柿子皮中有效成分連續提取工藝研究

王繼芝

（河北科技大學理學院，河北石家莊 050018）

柿樹是中國的特產果樹之一，栽培歷史悠久，原產于中國長江流域及其以南地區，現以黃河流域的河北、河南、山東等省居多，占中國總產量的70%～80%。柿子皮中含有大量的維生素、果膠、單寧及類胡蘿卜素，占柿子總質量的10%～15%。長期以來，對柿子在深加工過程中副產物的開發嚴重不足，除有些用作食品填料使用外，更多的是白白扔掉［1］。現代醫學研究表明：柿皮中含有較多的膳食纖維、果膠物質和天然色素，對促進人體消化、改善腸道功能具有很好的作用；此外，果膠在穩定含有蛋白質的飲料如奶蛋白方面，可以避免因為蛋白質粒子間的相互作用而凝聚，有著特殊的效用［2-3］。果膠既可作為商品出售，也可生產各種糖果、甜點、蜜餞、果凍。色素主要成分是類胡蘿卜素［4］，呈黃褐色，是一種性質優良的功能型天然食品色素，可直接添加到食品中［5］。單寧則被廣泛應用于工業、醫藥及化妝品行業。

目前，國內外對柿皮的利用主要是針對果膠提取與應用研究，且報道很少，而對柿皮中果膠、單寧和類胡蘿卜素連續提取研究則未見報道。事實上，在利用柿皮提取果膠的工藝過程中，單寧及色素均被作為廢棄物扔掉，這樣不僅造成資源的浪費，還將造成污染。本研究首次提出對柿皮中色素、果膠及單寧進行連續提取，研究確定了適當的浸提劑、最佳的浸提條件，并借助先進的純化技術使三組分得以分離。

1 實驗方法

1.1 柿皮預處理

選擇沒有發霉的柿皮，將其清洗后在60℃的條件下烘干，粉碎至直徑小于或等于2mm。

1.2 浸取

按柿皮實際質量，加入料液比為1∶15的去離子水，在85℃水浴溫度下浸泡3h，抽濾得濾渣和濾液。在經過一次浸取的濾渣中加入料液比為1∶10的去離子水，用鹽酸（分析純）調節pH值為2～3，在溫度為85℃下保溫蒸煮40～50min，真空抽濾得濾液和濾渣，將上述2次浸取的濾液合并，備用。

1.3 超濾膜過濾

單寧是一類能沉淀生物堿、明膠及蛋白質，分子質量為500～3 000的水溶性多酚化合物［6］，果膠的相對分子質量為50 000～300 000。采用切割分子質量方法，用超濾膜截留果膠，使果膠與單寧得以分離。濾液用大孔樹脂吸附，純化得到單寧［7］。

1.4 用去離子水萃取截留果膠

在上述得到的浸取液中加入去離子水溶液，在一定溫度、pH值、時間下進行提取，再經洗滌、壓濾，得到果膠成品。

1.5 選用不同溶劑提取色素

所有濾渣用不同溶劑萃取，在溫度為50℃下提取，每次20min。將所得到的萃取液經過濾、減壓蒸餾、真空干燥，得到深紅色的類胡蘿卜素固體。對萃取液進行回收再利用。

2 結果及討論

2.1 色素的提取

2.1.1 提取溶劑的選擇［8-10］

不同溶劑提取效果的比較見圖1。

圖1 不同溶劑提取效果的比較Fig.1 Comparison of extraction effects of different solvents

從圖1可以看出：經比較不同溶劑提取色素，乙醇是較理想的色素提取劑。實驗中采用95%（體積分數，下同）乙醇對柿皮色素進行浸提。

2.1.2 柿皮色素提取液最大波長的確定

95%乙醇提取光譜圖見圖2。

圖2 95%乙醇提取光譜圖Fig.2 Spectrogram of 95%ethanol extraction

圖2表明：以乙醇為提取劑的柿皮色素提取液，波長選取450nm作為測定色素吸光度的最佳波長。

2.1.3 提取溫度對色素提取效果的影響［11］

提取溫度對提取效果的影響見圖3。

圖3表明：提取溫度對色素的提取有較大影響，50℃時效果最佳。

2.1.4 提取次數對色素提取效果的影響

提取次數對提取效果的影響見圖4。

從圖4可以看出：提取3次，色素提取效果有較大變化；超過3次之后，提取次數對提取效果不再有影響。

圖3 提取溫度對提取效果的影響Fig.3 Influence of extraction temperature on the extraction effect

圖4 提取次數對提取效果的影響Fig.4 Influence of extraction times on the extraction effect

2.1.5 提取時間對提取效果的影響（見圖5）

從圖5可以看出：隨著時間的延長，吸光度越來越大，提取20min以后，隨著時間的延長，吸光度反而變小。所以提取時間以20min的效果最好。

圖5 提取時間對提取效果的影響Fig.5 Influence of extraction time on the extraction effect

綜上所述，色素的最佳提取工藝如下：以95%的乙醇為萃取劑，萃取溫度為50℃，萃取次數為3次，每次20min。在此最佳提取工藝下，色素產率達到62.45%。

2.2 果膠的提取［12］

2.2.1 不同萃取時間對果膠產率的影響

不同萃取時間對果膠產率的影響見圖6。

圖6 不同萃取時間對果膠產率的影響Fig.6 Influence of different extraction time on the pectin production rate

從圖6可以看出：在一定范圍內，隨著萃取時間的延長，果膠產率逐漸增加，3h以后產率反而降低。萃取時間為3h時果膠產率最大。

2.2.2 不同萃取溫度對果膠產率的影響

不同萃取溫度對果膠產率的影響見圖7。

圖7 不同萃取溫度對果膠產率的影響Fig.7 Influence of different extraction temperatures on the pectin production rate

