全 文 ：0 引言
火棘（Fortune Firethorn）为蔷薇科常绿灌木，是
一种可药、可食、可观赏的多用途花果植物，又称火
把果、救军粮，火焰树、红果、吉祥果等。火棘果实中含
有多种维生素、氨基酸、微量元素及黄酮类、多酚类化
合物等多种成分［1～2］，可鲜食，也可加工成各种饮料。
经研究表明，火棘果提取物具有抗氧化、增强免疫力、
利胆、助消化、抗疲劳、美白保湿、抑制黑斑生成等作
用，还可以作为健康食品和食品添加剂［3～4］。
果胶是原果胶、果胶酸酯的总称，广泛存在于
植物根、茎、叶、果细胞壁中的亲水性植物胶，主要
是以（1，4）键结合的多聚 D－半乳糖醛酸，多线性多
糖类， 平均分子量介于 2 000～400 000 之间的高分
子化合物［5］。果胶具有良好的胶凝性、乳化稳定性以
及较高的保健作用 ［6］，还具有抗菌、止血、消肿、解
毒、降血脂、抗辐射等作用。 因此，果胶也是一种优
良的药物制剂基质。 果胶的提取方法有酸提取法、
离子交换树脂法、微生物提取法、微波提取法、酶提
取法、超声波提取法等多种提取方法［7］。超声波辅助
提取法主要是利用超声波在液体中的空化、机械振
动、扩散、击碎等作用，加速植物有效成分的浸出。
本研究以新鲜火棘果为分析试样，以稀盐酸作为提
取剂，研究超声功率、pH 值、液料比、提取时间和提
取温度对果胶产率的影响，并结合正交试验对火棘
中提取果胶的工艺条件进行优化，以期为火棘的综
合利用提供理论依据。
1 实验部分
1．1 试剂与仪器
实验所用火棘果为 2012 年 10月下旬在黄河水
利职业技术学院院内采的景观火棘果， 所用试剂有：
无水乙醇、盐酸均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。
实验仪器包括：PB1502－L 型分析天平（瑞士梅
特勒－托利多公司生产），ZRD－8210 电热风干燥箱
（上海智诚分析仪器制造有限公司生产），DJZ 型粉
碎机（常州市日宏佳尔特粉体设备有限公司生产），
RE－52AA 旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂生产），
PH211C 酸度计 （意大利哈纳 HANNA 仪器公司生
产）。
1．2 果胶的提取与分离
果胶提取步骤为：（1）将 20 g预处理好的火棘果
置于 250 mL的三角瓶中，再加入适量的稀盐酸（稀盐
酸为提取剂），然后，将三角瓶置于超声提取器中进
行超声恒温提取。（2）真空抽滤，滤渣用蒸馏水洗涤，
直到水不再黏稠为止。 （3）合并滤液，得到果胶提取
液。 （4）用旋转蒸发仪将果胶提取液在 60 ℃～70 ℃
下浓缩至原体积的 1 ／ 3，取出后，置于冰水浴中冷却
至室温。 （5）在浓缩液中加入 95％的乙醇，使混合液
的乙醇浓度为 55％～60％，然后放置 2 h，使果胶沉淀
析出。 （6）将静置后的果胶乙醇混合液抽滤，并依次
用 80％乙醇、95％乙醇洗涤至不含 Cl－离子，抽滤得
果胶。 将果胶置于 60 ℃以下的真空干燥箱中干燥，
然后粉碎，即得果胶粉［8］。 按照下式计算产率，每个
火棘果中果胶提取工艺研究
楚红英，魏家红，曹 静，王哲嵘
（黄河水利职业技术学院，河南 开封 475004）
摘 要：以新鲜火棘果为原料，采用超声辅助酸提取法提取果胶，通过单因素试验和 L9（34）正交试
验，探讨了提取条件对火棘果中的果胶产率的影响。结果表明，超声波提取火棘果果胶的工艺为：液
料比为 5∶1 （V ／m）、pH值为 2、 历时 50 min、 温度为 50 ℃， 此工艺提取鲜火棘果中果胶的产率为
1.68％。
关键词：火棘果；果胶提取；超声波法；正交试验；产率计算
中图分类号：O636.13 文献标识码：B 文章编号：1008-486X(2014)02-0046-03
第 26 卷 第 2 期
2014 年 4 月
黄河水利职业技术学院学报
Journal of Yellow River Conservancy Technical Institute
Vol．26 No．2
Apr．2014
收稿日期：2013-09-25
基金项目：2013 年黄河水利职业技术学院科研基金资助计划项目（2013KXJS012）
作者简介：楚红英（1973-），女，河南开封人，硕士，讲师，从事应用化工专业的教学与科研工作。
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DOI:10.13681/j.cnki.cn41-1282/tv.2014.02.020
样品重复 3次，取其平均值［5~8］。
产率= 提取果胶的质量
供提取火棘果的质量
×100%
2 结果与分析
2．1 实验条件的分析
