果膠的提取工藝研究及其應(yīng)用

張皓 孫初鋒（西北民族大學(xué)化工學(xué)院，甘肅蘭州 730030）

果膠的提取工藝研究及其應(yīng)用

張皓 孫初鋒（西北民族大學(xué)化工學(xué)院，甘肅蘭州 730030）

酸水解法是應(yīng)用最為廣泛的果膠提取法，本實(shí)驗(yàn)在酸水解方法的基礎(chǔ)上，用超聲波輔助法，對(duì)果膠的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

果膠；酸水解法；超聲波輔助酸水解法；優(yōu)化

果膠在減肥、防癌抗癌、養(yǎng)生保健等方面有著巨大的食用、藥用價(jià)值，有著非常大的消費(fèi)市場(chǎng)，但據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)對(duì)果膠的需求幾乎完全依賴國(guó)外進(jìn)口。

1 果膠的提取方法

目前，果膠的提取方法有以下幾種：酸水解法、離子交換樹脂提取法、酶提取法、草酸銨提取法、微波輔助提取法、超聲波提取法，應(yīng)用最廣泛的是酸水解提取果膠法。

2 原料處理

將蘋果放入粉碎機(jī)粉碎，把果渣置于40℃的水中（10倍體積）浸泡30 min，再用40℃的水洗滌3～4次，除去可溶性糖和色素等雜質(zhì)，除水過(guò)濾，將果渣放在電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，在60℃的溫度下烘干，至吸水紙按壓無(wú)明顯水分時(shí)停止烘干操作。

3 超聲波輔助酸水解法影響因素及最佳條件的選擇

酸水解提取法的工藝已知，在基于酸水解法的條件下，測(cè)定超聲波輔助酸水解法下的不同影響因素的條件選擇，并選擇最佳條件。

3.1 最佳萃取劑的選擇

取果渣5.00g，按固液比為1：20的比例加入蒸餾水，pH調(diào)節(jié)為2.0，在90℃的溫度下不斷攪拌并加熱120min.。酸水解法常選用無(wú)機(jī)稀酸試劑，本實(shí)驗(yàn)又多采用了有機(jī)酸試劑。不同酸提取劑對(duì)產(chǎn)率的影響如下所示：

對(duì)比不同萃取劑對(duì)果膠產(chǎn)率的影響，選擇以磷酸亞硫酸混合液（1：2）為萃取劑。

3.2 最佳超聲波頻率的選擇

在上述條件下，分別選用20、40、60、80、100kHz的不同頻率，進(jìn)行果膠提取。超聲波頻率對(duì)果膠產(chǎn)率如下所示：

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在40～60kHz的頻率范圍內(nèi)，果膠的產(chǎn)率比較高。考慮到儀器的功耗，最佳的超聲波頻率選50kHz。

3.3 最佳溫度的選擇

在上述條件下，選40、50、60、70、80、90℃六組分別進(jìn)行試驗(yàn)。溫度對(duì)產(chǎn)率的影響如下所示：

由圖分析得最佳溫度范圍是70～80℃，出于操作安全和恒溫水浴能耗兩者的影響因素，選取70℃為最佳加熱溫度。

3.4 最佳pH的選擇

在上述條件下，取pH分別為1.8、1.9、2.0、2.1、2.2五組，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。pH對(duì)產(chǎn)率的影響如下所示：

由數(shù)據(jù)可知，最佳pH可能在pH1.8之前，所以重新做pH—產(chǎn)率實(shí)驗(yàn)。

重新實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)顯示：在pH1.6左右為最佳pH值。最佳pH取1.6。

3.5 最佳加熱時(shí)長(zhǎng)的選擇

在前述條件下，以加熱120min為基準(zhǔn)，選取30min、60min、90min、120min、150min 5組。加熱時(shí)長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)率的影響如下圖所示：

由數(shù)據(jù)看出，當(dāng)達(dá)到90min時(shí)，再繼續(xù)加熱對(duì)果膠的產(chǎn)率幾乎沒有變化。所以，在60min～90min之間可能存在加熱時(shí)長(zhǎng)—產(chǎn)率的最佳值。因此，再取70min、80min實(shí)驗(yàn)。

綜合分析，在加熱90min時(shí)，果膠產(chǎn)率已經(jīng)進(jìn)本達(dá)到最佳，但加熱80min與90min并無(wú)太大差異。所以，最佳加熱時(shí)長(zhǎng)取80min（若要獲得盡可能多的果膠，可適當(dāng)增加加熱時(shí)長(zhǎng)）。

3.6 提取劑對(duì)產(chǎn)率的影響及分析

不管是酸水解提取果膠法，還是其他方法，乙醇是普遍使用且經(jīng)濟(jì)綠色的提取劑。目前市場(chǎng)上，暢銷的乙醇是濃度為75%的型號(hào)（CAS:64-17-5）。從各方面的影響因素考慮，在本次實(shí)驗(yàn)中不考慮乙醇濃度對(duì)果膠產(chǎn)率的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)得最佳提取工藝：以磷酸亞硫酸混合液（1：2）為萃取劑，在50kHz、pH1.6、70℃的條件下，加熱80min，經(jīng)過(guò)脫色處理，可以獲得粗品果膠，其產(chǎn)率約為11.80%。

本結(jié)論是以操作安全、耗能低、時(shí)間短為主要前提下而得出的，在相應(yīng)的條件下，獲得更高的果膠產(chǎn)率是有實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)的。

[1]范莎莎，王楠.果膠提取工藝的研究[J].長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2014,06.

[2]陳豆弟，張露，代紅靈.果膠提取工藝的研究進(jìn)展[J].飲料工業(yè),2012,02.

[3]楊本華，要曉麗.蘋果果膠提取工藝研究[J].山東化工, 2015,22.

張皓（1995-），男（漢族），現(xiàn)就讀于西北民族大學(xué)化工學(xué)院