全 文 ：食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY提取物与应用
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2014年 第39卷 第11期
果胶是一组聚半乳糖醛酸，是由半乳糖醛
酸组成的多糖混合物，以原果胶、果胶和果胶酸
的形态广泛分布在植物的果实、根、茎、叶中的
多糖类高分子化合物，是一种亲水性植物胶[1]。
果胶因其具有良好的凝胶、乳化、增稠、稳定等
特性，在食品、医药、化妆及纺织行业已广泛应
收稿日期：2014-06-19 *通讯作者
基金项目：国家星火计划项目(2013GA780081，2013GA780093，2013GA780080)；广东高校优秀青年创新人才培养计划项目(LYM11087)；
广东省科技创新项目(2013KJCX0124)；湛江科技攻关计划项目(2012C0203，2013A30210，2011C3106019，2012C3102019)；湛江师范学院科
研创新团队资助项目(2013CXTD05)；湛江师范学院博士启动项目(ZL09011)。
作者简介：刘锴栋(1982—)，男，硕士，副研究员。
用。在食品中具有乳化、稳定等功能；在化妆品
中具有胶凝和稳定作用；在医药中也具有稳定和
增稠等功能。此外，果胶还具有促进肠胃功能、
降低血压、降低血脂等多种保健功能[2]。
香蕉盛产于热带、亚热带，其中粉大蕉(又称
灰蕉、牛乳蕉)品种是广东西部地区大范围种植的
刘锴栋，黄永莲，黎海利，袁长春*，王 雁，莫小红
(湛江师范学院生命科学与技术学院，湛江 524048)
摘要：以粉大蕉皮为材料，运用酸解法对香蕉皮果胶的提取工艺进行研究，通过单因素实验
和正交实验，分析料液比、萃取pH值、萃取温度、萃取时间对香蕉皮中果胶提取量的影响，
旨在为香蕉皮果胶的提取及综合开发利用奠定基础。通过单因素实验和正交实验, 得出萃取的
最优化条件为：以pH2的盐酸溶液为萃取剂、液料比1:12、温度80 ℃、时间90 min。
关键词：香蕉；果胶；提取；咔唑比色法
中图分类号：TS 255.2 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2014)11-0242-04
Optimizing technology of pectin from banana peel
LIU Kai-dong, HUANG Yong-lian, LI Hai-li, YUAN Chang-chun*, WANG Yan, MO Xiao-hong
(Life Science and Technology School, Zhanjiang Normal University, Zhanjiang 524048)
Abstract: Banana peel for the material to the test solution using acid extraction process banana peel
pectin were studied by single factor and orthogonal experiments, analysis of solid-liquid ratio, extraction
pH, extraction temperature, extraction time on the banana peel of the fruit affect the amount of gum
extraction, and aims to lay the foundation for comprehensive development and utilization of banana
peel extract pectin. By single factor and orthogonal experiments, the optimal extraction conditions were:
hydrochloric acid solution pH2 for extracting agent, liquid ratio 1:12, temperature 80 ℃, time 90 min.
Key words: banana; pectin; extraction; carbazole colorimetry
粉大蕉皮的果胶提取工艺条件的
优化研究
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2014.11.051
