全 文 ：2014 年第 36 卷第 2 期 中国麻业科学 PLANT FIBEＲ SCIENCES IN CHINA
文章编号:1671 － 3532 (2014)02 － 0098 － 04
剑麻渣果胶提取与测定
陶进转，陈伟南
(农业部剑麻及制品质量监督检验测试中心 广东湛江 524022)
摘 要:从剑麻的麻渣、纤维中提取果胶，测定果胶的含量、纯度和酯化度。将湿麻渣在
密封与敞开空气中自然发酵后提取果胶，探讨湿麻渣在发酵后对果胶品质的影响。结果表明，
果胶得率最高的是湿麻渣 (13. 342%) ，最低的是直纤维 (0. 450%) ，干麻渣的果胶得率
(1. 662%)略高于湿纤维 (1. 326%)与乱纤维 (1. 264%)的;果胶纯度最高的是直纤维
(73. 360%) ，最低的是干麻渣 (32. 567%)。直纤维果胶的酯化度 (45. 452%)略大于麻渣和乱
纤维的 (32% ～35%) ;湿麻渣经过自然发酵后，果胶得率与纯度均降低，但湿麻渣完全发酵后
的果胶酯化度 (33. 432%)接近于干麻渣的 (33. 156%)。
关键词:剑麻;果胶;麻渣;纤维
中图分类号:S563. 8 文献标志码:A
收稿日期:2013 － 12 － 09
作者简介:陶进转 (1985 －) ，女，热作工程师，主要从事剑麻制品研究;E － mail:Jinzhuan126@ 126. com。
Extraction and Determination of Pectin
from Sisal Ｒesidue
TAO Jin － zhuan，CHEN Wei － nan
(Sisal and Products Quality Inspection and Testing Center of Agriculture Ministry，
Zhanjiang 524022，China)
Abstract:To extract pectin from sisal residue and fiber，the content，purity and esterification de-
gree of pectin were determined. Pectin was extracted from fresh sisal residue after fermentation in the air-
proof and ample air，and the effects on the quality of pectin were investigated. The results showed that
fresh sisal residue yields the most pectin (13. 342%) ，and the fiber yields the least (0. 450%) . The
yield of pectin extracted from dry sisal residue (1. 662%)was higher than these extracted from wet kinky
fiber (1. 326%)and dry kinky fiber (1. 264%)slightly. The highest purity of pectin was from fiber
(73. 360%) ，and the lowest was from dry sisal residue (32. 567%). The esterification degree of pec-
tin extracted from fiber (45. 452%)was higher than these of dry sisal residue and the kinky fiber (32%
～ 35%). The yield and purity of pectin decreased while the fresh sisal residue was fermented in nature
condition. But the result of esterification degree of pectin extracted from sisal residue (33. 432%)fer-
mented completely was close to the one of dry sisal residue (33. 156%).
