料液比、提取温度、
提取时间进行单因素试验，在单因素试验的基础上进行
正交试验设计，确定柿皮果胶纤维素酶法提取的最佳工
艺条件。
1.2.3 柿皮果胶提取率的计算

c× v× k
y/%=—————× 100

m×106
式中：y 为果胶提取率 / %，以半乳糖醛酸计；c
为从标准曲线上查得的半乳糖醛酸质量浓度 /(mg/L)；v
为果胶提取液定容体积 /mL；k 为提取液稀释倍数；m
为样品干基质量 / g。
1.2.4 数据统计与分析
采用正交设计助手V3.1软件进行试验设计与数据统
计分析。
2 结果与分析
2.1 标准曲线的绘制
准确吸取不同浓度的标准溶液 1mL于试管中，显色
[12]后在 532nm处测定其吸光度，以吸光度(y)对半乳糖醛
酸质量浓度(x)绘制标准曲线，根据试验结果测得半乳糖
醛酸标准溶液的标准曲线，结果表明半乳糖醛酸标准液
质量浓度在 40～120mg/L的范围内线性关系良好，经拟
合分析知标准曲线的回归方程为 y=0.0045x＋ 0.0198，
R2=0.9992。
2.2 提取液 pH值对柿皮果胶提取率的影响
准确称取 1.0 g处理好的柿皮，在提取温度 45℃、
提取时间 2h、料液比(g/mL)1:30、加酶量 2.5mg/g的条
件下，选取提取液pH值分别为3.0、3.5、4.0、4.5、5.0，
研究不同提取液 pH 值对柿皮果胶提取率的影响，见图
1。结果表明，随着提取液 pH 值的升高，果胶的提取
率呈现先增大后减小的趋势，在 pH3.5提取率最大，最
大提取率 7.85%。这可能是提取液 pH3.5与纤维素酶的
最适 p H 值最接近，故此时提取率最大。
2.3 加酶量对柿皮果胶提取率的影响
准确称取 1.0g处理好的柿皮，在提取液 pH3.5、提
取温度 45℃、提取时间 2h、料液比 1:30的条件下，选
取加酶量分别为 2.0、3.0、4.0、5.0、6.0mg/g，研究
不同加酶量对柿皮果胶提取率的影响，如图 2所示。结
果表明，随着加酶量的升高，果胶的提取率呈现先提
高后降低的趋势，加酶量为 3.0mg/mL时提取率最高。因
此从果胶提取率方面考虑，确定最佳加酶量为 3mg/g。
此时果胶的提取率为 8.50%。
2.4 料液比对柿皮果胶提取率的影响
准确称取 1.0g处理好的柿皮，在提取液 pH3.5、加
酶量 3.0mg/g、提取温度 45℃、提取时间 2h 条件下，
选取料液比分别为 1:25、1:30、1:35、1:40、1:45、1:50，
研究不同料液比对柿皮果胶提取率的影响，如图 3 所
示。结果表明，随着料液比的不断增大，果胶提取率
逐渐增大，当料液比为 1:45以后，果胶提取率变化相
对较小，若料液比太大，会使后续过滤浓缩工序复杂，
大大增加了生产成本，因此综合考虑选择 1:45为最佳料
液比。
2.5 提取温度对柿皮果胶提取率的影响
准确称取 1.0g处理好的柿皮，在提取液 pH3.5、加
酶量 3.0mg/g、料液比 1:45、提取时间 2h的条件下，选
取提取温度分别为 30、35、40、45、50、55℃，研
究不同提取温度对柿皮果胶提取率的影响，如图 4 所
图 3 料液比对果胶提取率的影响
Fig.3 Effect of material-to-liquid ratio on extraction rate of pectin
9
8
7
6
5
提
取
率
/%
料液比
1:25 1:30 1:35 1:40 1:45 1:50
图 1 提取液 pH 值对果胶提取率的影响
Fig.1 Effect of pH on extraction rate of pectin
9
8
7
6
5
4
3
提
取
率
/%
pH
3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
图 2 加酶量对果胶提取率的影响
Fig.2 Effect of enzyme dosage on extraction rate of pectin
10
9
8
7
6
5
提
取
率
/%
加酶量 /(mg/g)
2 3 4 5 6
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示。结果表明，随着温度的升高，果胶的提取率呈现
先提高后降低的趋势，在 45℃时提取率达到最大，为
7 .29%，这可能是在最适温度下，纤维素酶活性大，
温度低或升高均会使酶活性下降，从而使果胶提取率
降低。
2.6 提取时间对柿皮果胶提取率的影响
准确称取 1.0g处理好的柿皮，在提取液 pH3.5、加
酶量 3.0mg/g、料液比 1:45、提取温度 90℃条件下，选
取提取时间分别为 1 .0、1 .5、2 .0、2 .5、3 .0、3.5h，
研究不同提取时间对柿皮果胶提取率的影响，如图 5所
示。结果表明，随着时间的延长，柿皮中果胶充分溶
出，果胶提取率提高，在提取时间 2.5h时达到最大值
8 .4 8%。随着时间的延长，果胶提取率降低，可能是
由于果胶解酯、裂解而造成果胶提取率下降。
2.7 正交试验优化提取条件
在单因素试验基础上，固定提取温度 45℃，选取
加酶量、提取液 pH 值、料液比和提取时间进行正交试