2．1．1 超声功率对果胶产率的影响
准确称取 5 份预处理过的鲜火棘果 20 g， 分别
放入 250 mL 的三角瓶中，用 pH 值为 2 的稀盐酸作
提取剂，液料比（稀盐酸的体积与火棘果的质量比称
为液料比，V ／m）为 4∶1 ，在超声功率分别为 100 W、
200 W、300 W、400 W、500 W， 提取温度为 50 ℃，提
取时间为 40 min的条件下， 按 1．2步骤进行果胶的
提取与分离， 得到不同超声功率对火棘果中果胶产
率的影响，如图 1所示。
由图 1可知， 果胶产率先随着超声功率的增大
而上升，超声功率为 400 W 时，产率达到最大。 随
后，随着超声功率的增大，果胶产率减少。 故适宜的
超声功率为 400 W。
2．1．2 pH值对果胶产率的影响
准确称取 8 份预处理过的鲜火棘果 20 g，放入
250 mL 的三角瓶中， 分别用 pH 值为 0．5、1．0、1．5、
2．0、2．5、3．0、3．5、4．0 的稀盐酸作提取剂，液料比为
4∶1，在超声提取温度为 50 ℃、提取时间为 40 min 的
条件下，按 1．2 步骤进行果胶的提取与分离，得到不
同 pH值对火棘果中果胶产率的影响，如图 2所示。
由图 2可知，pH值为 0．5~1时，产率随 pH 值的
增加呈上升趋势；pH 值从 1 到 4， 随着 pH 值的增
加，产率略有下降。所以， pH值为 1时，果胶产率较
高。但这时，由于强酸的作用，果胶结构遭到破坏，不
成凝聚状。 故适宜的 pH值选 2。
2．1．3 液料比对果胶产率的影响
准确称取 7份预处理过的鲜火棘果 20 g， 放入
250 mL的三角瓶中， 用 pH值为 2的稀盐酸作提取
剂，液料比分别为 3∶1、4∶1、5∶1、6∶1、7∶1、8∶1、9∶1，在超
声提取温度为 50 ℃，提取时间为 40 min 条件下，进
行果胶的提取与分离， 得到不同液料比对果胶产率
的影响，如见图 3所示。
由图 3可知， 果胶产率先随着液料比的增加而
增加，当液料比大于 5∶1 时，产率相对较稳定。 从节
约成本考虑，液料比选 5∶1较适宜。
2．1．4 提取时间对果胶产率的影响
准确称取 7份预处理过的鲜火棘果 20 g，用 pH
值为 2 的稀盐酸作提取剂，液料比为 4∶1，在超声提
取温度为 50 ℃，提取时间分别为 10、20、30、40、50、
60、70 min 条件下，进行果胶的提取与分离，得到不
同提取时间对果胶产率的影响，如图 4所示。
由图 4可以看出，随着超声提取时间的增加，果
胶产率也增加。 当提取时间达 40 min 后，产率升高
幅度不大，呈稳定趋势。
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0 100 200 300 400 500
超声功率/W
产
率
/%
图 1 超声功率与果胶产率的关系图
Fig.1 Relations of ultrasonic power and pectin yield
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0 1 2 3 4
pH值
产
率
/%
图 2 pH 值与果胶产率的关系图
Fig.2 Relations of pH value and pectin yield
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
产
率
/%
2∶1 3∶1 4∶1 5∶1 6∶1 7∶1 8∶1 9∶1
液料比
图 3 液料比与果胶产率的关系图
Fig.3 Relations of liquor ratio and pectin yield
0 10 20 30 40 50 60 70
时间/min
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
产
率
/%
图 4 提取时间与果胶产率的关系图
Fig.4 Relations of extraction time and pectin yield
楚红英，等：火棘果中果胶提取工艺研究
47
黄河水利职业技术学院学报 2014 年第 2 期
表 1 果胶提取产率正交试验分析表
Table 1 Pectin extraction yield orthogonal experiment
analysis
试验号
A 液料比
/(mL∶g)
B pH 值 C
时间
/min
D 温度
/℃
产率
/%
1 4∶1 2 30 40 1.15
2 4∶1 3 40 50 1.23
3 4∶1 4 50 60 1.21
4 5∶1 2 40 60 1.52
