免费文献传递   相关文献

微波辅助提取苹果皮中果胶的研究



全 文 :果胶是人体七大营养素中膳食纤维的主要成分,
具有良好的抗腹泻、抗癌、治疗糖尿病和减肥等功效。
果胶具有良好的凝胶性和乳化稳定性, 在食品工业中
应用广泛,也是医药和化妆品工业不可缺少的辅料。可
作为果酱冻类、冰淇淋及果汁的稳定剂,乳化剂和增稠
剂。果胶是铅、汞和钴等金属中毒的良好解毒剂和预防
剂, 果胶及果胶的铝盐可抑制肠道对胆固醇和三酸甘
油酯的吸收, 可用作动脉硬化等心血管疾病的辅助治
疗[1]。果胶主要是从植物组织中提取的,常用的方法有
铝盐盐析法、离子交换法、微生物法等[2]。
微波是频率范围 3×103 MHz~3×105 MHz 的电磁
波,已广泛应用于医学、通讯和家用电器。在微波的高
能磁场作用下,苹果皮细胞内的果胶等物质提取较完
全。此法选择性强、操作时间短、溶剂使用量小、受热均
匀、目标组分得率高,是一种有效可行的方法[3]。本研究
对苹果皮进行微波萃取,萃取出来的果胶成分,经用乙
醇洗涤沉淀后,干燥处理得到果胶。系统研究萃取过程
中,不同萃取剂、不同溶剂、微波辐射时间、微波辐射功
率、液料比、乙醇浓度及提取液 pH对果胶产率的影响。
1 实验仪器、试剂及方法
1.1 仪器
WP800W格兰仕微波炉:广东格兰仕集团;SHB
循环水式多用真空泵:上海本昂科学仪器有限公司;
2K-2BS电热真空干燥箱:无锡博奥设备有限公司。
1.2 试剂
盐酸、硫酸、亚硫酸、硝酸、草酸、乙醇、活性炭、甲
醇、乙酸乙酯、丙酮以上皆为分析纯。
1.3 方法
称取一定量的苹果皮,用清水洗净后放入烧杯中,
加入蒸馏水, 加热至 90 ℃后保持 10 min, 使酶失去活
力。水冲洗后切成 3 mm~5 mm的颗粒,热水漂洗 3次~
5次,以钝化果胶酶的活性,并除去原料中的苦涩物质、
色素以及残余的糖酸等杂质。对预处理后的原料按照
一定液料比和 pH,在一定微波频率和加热时间的作用
下提取果胶。将提取液过滤,在滤液中加入活性炭进行
脱色,脱色后过滤,待滤液冷却后在不断搅拌下加入乙
微波辅助提取苹果皮中果胶的研究
岳贤田
(南京化工职业技术学院,江苏南京 210048)
摘 要:讨论利用微波辐射萃取法从苹果皮中提取果胶的不同因素的影响,通过实验确立微波条件下提取果胶的最
佳工艺条件为:用盐酸调 pH 为 1.8,用水作为溶剂,料液比为 1∶20(g/mL),微波辐射功率为 600 W,辐射时间为
4 min,乙醇浓度为 60 %,提取率可达到 12.9 %。
关键词:微波;果胶;苹果皮
Extraction of Pectin with Microwave from Apple Peel
YUE Xian-tian
(Nanjing Institute of Chemical Vovational and Technology,Nanjing 210048,Jiangsu, China)
Abstract: The paper gives diversity factors for pectin from apple peel with making use of microwave extraction,
and build optimally technology conditions about pectin from apple peel with making use of microwave
extraction. The results showed that the optimum conditions were as follows: pH value of extraction of 1.8 with
HCl,use the water as solvent, the volume of water to the weight of orange peel of 20 ∶1,microwave power of
600 W, radiation time of 4 min, the concentration of ethanol 60 %, The output ratio of pectin of 12.9 % was
obtained on the optimum conditions.