验，确定最佳工艺条件和技术参数。纤维素酶辅助提
取柿皮果胶的正交试验结果见表 2，由极差分析可知，
纤维素酶辅助提取柿皮果胶的最佳工艺条件是
A3B 3C 1D 2，即提取温度 45℃、加酶量 3.0mg/g、提取
液 pH4.0、料液比 1:35、提取时间 2h。各因素对柿皮
果胶的提取影响大小为：加酶量(A)＞料液比(C)＞提取
时间(D)＞提取液 pH值(B)。由表 3方差分析可知提取液
pH 值和提取时间均差异显著；加酶量、料液比差异极
显著。
水平
因素
A加酶量 /(mg/g) B提取液 pH C料液比(g/mL) D提取时间 /h
1 2.0 3.0 1:35 1.5
2 2.5 3.5 1:40 2.0
3 3.0 4.0 1:45 2.5
4 3.5 4.5 1:50 3.0
表 1 正交试验因素水平表
Table 1 Factors and levels in orthogonal array design
试验号 A B C D 空白 果胶提取率 /%
1 1 1 1 1 1 7.26
2 1 2 2 2 2 5.96
3 1 3 3 3 3 6.47
4 1 4 4 4 4 6.27
5 2 1 2 3 4 6.65
6 2 2 1 4 3 6.50
7 2 3 4 1 2 7.92
8 2 4 3 2 1 7.05
9 3 1 3 4 2 7.27
10 3 2 4 3 1 7.65
11 3 3 1 2 4 8.58
12 3 4 2 1 3 7.63
13 4 1 4 2 3 8.64
14 4 2 3 1 4 7.24
15 4 3 2 4 1 6.95
16 4 4 1 3 2 8.22
k1 6.490 7.455 7.640 7.512
k2 7.030 6.838 6.797 7.558
k3 7.782 7.480 7.008 7.248
k4 7.763 7.293 7.620 6.747
R 1.292 0.642 0.843 0.811
表 2 L16(45)正交试验结果分析
Table 2 Orthogonal array design and corresponding experimental
results
2.8 验证实验
由于试验得出的最佳工艺条件为 A4B1C4D2，对正交
表分析得出的最佳工艺条件为 A3B3C1D2，因此对这个两
个工艺进行验证，从而得出最佳工艺，结果如表，结
图 4 提取温度对果胶提取率的影响
Fig.4 Effect of temperature on extraction rate of pectin
9
8
7
6
5
4
提
取
率
/%
提取温度 /℃
30 35 40 45 50 55
图 5 提取时间对果胶提取率的影响
Fig.5 Effect of extraction time on extraction rate of pectin
9
8
7
6
5
提
取
率
/%
提取时间 /h
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
因素 偏差平方和 自由度 F值 显著性
加酶量 4.685 3 74.365 **
pH 1.063 3 16.873 *
料液比 2.206 3 35.016 **
提取时间 1.660 3 26.349 *
误差 0.06 3
表 3 方差分析表
Table 3 Variance analysis of extraction rate of pectin with various
extraction conditions
注：F 0 .0 5( 3,3)=9.28；F0 .0 1( 3,3)=29.46；* .P＜ 0 .05，差异显著；** .P＜
0 . 0 1，差异极显著。
163※工艺技术 食品科学 2011, Vol. 32, No. 12
处理号 A B C D 果胶提取率 /%
1 3.5 3.0 1:50 2.0 8.53
2 3.0 4.0 1:35 2.0 8.87
表 4 验证试验结果
Table 4 Results of validation experiments under optimized extraction
conditions
果表明纤维素酶法提取柿皮果胶的最佳提取工艺为提取
温度 45℃，加酶量 3.0mg/g，提取液 pH4.0，料液比
1 :35，提取时间 2h。
3 结 论
本实验将纤维素酶法提取和咔唑比色法应用于柿皮
中果胶含量的提取和测定，测得恭城月柿柿皮中果胶的
提取得率为 8.87%。正交试验结果显示各因素对果胶提
取率影响的大小顺序为加酶量＞料液比＞提取时间＞提
取液 pH 值，方差分析得知加酶量、提取液 pH 值、料
液比和提取时间均差异显著。通过验证实验可知纤维素
酶法提取柿皮果胶的最佳提取工艺为提取温度 45℃、加
酶量 3.0mg/g、提取液 pH4.0、料液比 1:35、提取时间
2h。采用纤维素酶法提取果胶与其他方法相比，提取
温度低，同时生产的果胶呈现蜡白色，省去了繁琐的
脱色步骤，节省了生产成本。
参 考 文 献 ：
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