5 5∶1 3 50 40 1.29
6 5∶1 4 30 50 1.22
7 6∶1 2 50 50 1.56
8 6∶1 3 30 60 1.24
9 6∶1 4 40 40 1.10
均值 k1 1.20 1.41 1.20 1.18
均值 k2 1.34 1.25 1.21 1.34
均值 k3 1.30 1.17 1.35 1.32
极差 R 0.14 0.24 0.15 0.16
2．1．5 提取温度对果胶产率的影响
准确称取 8份预处理过的鲜火棘果 20 g，用 pH
值为 2 的稀盐酸作提取剂，液料比为 4∶1，在提取时
间为 40 min，提取温度分别为 20 ℃、30 ℃、40 ℃、50
℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃条件下，进行果胶的提取
与分离，得到不同提取时间对果胶产率的影响，如图
5所示。
由图 5可知， 果胶产率先随着温度的升高而上
升，但当温度大于 50 ℃以后，产率呈稳定下降趋势。
2．2 正交试验结果分析
为了寻找果胶最佳提取条件，选择液料比（A）、
提取剂 pH 值（B）、提取时间（C）、提取温度（D）为考
察因素， 设计 4 因素 3 水平正交试验， 即用 L9（34）
正交表（如表 1 所示）进行试验。 每个试验号重复 3
次，取其平均值。根据果胶提取产率，计算极差 R（如
表 1所示）。
上述试验结果表明：各影响因子的主次顺序为：
pH值（B）＞提取温度（D）＞提取时间（C）＞液料比（A）。
最佳提取方案是 A2B1C3D2，即最佳提取工艺为：液料
比 5∶1、pH值为 2、提取时间为 50 min、提取温度为 50
℃。 为了最终确定试验方案 A2B1C3D2是否为最佳方
案，将 A2B1C3D2 试验条件进行重复试验，实验结果
如表 2 所示。 表 2 结果显示， 果胶的平均产率为
1．68％，远大于表 1 中其他试验方案的结果，故确定
该方案是从火棘果中提取果胶的最佳路径。
3 结语
本试验以校园景观火棘为研究对象， 采用单因
素试验及正交试验方法对火棘果中果胶的提取进行
探讨，确定最佳提取条件。 试验结果表明，各影响因
子的主次顺序为 pH 值＞提取温度＞提取时间＞液料
比。 最佳提取方案是：料液比 5∶1，pH值为 2，提取时
间为 50 min，提取温度为 50 ℃。该方案果胶产率为
1．68％。 由此可以确定，火棘果中果胶含量丰富，超
声波机械破碎可降低处理温度、减少提取时间，提高
果胶产率。
参考文献：
［1］ 蒋利华，熊远福，李霞．野生火棘果有效成分研究进展［J］．
中国野生植物资源，2007，26（2）：8－10．
［2］ Yi DAI， Guang－Xiong Zhou， Hiroshi KURIHARA，
etc． Fortuneanosides G – L， Dibenzofuran Glycosides
from the Fruit of Pyracantha fortuneana ［J］. Chem．
Pharm． Bull． 2008，56（4）：439－442．
［3］ 曾令贵，钟露苗．火棘的研究现状与应用概况［J］．中国药
事，2009，23（10）：1021－1023．
［4］ 何蓉蓉，李维熙，李怡芳，等．火棘果实提取物的美白作用
［J］．中国实验方剂学杂志 2011，12（2）：184－188．
［5］ 林筱华． 有机化学实验 ［M］． 北京： 科学技术出版社，
2010：110－111．
［6］ 黄爱妮，康姝雅．柑橘皮果胶提取工艺的研究［J］．粮食与
食品工业，2012，19（5）：41－43．
［7］ 陈熠， 熊远福，文祝等．果胶提取技术研究进展［J］．中国
食品添加剂，2009，（3）： 80－84．
［8］ 颜文斌，姚茂君，贾事栋，等．薜荔果胶提取工艺条件研究
［J］．食品与发酵工业，2000，26（6）：71－72．
[责任编辑杨明庆]
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
产
率
/%
0 20 40 60 80
温度/℃
图 5 提取温度与生产率的关系图
Fig.5 Relations of extraction temperature and yield
表 2 果胶提取重复验证试验结果
Table 2 Pectin extraction repetition verification test
序号 产率/% 平均值 RSD/%
1 1.66
1.68 2.642 1.71
3 1.69
备注：均值 k 为各水平的平均值。
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