全 文 ：内江师范学院学报
ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＮＥＩＪＩＡＮＧ　ＮＯＲＭＡＬ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
第２６卷第１０期
Ｎｏ．１０Ｖｏｌ．２６
柠檬皮中果胶提取工艺研究
刘义武，　王　碧＊　＊
（内江师范学院 化学化工学院／／果类废弃物资源化省高校重点实验室，　四川　内江　６４１１００）
　　摘　要：以柠檬皮为原料，采用酸水解－盐析法对柠檬果胶的提取工艺进行研究．在单因素试验的基础上，通
过正交试验确定了柠檬果胶的提取最佳工艺条件．结果表明：采用酸水解－盐析法可以高效提取柠檬果胶．在试验
范围内，萃取液ｐＨ、萃取温度、萃取时间、液固比对果胶提取效果均有一定的影响，其中萃取液ｐＨ达到极显著，其
最佳工艺条件为：以盐酸为萃取剂，萃取液ｐＨ为２．０，萃取温度为９０℃，萃取时间为１００ｍｉｎ，液固比为２５∶１，并
选用硫酸铝作沉淀剂．
关键词：柠檬皮；果胶；盐析法；提取工艺
中图分类号：Ｏ６２９．１２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－１７８５（２０１１）１０－００１４－０４
　　果胶是一类成分很复杂的天然高分子聚合物，
广泛存在于高等植物初级细胞壁中．果胶本质上是
一种呈线性结构的多聚糖类，主要是由Ｄ－半乳糖醛
酸以α－１，４－糖苷键连接聚合而成略带酸性的大分
子多糖，还常带有其它中性多糖支链，如 Ｄ－半乳
糖、Ｄ－山梨糖、Ｌ－阿拉伯糖、Ｌ－鼠李糖、木糖等［１－３］．果
胶分子的结构取决于果胶提取原料的种类、组织类
型和提取工艺等［１］．果胶广泛应用于食品、化妆、医
药等工业［４－６］．果胶是一种完全无毒的天然食品添加
剂，联合国粮农组织／世界卫生组织（ＦＡＯ／ＷＨＯ）
食品添加剂联合委员会推荐其添加量不受限制．随
着人们保健意识的进一步增强，果胶越来越受到研
究与加工行业的青睐．而我国果胶生产由于技术较
落后、提取成本高等原因，生产能力低，且生产不稳
定，产品单一，但消费量却逐年增加．据不完全统计，
我国每年消耗果胶约４０００ｔ以上，８０％依靠进口，
其中柠檬果胶约２０００ｔ．因此，大力开展果胶，特别
是柠檬果胶的研究与开发，探索提高果胶产量和质
量的新方法和新工艺，不仅能为我国食品加工领域
广泛地应用优质果胶提供理论依据，而且将推动国
产果胶生产的发展．
果胶原料的来源非常广泛，但当前真正具有工
业提取价值的是苹果渣和柑橘类果皮［７－８］．国内生产
果胶主要是柑桔果胶和苹果果胶，柠檬果胶几乎没
有，而柠檬果胶的性能最好，色泽最佳．虽然柠檬皮
渣中果胶的含量高达３０％［９］，是优质的果胶工业生
产原料，但国内从柠檬皮渣中提取果胶的报道甚
少［１０］．目前柠檬皮渣基本上被废弃，并且皮渣极易
发霉变臭，对人畜和农作物都极为有害．我国也是柠
檬产销大国，内江及安岳以盛产优质柠檬闻名于全
国，国内９０％的柠檬都产自这里，以柠檬皮为原料
提取果胶，不仅有较高的理论研究价值，而且能提
高原料废弃物的综合利用率，增加附加值和经济效
益，降低生产成本，减少环境污染，具有积极的经济
效益和社会意义．
本文采用酸水解－盐析法从柠檬皮中提取食用
果胶，首先考察了萃取液ｐＨ、萃取温度、萃取时间、
液固比４个因素对提取率的影响，在单因素试验的
基础上，进一步用正交试验进行工艺参数的优化，
确定了最佳工艺条件，为果胶的产业化提取提供实
·４１·
＊ 　收稿日期：２０１１－０７－１７