Key words: microwave; pectin; apple peel
作者简介:岳贤田(1980—),男(汉),工程师,硕士,研究方向:绿色化工。
应用技术
2011年 4月
第 32卷第 4期
食品研究与开发
Food Research And Development 101
岳贤田:微波辅助提取苹果皮中果胶的研究
醇(用量约等于滤液体积)进行醇析经过滤得沉淀,将
沉淀放入真空干燥箱中干燥制得果胶产品。
2 结果及讨论
2.1 不同萃取剂对果胶提取率的影响
选用 pH2.0,相同浓度的盐酸、硫酸、硝酸、亚硫
酸、草酸作为水解酸,料液比 1∶15(g/mL),在微波功率
500 W和加热时间 5 min作用下,进行微波提取,结果
见表 1。
由表 1可知,用盐酸作为萃取剂果胶的提取率最
高,这跟盐酸在电离过程中,只产生氢离子和氯离子,
氯离子只与 Ag+产生沉淀,很难跟其他离子形成沉淀
物,避免了其他杂质的生成。
2.2 不同溶剂对果胶提取率的影响
用盐酸作为萃取剂,调节 pH为 2.0,在其它条件
不变的情况下,考察不同溶剂对苹果皮果胶提取率的
影响,结果见表 2。
由表 2可知在微波条件下,用水作为溶剂提取率
可达到 12.1 %,由于正丁醇和乙醇用量比较大,从成
本考虑一般不用。
2.3 不同料液比对果胶提取率的影响
用盐酸调 pH为 2.0,用水作为溶剂,其它条件不
变的情况下,考察不同料液比对果胶提取率的影响,
结果见表 3。
从表 3可知,料液比为 1∶20(g/mL),果胶提取率
可达到12.3 %,当料液比过大不利于果胶质形成果胶,
难以转移到液相中,且过滤困难;当料夜比过小时,溶
液中所含果胶浓度低, 加醇沉淀后转化成果胶的量相
应下降。
2.4 微波辐射功率对果胶提取率的影响
用盐酸调 pH为 2.0,用水作为溶剂,料液比为 1∶20,
其它条件不变的情况下,考察不同微波辐射功率对果
胶提取率的影响,结果见表 4。
从表 4可知在固定时间内,辐射功率较低时,萃取
液的温度低,果胶质水解不充分,果胶产率不高。随着
微波辐射功率的提高, 促使苹果皮中的不溶性果胶更
快的水解成可溶性果胶。但功率过高时苹果皮中的果
胶水解过于强烈,使得果胶裂解成多糖分子,从而使果
胶产率下降。从上述实验结果来看,最佳微波辐射功
率为 600 W。
2.5 微波辐射时间对果胶提取率的影响
用盐酸调 pH 为 2.0,用水作为溶剂,料液比为
1∶20(g/mL),微波辐射功率为 600 W,其它条件不变的
情况下,考察微波辐射时间对果胶提取率的影响,结果
见表 5。
由表 5可知随着时间的延长果胶提取率增加,加
热时间为 4 min时果胶提取率达到最大值。时间继续
延长,果胶提取率下降,因为溶液中的果胶质在较高
温的酸性条件下发生了降解,破坏了果胶的提取。
2.6 乙醇浓度对果胶提取率的影响
用盐酸调 pH 为 2.0,用水作为溶剂,料液比为
1∶20,微波辐射功率为 600 W,辐射加热时间为 4 min,
其它条件不变的情况下,考察不同乙醇浓度对果胶提
取率的影响,结果见表 6。
从表 6可知,当溶液中乙醇浓度为 60 %时,果胶
产率最高。乙醇浓度低时,果胶沉淀中水分含量相对较
高,在干燥过程中会发生反应,使颜色变深。乙醇浓度
高时,果胶沉淀中总含水量低,得到的果胶色泽浅,质
量较好。但乙醇浓度过高,必然使成本增高,而且乙醇
表 1 不同萃取剂对果胶提取率的影响
Table 1 The affect of different extractant on the exraction rate
of the pectin
萃取剂
提取率/%
盐酸
11.8
硫酸
7.8
亚硫酸
9.3
硝酸
8.7
草酸
9.9
表 2 不同溶剂对果胶提取率的影响
Table 2 The affect of different solvent on the extaction rate of
the pectin
溶剂
提取率/%
甲醇
6.3
乙醇
8.4
乙酸乙酯
7.5
丙酮
5.6
正丁醇
9.3

12.1
表 3 不同料液比对果胶提取率的影响
Table 3 The affect of the volume of water to the weight of
orange peel on the extraction rate of the pectin
料液比/(g/mL)
提取率/%
1∶5
5.4
1∶10
6.7
1∶15
8.5
1∶20
12.3
1∶25
11.0
1∶30
10.3
表 4 微波辐射功率对果胶提取率的影响
Table 4 The affect of the microwave power on the extraction
rate of the pectin
功率/w
提取率/%
200
6.8
300
7.4
400
8.6
500
10.8
600
12.7
700
11.5
表 5 微波辐射时间对果胶提取率的影响
Table 5 The affect of the microwave radiation time on the
extraction rate of the pectin
辐射时间/min
提取率/%
1
3.9
2
5.1
3
8.7
4
12.5
5
11.8
6
11.1
7
10.7
表 6 乙醇浓度对果胶提取率的影响
Table 6 The affect of the ethanol concentration on the
extraction rate of the pectin
乙醇浓度/%
提取率/%