從圖7可以看出：在一定范圍內，隨著萃取溫度的增加，果膠產率逐漸增加，萃取溫度為85℃時果膠產率最佳。

2.2.3 不同pH值對果膠產率的影響（見圖8）［13］

圖8 不同pH值對果膠產率的影響Fig.8 Influence of different pH value on the pectin production rate

從圖8可以看出：在一定范圍內，隨著pH值的增加，果膠產率逐漸增加，超過一定范圍，果膠產率反而下降。實驗選取pH值為2提取果膠。

綜上所述，果膠的最佳提取工藝如下：以乙醇溶液為萃取劑，萃取溫度為85℃，萃取時間為3h，pH值為2。在此最佳提取工藝下，果膠產率為23.72%。

3 結 語

柿子皮色素主要成分是類胡蘿卜素，其提取工藝簡單。最佳提取工藝條件如下：以95%乙醇為萃取劑，萃取溫度為50℃，萃取次數為3次，每次20 min，色素產率為62.45%。

果膠是一種親水性植物膠，相對分子質量為50 000～300 000。果膠為淡黃色粉末狀固體，溶于水，不溶于乙醇。其最佳提取工藝如下：以去離子水為萃取劑，萃取溫度為85℃，萃取時間為3h，pH值為2，經洗滌、壓濾、烘干水分得到果膠成品，果膠產率為23.72%。

水是單寧的良好溶劑，所以用去離子水作為浸提劑對單寧和果膠進行萃取，再經超濾膜分離后用大孔樹脂進行吸附可得到單寧。

／References：

［1］王 燕，滕建文，黃 麗，等.柿子皮多酚物質的提取和除臭效果的研究［J］.食品研究與開發，2008，29（6）：33-37.WANG Yan，TENG Jianwen，HUANG Li，et al.Study on condition of extracting polyphenol from persimmon peel and effect of its deodorant［J］.Food Research and Development，2008，29（6）：33-37.

［2］蔡 健，宋 華，徐 良，等.柿子資源開發利用［J］.食品研究與開發，2005，26（6）：115-117.CAI Jian，SONG Hua，XU Liang，et al.Synthetical development and utilization of the persimmon resource［J］.Food Research and Development，2005，26（6）：115-117.

［3］陳栓虎，高全昌.柿子皮綜合利用技術［J］.農牧產品開發，1995（5）：9-10.CHEN Shuanhu，GAO Quanchang.The technology of comprehensive utilization of persimmon peel［J］.Agriculture Products Development，1995（5）：9-10.

［4］曹雁平.我國天然食用色素研究現狀［J］.食品與發酵工業，2007（1）：80-84.CAO Yanping.The current research on natural edible pigment in China［J］.Food and Fermentation Industries，2007（1）：80-84.

［5］閆小艷.柿果中黃色素的提取及其理化特性分析［D］.北京：中國農業大學，2004.YAN Xiaoyan.Extraction and Characterization of Mopanshi Persimmon Fruit Pigment［D］.Beijing：China Agricultural University，2004.

［6］張寶善，陳綿屏.柿單寧分子結構的研究進展［J］.食品研究與開發，1997，18（4）：13-14.ZHANG Baoshan，CHEN Jinping.Research progress in persimmon tannin structure［J］.Food Research and Development，1997，18（4）：13-14.

［7］黃紹華，嚴慧和，孫 健.單寧的提取與純化［J］.南昌大學學報，2000，24（3）：277-281.HUANG Shaohua，YAN Huihe，SUN Jian.Extraction and purification of tannin［J］.Journal of Nanchang University，2000，24（3）：277-281.

［8］黃俊嫻，梁榮選，楊建男.天然色素的提取方法和應用［J］.廣東化工，2006，33（6）：63-66.HUANG Junxian，LIANG Rongxuan，YANG Jiannan.The extraction method and application of natural pigment［J］.Guangdong Chemical Industry，2006，33（6）：63-66.

［9］馮海燕，李向軍，胡瑞省，等.超聲法提取萹蓄總黃酮的正交試驗研究［J］.河北科技大學學報，2011，32（6）：611-614.FENG Haiyan，LI Xiangjun，HU Ruisheng，et al.Orthogonal test in extraction of total flavonoids from polygonum aviculare by ultrasonic method［J］.Journal of Hebei University of Science and Technology，2011，32（6）：611-614.

［10］仇 燕，仇彥博.柚皮總黃酮超聲波輔助提取工藝的研究［J］.河北科技大學學報，2010，31（4）：330-333.QIU Yan，QIU Yanbo.Ultrasonication-assisted extraction of total flavonoids from fruit peels of guanxi pomelo［J］.Journal of Hebei University of Science and Technology，2010，31（4）：330-333.

［11］陳栓虎，王翠玲，董發昕，等.柿子紅色素的提取及穩定性研究［J］.西北大學學報，2004，34（6）：677-679.CHEN Shuanhu，WANG Cuiling，DONG Faxin，et al.Persimmon the extraction of red pigment and stability study［J］.Journal of Northwest University，2004，34（6）：677-679.

［12］田 輝，馬 力.果膠的提取與分離［J］.中國食品添加劑，2007（1）：126-130.TIAN Hui，MA Li.Pectin extraction and separation［J］.China Food Additives，2007（1）：126-130.

［13］陳栓虎，高全昌.鹽析法從柿子皮中提取果膠的最佳工藝條件研究［J］.精細化工，1995，12（1）：21-24.CHEN Shuanhu，GAO Quanchang.Salting out method of optimum process conditions of extracting pectin from most research［J］.Fine Chemical，1995，12（1）：21-24.