　基金项目：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，内江师范学院讲师，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，博士．研究方向：农业废弃物资源化技术，Ｅ－ｍａｉｌ：ａｎａｌｈｘｓｙ
＠ｎｊｔｃ．ｅｄｕ．ｃｎ
２０１１年１０月 刘义武，王　碧：柠檬皮中果胶提取工艺研究
验依据．
１　实验部分
１．１　材料和仪器
柠檬购自四川安岳，浓盐酸、９５％乙醇、硫酸
铝、氨水，均为分析纯，活性炭．
ＨＫ－０４Ａ手提式高速粉碎机，ＤＦ－１０１Ｓ集热式
恒温加热磁力搅拌器，ＰＨＳ—１０Ａ数字式ｐＨ计，
ＴＤＬ－５－Ａ低速大容量离心机，均为国产仪器．
１．２　方法
１．２．１　工艺流程
柠檬皮预处理→酸液萃取→趁热离心分离→脱
色→加盐沉析→离心分离→脱盐→过滤→干燥、粉
碎→成品．
１．２．２　原料预处理
取新鲜柠檬若干，洗净后剥下柠檬皮，将剥下的
柠檬皮洗净后切成１ｃｍ左右的小块置于１００℃沸
水中煮沸１５ｍｉｎ，去除果皮中的果胶酶以及还原性
可溶糖，用清水漂洗至无色，６５℃烘干，粉碎．
１．２．３　果胶的提取
准确称取一定量经预处理的柠檬皮粉末，加入
适量水，用稀盐酸调节ｐＨ 为１．７～３．０左右，在
８０～１００℃下，萃取４０～１８０ｍｉｎ，使原果胶转化
为可溶性果胶．趁热将浆状液体置于离心机中离心，
收集上清液；用蒸馏水洗涤残渣，其洗液离心，收集
上清液，合并上清液．
１．２．４　脱色
活性炭可除去大部分色素、残留糖及部分重金
属离子等杂质［１１］．本试验采用活性炭脱色法进行脱
色．在果胶萃取液中按１．０％比例加入活性炭，在温
度８０℃下保温３０ｍｉｎ，然后离心，取上清液，即得色
泽浅淡澄清的果胶萃取液．
１．２．５　盐析
果胶盐析沉淀类似参考文献［１１］．果胶萃取液
用氨水调节ｐＨ 至５左右，逐渐加入用 Ａｌ２（ＳＯ４）３
制成的饱和溶液，且不断搅拌，再用氨水调节ｐＨ至
５左右，在４５℃下，静置４０ｍｉｎ，待果胶完全沉淀后
离心弃去上层清液，沉淀用酸化乙醇洗涤２～３
次，抽滤，再以７５％乙醇洗涤２次，于５５℃烘干即
得果胶成品．
１．２．６　酸水解提取果胶工艺条件的确定
分别改变萃取液ｐＨ、萃取温度、萃取时间和液
固比，考察其对酸水解果胶提取效果的影响并以果
胶收率为评价指标，进行四因素四水平正交试验（果
胶收率＝果胶质量／柠檬皮粉末质量×１００）．
２　结果与讨论
２．１　单因素试验结果与分析
２．１．１　沉淀剂用量对果胶分离效果的影响
同一批次果胶萃取液，等量分为５份，分别加入
含有Ａｌ２（ＳＯ４）３１．０，２．０，２．５，３．０，４．０ｇ的饱和水
溶液盐析沉淀分离果胶．沉淀剂用量对果胶分离效
果的影响见图１．盐用量少，盐浓度低，果胶沉淀不完
全；盐用量大于２．５ｇ时，盐浓度过高，反而不利于果
胶的沉淀，同时用量大既浪费又增加了脱盐难度．因
此本文其它实验沉淀剂用量选择２．５ｇ（Ａｌ２（ＳＯ４）３
质量与原料柠檬皮质量比为０．５）．
图１　沉淀剂Ａｌ２（ＳＯ４）３用量对果胶分离效果的影响
２．１．２　ｐＨ对果胶提取率的影响
在萃取温度为９０℃，萃取时间为６０ｍｉｎ，液固
比为２０∶１，按１％的量加入活性炭脱色，硫酸铝
２．５ｇ，其它条件不变的情况下，分别在设定ｐＨ 为
１．７，２．０，２．３，２．５，３．０下进行试验，ｐＨ 对果胶收
率的影响如图２所示，果胶收率随ｐＨ 增加而迅速
降低．这与汪海波等［１２］研究结果类似，因酸度增高
虽然可提高产品得率，但可能会导致果胶分子的破
坏．综合考虑其它因素，萃取ｐＨ选择２．０．
２．１．３　萃取温度对果胶提取率的影响