45
7.1
50
8.4
55
9.3
60
12.1
65
11.7
70
10.8
应用技术
102
浓度升高至 60 %后提取率反而下降。
2.7 pH对果胶提取率的影响
用水作为溶剂,料液比为 1∶20(g/mL),微波辐射
功率为600 W,辐射加热时间为 4 min,乙醇浓度为
60 %,其它条件不变的情况下,考察不同 pH对苹果皮
果胶提取率的影响,结果见表 7。
从表 7可知,在 pH为 1.8时,提取率达到 12.9 %。
溶液 pH过高,提取时间将会延长,导致果胶不稳定,
容易分解成果胶酸,使产率下降。溶液 pH过低,提取
时间缩短,造成果胶进一步分解,且过滤时易随溶液
而滤掉,使产品的收率降低,同时也使果胶色泽加深。
因为酸量的增加会导致部分纤维素、半纤维素分解,使
果胶中己糖和戊糖的含量增加,影响果胶品质。
3 结论
利用单因素试验得出微波法提取果胶的最佳工
艺条件为用盐酸调 pH为 1.8,用水作为溶剂,料液比
为 1∶20(g/mL),微波辐射功率为 600 W,辐射加热时
间为 4 min,乙醇浓度为 60 %,提取率可达到 12.9%。利
用微波萃取法提取苹果皮果胶可以大大缩短提取时
间,具有成本低、工艺简便、投资少、提取效率高、环境
污染小和安全无毒等优点,为综合利用资源及利用微波
方法提取苹果皮中有效天然成分果胶提供一条途径。
参考文献:
[1] Marshall L Fishman, Hoa K Chau, Peter Hoagland, et al. Characteri-
zation of pectin, flash-extracted from orange albedo by microwave
heating,under pressure[J]. Carbohydrate research, 1999(1):126-138
[2] Yeoh S,Shi J,Langrish T A G. Comparisons between different
techniruws for water-based extraction of pectin from orange peels[J].
Desellination, 2008(1):229-237
[3] Kratchanova, M Pavlova, E Panchev I. The effect of microwave
heating of fresh orange peels tissue and quality of extracted pectin
[J]. Carbohydrate polymers, 2004(6):181-185
收稿日期:2010-08-26
表 7 pH对果胶提取率的影响
Table 7 The affect of the pH on the extraction rate of the
pectin
pH
提取率/%
1.4
7.8
1.6
9.1
1.8
12.9
2.0
12.1
2.2
11.3
2.4
10.4
高压均质辅助酶解法制备香菇酱
臧晋,李杰,李慧星
(南阳理工学院生物与化学工程学院,河南南阳 473004)
摘 要:在蛋白酶水解法制备香菇酱的工艺中,首先研究高压均质对原料进行细胞破碎处理的操作条件,采用正交试
验设计对影响蛋白酶水解效果的条件进行选择优化。结果表明,高压均质处理的最佳均质压力为 40 MPa,最佳均质
次数为 2次,蛋白酶水解的最佳工艺条件为酶解温度 40 ℃,pH4.5,酶用量 0.5 %,酶解时间 60 min,在此工艺条件下
香菇酱的氨基酸含量为 0.88 %。
关键词:香菇酱;高压均质;蛋白酶;酶解
Enzymolysis Preparation of Lentinus Edods Sauce Assisted by High-pressure Homogenization
ZANG Jin, LI Jie, LI Hui-xing
(College of Biology and Chemistry Engineering,Nanyang Institute of Technology,Nanyang 473004,Henan, China)
Abstract: In the process of Lentinus edods sauce production by protease enzymolysis, the operation conditions of
cell fragmentation treatment by high-pressure homogenization were investigated, and the conditions of protease
enzymolysis were optimized through orthogonal test. The results showed that the optimum homogenization
pressure is 40 MPa and the optimum homogenization frequency is twice. The optimum conditions of protease
作者简介:臧晋(1964—),男(汉),教授,硕士,研究方向:食品生物技术。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
应用技术
2011年 4月
第 32卷第 4期
食品研究与开发
Food Research And Development 103