Key words:sisal;pectin;sisal residue;fiber
1 前言
果胶物质是一种亲水性植物胶，存在于高等植物的根、茎、叶、果细胞壁之间的胞间层中，
起着将细胞粘在一起的作用。目前商品果胶的原料主要是柑橘皮 (果胶含量 30%) ，柠檬皮
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(果胶含量 25%) ，苹果皮 (果胶含量 15%)［1］。果胶具有良好的乳化、增稠、稳定和胶凝作用，
在食品、医药、日用品、印染、烟草、冶金等领域得到广泛的应用［2，3］。
传统的剑麻产业只利用剑麻纤维，加工过程产生的大量麻渣则用作有机肥料，这种处理可
利用程度低、效益差和浪费资源，麻渣中含有经济价值较高的成分未能得到合理开发和科学利
用。已有研究表明麻渣与纤维中含有果胶物质［4 － 6］，从麻渣中提取果胶，不仅增加果胶品种，还
能提高麻渣的利用价值。本文从剑麻的麻渣、纤维中提取果胶，测定果胶纯度与酯化度。通过
分析果胶含量、纯度与酯化度，探索剑麻果胶的最佳提取原料与麻渣在发酵后对果胶品质的影
响。
2 实验部分
2. 1 仪器与试剂
电子分析天平 (JJ500，常熟市双杰测试仪器厂) ;格兰仕家用微波炉 (自行改装，于微波
炉上方开一口径为 3 cm的小孔，并用相应口径，长约 10 cm的一空心圆铁柱焊接小孔，以防微
波泄漏辐射) ;台式高速离心机 (TG165，转速长沙平凡仪器仪表有限公司) ;电热恒温鼓风干
燥箱 (DHG9140A，上海精宏实验设备有限公司)。
盐酸 (0. 1mol /L) ，乙醇 (95%) ;乙酸溶液 (1 mol /L) ;氯化钙溶液 (2 mol /L) ;氢氧化
钠溶液 (0. 1 mol /L)。
2. 2 试验材料
新鲜麻渣，乱纤维，直纤维 (均取于广东湛江金星农场第一纤维加工厂)。
2. 3 试验方法
2. 3. 1 样品预处理
将 1000 g湿麻渣和 500 g湿乱纤维晒干后为干麻渣和干乱纤维，并称量其恒重时的质量，为
干重。干麻渣和干乱纤维在提取果胶前用温水浸泡，使其吸水充分软化。
称量 10 份 100 g的新鲜麻渣，其中 5 份装入密封袋，分别自然发酵 2、4、6、8、10 天;另
外 5 份分别敞开在空气中自然发酵 5、10、24、48、72 小时。
2. 3. 2 剑麻果胶提取
灭酶:称取试样 50 g ～ 100 g (折算为干重 m1) ，加入约 300 mL蒸馏水，加热至沸腾，灭酶
5 min。水漂洗:往已灭酶的试样中加入 300 mL 蒸馏水，温度 30 － 40 ℃，漂洗数次，每次 20
min，过滤。微波辅助酸提取:往漂洗过的滤渣中加入 200 mL pH值约为 1. 7 的盐酸溶液，调节
微波火力为中高火进行提取 35 min，重复提取 2 次，合并提取液并过滤。醇沉:待提取液冷却
后，往提取液中加入约 2 倍 95%乙醇，常温下搅拌，静置 12 h。分离:醇沉后的提取液进行离
心 5 min。干燥:将离心物放于烘箱 (40 ℃左右)进行干燥，得果胶粗产品 (m2)。按下式计算
果胶得率:W% = (m2 /m1) × 100%。
2. 3. 3 剑麻果胶含量检测
准确称取干果胶粗产品 2. 50 g于 250 mL 锥形瓶中，加入 100 mL 水，加热回流直至果胶完
全水解，冷却过滤。将滤液移入 250 mL 容量瓶中定容，摇匀。吸取滤液 25 mL 于 500 mL 锥形
瓶，加入 0. 1 mol /L氢氧化钠标准溶液 100 mL，放置 0. 5 h，再加入 50 mL，1 mol /L 乙酸溶液。
5 min后加入 2 mol /L氯化钙溶液，放置 1 h。加热沸腾 5 min后，立即用烘干至恒重的滤纸过滤，
并用热水洗涤至无氯离子为止 (用硝酸银溶液检查无白色沉淀)。然后把带滤渣的滤纸放在干净
的表面皿，置于 105 ℃烘箱中烘干至恒重。按下式计算果胶质:
果胶质 (%) = (0. 9235 × G ×100 × 250) / (m3 × 25)
式中:G—滤渣重量 (g) ;m3—果胶粗产品重量 (g) ;0. 9235—果胶酸铵换算为果胶质的
系数。
99第 2 期 陶进转等:剑麻渣果胶提取与测定
2. 3. 4 剑麻果胶酯化度检测
参考文献［7，8］的滴定方法测定果胶酯化度 (DE) ，称取 0. 2 g 果胶粗产品于 250 mL 锥形瓶
中，加入 100 mL水，加热回流直至果胶完全水解，冷却过滤。在滤液中加入 3 滴酚酞指示剂，
用 0. 1 mol /L的 NaOH 标准溶液进行滴定，记录所消耗的 NaOH 的体积 (V1) ，继续加入 0. 1
mol /L的 NaOH标准溶液 10 mL，加塞后强烈振摇 20 min，再加入 10 mL 0. 1 mol /L的 HCl溶液，
振摇至粉红色消失。加入 3 滴酚酞指示剂，用 0. 1 mol /L 的 NaOH 标准溶液滴定至溶液呈粉红
色，记录消耗 NaOH的体积 (V2)。按下式计算:DE =100% × V2 / (V1 + V2)。
3 结果与分析
3. 1 麻渣、乱纤维、直纤维提取果胶的结果
果胶是细胞壁的组成成分，伴随着纤维素而存在，其凝胶能力与其酯化度有关［9］。分别从
湿 (干)状态的麻渣、湿 (干)状态的乱纤维与直纤维中提取果胶，通过分析果胶的外观状态、
得率、纯度与酯化度，探讨剑麻果胶的最佳提取对象，结果见表 1。
湿麻渣中果胶提取得率最高 (12. 106%) ，是干麻渣 (1. 662%)的 7 倍多。对比二者果胶
的纯度，湿麻渣的果胶纯度比干麻渣的约高 10%，而酯化度却没有明显的差异。说明湿麻渣
(即新鲜状态时)转化为干麻渣的过程中会降解部分果胶，但不改变果胶的凝胶能力。
湿 (干)状态的乱纤维中果胶提取得率均约 1. 3%，是直纤维 (0. 450%)的 2. 8 倍，果胶
的纯度均比直纤维的约少 24%。这是由于乱纤维带有部分麻渣，从而增加其果胶得率，又因麻
渣中含有其他物质，故降低其果胶的纯度。乱纤维中果胶的酯化度与剑麻渣的比较接近，它们
的凝胶能力相当。直纤维中果胶的酯化度最高 (45. 452%) ，表明从直纤维中获得的果胶凝胶力
最强。
表 1 麻渣与纤维提取果胶的结果
Tab. 1 Content，purity and esterification degree of pectin extracted from wet sisal residue and fiber
原料 颜色状态 得率% 纯度% 酯化度%
湿麻渣 浅褐色果冻状 12. 106% 42. 494% 34. 783%
干麻渣 褐色果冻状 1. 662% 32. 567% 33. 156%
湿乱纤维 浅褐色果冻状 1. 326% 49. 952% 35. 897%
干乱纤维 浅褐色果冻状 1. 264% 48. 369% 32. 000%
直纤维 乳白色果冻状 0. 450% 73. 360% 45. 452%
剑麻果胶为果冻状物，经干燥后为片状物。从直纤维提取的果胶为乳白色，湿麻渣与乱纤
维的果胶浅褐色，而干麻渣为褐色。这是因为麻渣与乱纤维含有较多的其他成分，特别是色素，
且植物细胞内含多种容易发生褐变的酚类物质［10］，从而增加果胶的颜色。而直纤维在初加工的
过程中，经水洗后，含有其他物质较少，这也是直纤维中果胶纯度较高的原因。
剑麻纤维加工产生的麻渣，不做处理的湿麻渣容易发酵，通常将其处理晒干为干麻渣。上
述结果表明，湿麻渣在转化为干麻渣的同时，果胶会逐渐降解减少。
3. 2 麻渣发酵后提取果胶的结果
取同一批麻渣设置密封 (无氧)与敞开 (有氧)两种条件自然发酵，一定时间后进行提取
果胶，结果见表 2。
新鲜麻渣密封发酵 2 天与 4 天提取果胶的得率、纯度呈现慢慢减少的趋势，但当密封发酵到
第 6 天，果胶的得率、纯度大幅度地降低。与麻渣发酵 4 天的结果相比，果胶的得率由原来的