保持２．１．２的实验条件，在８０～１００℃内改变
温度，考察萃取温度对果胶提取率的影响如图３所
示，萃取温度对果胶提取率的影响较小，在温度
９０℃时，果胶提取率最高；低于９０℃时，随着温度的
升高，果胶收率逐渐提高，说明萃取温度的提高，有
利于果胶收率的提高；当萃取温度继续提高，果胶产
率反而降低，是高温对果胶结构的破坏作用大于果
胶溶出速率的影响［１１］．所以，本文其它实验萃取温
度定为９０℃时．
·５１·
内江师范学院学报 第２６卷第１０期
２．１．４　萃取时间对果胶提取率的影响
在２．１．２实验条件下，分别控制萃取时间为
６０，９０，１２０，１５０，１８０ｍｉｎ，考察萃取时间对萃取率的
影响，结果如图４所示．果胶的质量分别为１．４０，
１．４２，１．４１，１．４４，１．４２ｇ．由图４可知，时间对果
胶的提取影响也较小．萃取时间９０ｍｉｎ左右．
图２　ｐＨ对果胶收率的影响
图３　萃取温度对果胶收率的影响
图４　萃取时间对果胶收率的影响
２．１．５　液固比对果胶提取率的影响
在２．１．２实验条件下，设置５种不同液固比：１０∶１，
１５∶１，２０∶１，２５∶１，３０∶１，３５∶１进行试验．液固
比对果胶收率的影响如图５，当液固比小于２０∶１
时，果胶的收率随液固比的增加而迅速增加；当液固
比大于２０∶１时，果胶的收率随液固比的增加而缓
慢增加，当液固比为３０∶１时，果胶的收率最大；液
固比继续增大，提取出来的果胶在溶液中的含量太
低，沉淀效果不理想，收率降低．因此，综合考虑其成
本及后续工序，本试验中选择液固比２５∶１为宜．
图５　液固比对果胶收率的影
２．２　正交试验结果与分析
参照单因素实验的结果，设置萃取液ｐＨ、萃取
温度、萃取时间和液固比４个试验因素为研究对象，
每项因素设置４个水平，选用Ｌ１６（４４）进行正交试
验，以果胶收率为评价标准，确定较优工艺．正交试
验因素与水平设计见表１，试验结果见表２，方差分
析见表３．
由表２极差Ｒ可知，ＲＡ＞ＲＢ＞ＲＣ＞ＲＤ，从产
量、经济和成本等考虑最佳工艺为Ａ２Ｂ３Ｃ４Ｄ３．即果胶
提取的最佳工艺条件为：萃取液ｐＨ为２．０，萃取温度
为９０℃，萃取时间为１００ｍｉｎ，液固比为２５∶１．
表１　柠檬果胶提取工艺正交试验因素与水平
水平
因　　素
Ａ
ｐＨ
Ｂ
θ／℃
Ｃ
ｔ／ｍｉｎ
Ｄ
液固比
１　 １．７　 ８０　 ４０　 １５∶１
２　 ２．０　 ８５　 ６０　 ２０∶１
３　 ２．３　 ９０　 ８０　 ２５∶１
４　 ２．６　 ９５　 １００　 ３０∶１
表２　正交实验结果
编号 Ａ　 Ｂ　 Ｃ　 Ｄ 果胶得率（％）
１　 １．７　 ８０　 ４０　 １５　 １５．８
２　 １．７　 ８５　 ６０　 ２０　 ２４．０
３　 １．７　 ９０　 ８０　 ２５　 ２６．０
４　 １．７　 ９５　 １００　 ３０　 ２８．０
５　 ２．０　 ８０　 ６０　 ２５　 １９．６
６　 ２．０　 ８５　 ４０　 ３０　 ２０．８
７　 ２．０　 ９０　 １００　 １５　 ２８．０
８　 ２．０　 ９５　 ８０　 ２０　 ２４．６
９　 ２．３　 ８０　 ８０　 ３０　 １７．２
１０　 ２．３　 ８５　 １００　 ２５　 １９．４
１１　 ２．３　 ９０　 ４０　 ２０　 １７．０
１２　 ２．３　 ９５　 ６０　 １５　 １６．４
·６１·
２０１１年１０月 刘义武，王　碧：柠檬皮中果胶提取工艺研究
续表２
编号 Ａ　 Ｂ　 Ｃ　 Ｄ 果胶得率（％）
１３　 ２．６　 ８０　 １００　 ２０　 １１．０
１４　 ２．６　 ８５　 ８０　 １５　 １１．４
１５　 ２．６　 ９０　 ６０　 ３０　 １３．８