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一个品种，其果形直且起棱，果皮呈淡黄色，皮
厚[3]。经研究发现香蕉皮中营养成分丰富，含有大
量的果胶、低聚糖、纤维素、半纤维素、木质素
等膳食纤维，还含有蛋白质、各种糖类、脂肪、
维生素等营养成分，钙、镁、磷、钾的含量非常
丰富[4]。由于粉大蕉皮厚，给其果胶的提取带来了
很大的不便，因此造成了资源浪费。
目前关于香蕉皮果胶提取研究的报道均采用
乙醇沉淀法[5]，且关于粉大蕉皮果胶提取的研究
较少。因此，本试验运用酸解法对粉大蕉皮果胶
的提取工艺进行研究，通过单因素试验和正交试
验，分析料液比、萃取pH值、萃取温度、萃取时
间对香蕉皮中果胶提取量的影响，旨在为粉大蕉
皮果胶的提取及综合开发利用奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
新鲜粉大蕉：湛江农贸市场。
1.2 主要化学试剂
咔唑、D-半乳糖醛酸标准品、无水乙醇、浓
硫酸、盐酸、无水乙醚等为分析纯。
1.3 主要仪器设备
DU-70紫外-可见分光光度计：美国Beckman
公司；DK-S24电热恒温水浴锅：上海一恒科技有
限公司。
1.4 试验方法
1.4.1 操作步骤 称取粉大蕉皮(50 g)→蒸馏水清洗
→切碎→护色→浸入热水进行杀酶→纱布沥干→
一定浓度的酸液进行水解→纱布榨汁→脱色→过
滤→测定果胶含量。
1.4.2 料液比的选取 将待测样品浸入热水，进行
杀酶处理后，调节萃取液pH值为2.0(通过浓硫酸
来调试)，酸解温度和酸解时间分别设定为80 ℃和
90 min，分析测试料液比分别为1:6、1:8、1:10、
1:12、1:14时对粉大蕉皮果胶提取量的影响。
1.4.3 pH的选取 用热水将待测样品进行杀酶处
理后，设定料液比、酸解温度和酸解时间分别为
1:12、80 ℃和90 min，分析测试pH值在1.0、2.0、
3.0、4.0、5.0时对粉大蕉皮果胶提取量的影响。
1.4.4 萃取温度的选取 用硫酸调节pH值为2.0，
按1:12的料液比，分别在60、70、80、90 ℃和100
℃(沸水)条件下萃取90 min，分析测试萃取温度对
果胶提取量的影响。
1.4.5 萃取时间的选取 用热水浸泡待测样品进行
杀酶处理后，设定料液比和温度分别为1:12和80
℃条件下，经过萃取30、60、90、120、150 min
时，分析测试萃取时间对粉大蕉皮中果胶提取量
的影响。
1.4.6 测定方法 D-半乳糖醛酸量采用咔唑比色
法[5]测定，以此代表果胶含量。
取8支带塞试管，首先在其中分别加入浓度为
0、10、20、30、40、50、60、70 μg/mL的D-半
乳糖醛酸标准溶液1 mL，接着在每个试管中都缓
慢沿试管壁加入6 mL浓硫酸。然后在沸水浴中加
热20 min，从沸水浴中取出冷却到常温后，再加
入0.15%咔唑溶液0.2 mL，并迅速摇匀，置于暗处
存放3 h。最后，用紫外分光光度计在530 nm波长
处测定相应吸光值，以吸光值为纵坐标，D-半乳
糖醛酸量为横坐标绘制标准曲线。
取粉大蕉进行去皮处理，然后称取粉大蕉皮
10 g，经酸液水解、纱布榨汁后在1%活性炭中脱
色和过滤，离心后收集滤液。选取具塞试管在其
中加入1 mL经过稀释的滤液，用以代替D-半乳糖
醛酸标准液，按照上述咔唑比色法测定吸光值。
按照以下公式计算待测样液中的果胶含量：
X(%)=(C×V×N)/(W×106)×100
式中：X为表示待测样品中的果胶含量(以D-
　　　半乳糖醛酸含量计算)；
　　　C为根据标准曲线上查得的D-半乳糖
　　　醛酸浓度，μg/mL；
　 　V为待测样品中果胶提取液的总体积，
mL；
N为果胶提取液的稀释倍数；
W为待测样品的质量，g。
2 结果与分析
2.1 单因素对果胶提取量的影响
2.1.1 料液比对果胶提取量的影响 料液比对粉
大蕉皮果胶提取量的影响可见图1。从图中可以
看出，在1:12之前果胶提取量随着料液比的增大
而增大，在1:12之后果胶提取量随着料液比的增
大而减小，故可以得出最佳提取果胶的料液比为
1:12。在料液比过低时，则难以保证原料中的果
胶全部转移到液相中，物料黏度大，过滤困难，
残留增多，提取不完全、产率低，在料液比过高
时，提取出来的果胶质在溶液中的浓度太低，会
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增加提取过程的时间，造成果胶提取量的下降。
通过图1可得知最佳的适宜料液比为1:12，在这个
浓度比值下，果胶提取量达到最大值1.423%。
势。因此，最佳的提取温度为80 ℃。果胶提取量
达到最大值1.262%。
2.1.4 萃取时间对果胶提取量的影响 图4显示的