11. 126%突然降低到 2. 762%，果胶的纯度由原来的 31. 372%降为 10. 468%。当麻渣继续密封发
酵 8 天与 10 天提取所得的果胶得率与纯度均没有明显的变化。新鲜的麻渣经发酵后麻渣得到果
胶的酯化度也慢慢降低，即在密封发酵时麻渣中果胶的甲酯化基团也跟着转化。
麻渣敞开在空气中放置 5 小时，果胶得率约减少一半。放置 10 h后果胶得率降低到 3. 02%，
001 中国麻业科学 第 36 卷
含量约为原来新鲜麻渣的三分之一。当敞开在空气中发酵 1 天后，得率约为 0. 5%，纯度低于
10%。随着发酵时间的增加，果胶的酯化度也跟着降低，由原来的 38. 776%降为 29. 894%。与
密封发酵一样，麻渣敞开在空气中发酵，其果胶的甲酯化基团也会有转化且转化程度大于密封
发酵的。
表 2 湿麻渣发酵后提取果胶的结果
Tab. 2 Pectin extracted from fermented wet sisal residue under open air and sealed condition at different time
条件 时间 (d) 得率% 纯度% 酯化度%
密封
0 13. 342 39. 436 38. 776
2 12. 015 38. 163 36. 619
4 11. 126 31. 372 36. 111
6 2. 762 10. 468 35. 211
8 1. 141 4. 546 33. 510
10 1. 150 4. 605 33. 432
条件 时间 (h) 得率% 纯度% 酯化度%
空气中
0 13. 342 39. 436 38. 776
5 5. 780 30. 657 32. 571
10 3. 020 12. 358 30. 371
24 0. 512 6. 173 29. 894
48 0. 484 1. 985 30. 278
72 0. 491 2. 732 31. 549
不管是密封还是敞开空气中的发酵方式，随着发酵时间增加，湿麻渣果胶的得率与纯度均
下降。与新鲜的麻渣中果胶酯化度相比，发酵后的麻渣中果胶酯化度均不同程度地降低。说明
在不同的条件下，麻渣中的分解酶类，如果胶酶会把果胶物质进行分解或降解，从而改变待分
离产物的结构。而麻渣在空气中，即有氧的条件下，某些酶类的活性更强，加快果胶物质的分
解。所以，麻渣在空气中发酵后获得果胶的结果均低于其在密封发酵后的。
4 结论
通过对剑麻麻渣和纤维中果胶的测试，新鲜湿麻渣的果胶含量最高 (13. 342%) ，直纤维的
最低 (0. 450%) ，干麻渣的果胶得率 (1. 662%)略高于湿 (乱)纤维的 (1. 326%，
1. 264%) ，由于纤维含其他物质较少，所以纤维果胶的纯度大于麻渣的。果胶纯度最高的为直
纤 (73. 360%) ，最低的为干麻渣 (32. 567%)。剑麻果胶为低酯果胶 (低酯果胶 DE ＜ 50) ，但
直纤维果胶的酯化度 (45. 452%)略大于麻渣和乱纤维的 (32% ～35%)。另外，湿麻渣经过发
酵，果胶物质会降解，特别在有氧的条件下，果胶物质会加快降解速率。果胶的得率由原来的
13. 342%降至 0. 484%，纯度由原来的 39. 436%降至 2. 732%，酯化度也比原来的略低。湿麻渣
在密封条件自然发酵 8 天后，其提取果胶的结果与干麻渣的相接近。
据此概算，新鲜麻渣含水量约为 86%，即 100 g 的新鲜麻渣含 14 g 的麻渣。以剑麻果胶得
率为 13%计算，100 g的新鲜麻渣果胶含量为 14 × 13% =1. 82 g。若从 1 t新鲜麻渣中提取果胶，
则可得果胶粗产品 18. 2 公斤，果胶成品约为 18. 2 × 40%≈7. 28 公斤。
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