１６　 ２．６　 ９５　 ４０　 ２５　 １２．６
Ｋ１ ９３．８　 ６３．６　 ６６．２　 ７１．６
Ｋ２ ９３．０　 ７５．６　 ７３．８　 ７６．６
Ｋ３ ７０．０　 ８４．８　 ７９．２　 ７７．６
Ｋ４ ４８．８　 ８１．６　 ８６．４　 ７９．８
ｋ１ ２３．５　 １５．９　 １６．６　 １７．９
ｋ２ ２３．３　 １８．９　 １８．５　 １９．２
ｋ３ １７．５　 ２１．２　 １９．８　 １９．４
ｋ４ １２．２　 ２０．４　 ２１．６　 ２０．０
Ｒ　 １１．３　 ５．３　 ５．０　 ２．１
　　由方差分析表３可知，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四个因素都
对实验有影响．液固比对果胶提取率的影响较小，萃
取时间和萃取温度这两个因素对果胶提取率也有一
定影响，但却不如萃取液ｐＨ 的影响显著．萃取液
ｐＨ的影响是高度显著的，所以该实验的最佳条件
为：萃取液ｐＨ为２．０，萃取温度为９０℃，萃取时间
为１００ｍｉｎ，液固比为２５∶１．
表３　方差分析表
方差来源 偏差平方和 ＤＦ　 Ｆ
ｐＨ　 ３４５．３　 ３　 ３２．９＊＊
温度 ６５．５　 ３　 ６．２
时间 ５４．７　 ３　 ５．２
液固比 ９．０　 ３　 ０．８６
误差 １０．５　 ３
３　结论
从柠檬皮中提取果胶的最佳工艺条件为：盐酸
为萃取剂，萃取液ｐＨ 为２．０，萃取温度为９０℃，萃
取时间为１００ｍｉｎ，液固比为２５∶１，沉淀剂硫酸铝
的用量为柠檬皮质量的０．５．与醇沉淀相比，盐析法
提取果胶具有成本低，收率高、果胶制品纯度高等特
点，是目前最先进工艺．
参考文献：
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加工：学刊，２００７（９）：４４－４７．
［１２］汪海波，汪芳安，潘从道．柑橘皮果胶的改进提取工艺
研究 ［Ｊ］．食品科学，２００７，２８（２）：１３６－１４１．
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｐｅｃｔｉｎ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　Ｌｅｍｏｎ　Ｐｅｅｌ
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ｏｐｔｉｍａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｏｕｒ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｗｅｒｅ　２．０，９０℃，１００ｍｉｎ　ａｎｄ　２５：１，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｗｉｔｈ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｓｕｌｆａｔｅ　ｂｅｉｎｇ　ｕｓｅｄ　ａｓ
ｔｈｅ　ｓａｌｔｉｎｇ－ｏｕｔ　ａｇｅｎｔ．
　　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｅｍｏｎ　ｐｅｅｌ；ｐｅｃｔｉｎ；ｓａｌｔｉｎｇ　ｏｕｔ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
（责任编辑：胡　蓉）
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