是萃取时间对粉大蕉皮果胶提取量的影响。可以
看出，在萃取时间≤90 min时，粉大蕉皮果胶提
取量随着时间的增加而呈现不断上升的趋势。
而当萃取时间为90 min，果胶提取量达到峰值
1.372%。而后，随着萃取时间的延长，果胶提取
量则呈现缓慢下降趋势。这在一定程度上说明当
萃取时间小于90 min时，提取时间太短，粉大蕉皮
中的果胶质未能完全溶脱出来，提取产率低，而
当萃取时间超过90 min时，提取时间太长，可能
使溶液中的果胶质在较高温度和酸性条件下发生
降解而使产率降低。因此，最佳的提取时间为90
min。果胶提取量达到最大值1.372%。
图1 不同料液比对粉大蕉皮中果胶提取量的影响
图2 不同pH值对粉大蕉皮中果胶提取量的影响
图3 不同萃取温度对粉大蕉皮中果胶提取量的影响
图4 不同时间对粉大蕉皮中果胶提取量的影响
2.1.2 萃取液pH值对果胶提取量的影响 从图2可
以看出，当萃取液pH值为1.0，粉大蕉皮果胶提取
量都相对较低。提取液pH值小，则酸度太强，果
胶在提取过程中，可能发生降解，使产率下降，
当pH为2.0时，果胶提取量达到峰值1.253%。其
后，随着pH值不断上升，果胶提取量又呈现出一
定的下降趋势，可能是酸度太弱，果胶不稳定，
水解成果胶酸。因此，最佳的提取pH值为2.0。果
胶提取量达到最大值1.253%。
2.1.3 萃取温度对果胶提取量的影响 萃取温度对
粉大蕉皮果胶提取量的影响见图3。可以看出，当
提取温度为80 ℃时果胶提取量达到峰值1.262%。
在80 ℃之前，果胶提取量随着温度的升高而增
大，在80 ℃之后，果胶提取量随着温度的升高而
降低，所以，提取果胶的最佳温度为80 ℃。随着
温度的升高，有利于果胶质的水化溶出，有利于
提取效率的提高。但当温度过高时，可能会使高
分子多糖化合物降解，从而使果胶产率有下降趋
2.2 正交试验结果
本试验选定料液比、pH值、萃取温度、萃取
时间为4个实验因素，选用L9(34)正交表试验，各因
素水平见表1。本试验主要以果胶提取率为评价指
标，通过极差分析来衡量试验中影响因素作用的
大小，试验结果见表2。
表1 正交试验因素水平
水平
因素
料液比 A pH值 B 温度/℃ C 时间/min D
1 1:10 1.50 70 80
2 1:12 2.00 80 90
3 1:14 2.50 90 100
本试验采用极差分析法，对各因素的R值(极
差)的大小进行比较分析。结果表明，4个因素对
果胶提取工艺的影响主次顺序为C>D>A>B，即提
取温度>提取时间>料液比>pH值。通过正交试验
确定最佳组合为A3D2B2C2，即果胶提取工艺最佳条
件为：料液比1:12，提取pH2，提取温度80 ℃，提
取时间90 min。
验证试验：取10 g粉大蕉皮在最佳提取条件
作上述试验，料液比1:12，提取pH=2，提取温度
80 ℃，提取时间为90 min，结果为1.995±0.013
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g(n=3)，即得率为(1.995±0.13)%，得率较高，因
此确定最优组合为A3D2B2C2。
3 结论
通过正交试验结果得出，影响粉大蕉皮中果
胶提取率的4个影响因素的主次顺序为：提取温度
>提取时间>料液比>pH值，用酸解法提取粉大蕉
皮中果胶的最佳工艺条件是：pH值为2.0，料液比
为1:12，萃取温度为80 ℃，萃取时间为90 min。按
此工艺对粉大蕉皮重复处理可得到较高的果胶提
取量。
参考文献：
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社,2002
表2 正交试验结果
因素
因素
果胶提取量/%A B C D
1 1 1 1 1 1.35
2 1 2 2 2 1.77
3 1 3 3 3 0.96
4 2 1 2 3 1.08
5 2 2 3 1 1.13
6 2 3 1 2 1.23
7 3 1 3 2 1.44
8 3 2 1 3 1.33
9 3 3 2 1 1.55
K1 4.08 3.87 4.03 3.91
K2 3.44 4.23 4.44 4.40
K3 4.32 3.74 3.37 3.53
k1 1.36 1.29 1.34 1.30
k2 1.15 1.41 0.49 1.47
k3 1.44 1.25 1.12 1.17
R 0.29 0.16 0.85 0.30
优水平 A3 B2 C2 D2
注：k1、k2、k3为同一水平下果胶提取量的均值，R为极差。
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