百香果果皮主要有效成分連續提取工藝

陳雪梅　劉夏蕾　林標聲　陳小紅　黎英

關鍵詞：百香果皮；果膠；花色苷；膳食纖維；連續提取

中圖分類號：S667.9 文獻標識碼：A

百香果（Passiflora edulis Sims.）為一種多年生常綠草質或半木質藤本攀緣植物，屬于西番蓮科，主產于我國福建、廣東、海南、臺灣等亞熱帶及熱帶地區，因其獨特濃郁的風味與香氣而深受消費者喜愛。其果實不僅富含果膠、多酚類、膳食纖維、維生素、微量元素等160 多種有益成份，還含有具有生津止咳、養顏抗衰、抑菌抗炎、安神抗焦慮作用的活性成分，因而被廣泛應用于醫藥、餐飲和保健領域[1-5]。

龍巖市由于特殊的土壤、氣候條件，逐漸成為中國最大、最優的百香果基地，目前全市百香果種植面積約0.14 萬hm²，年產值過億元。由于百香果一年陸續掛果、多次成熟，采收期長達9個月，單產收益高，且當年種植當年受益，是一項投資少、見效快、效益高的扶貧攻堅項目。百香果產業已成為福建省的新興特色產業。

由于百香果栽培面積已迅速擴增，而市場上還主要以百香果鮮果進行流通銷售，百香果果皮水分含量高，導致其易腐爛變質，貯藏困難。目前，百香果產品存在品種類型較為單一，開發利用不足，加工技術含量低，附加值不高的情況，如對于百香果果肉的開發主要集中在果汁飲料加工，百香果果皮主要生產果脯、果醬及蜜餞類等初加工產品[6-7]。近年來，有關百香果果皮中有效成分提取工藝方面的相關研究已有不少報道，但是眾多提取方法均存在一些不足，例如，用石油醚、無水乙醇等有機溶劑分別浸提油溶性色素、水溶性色素的工藝存在耗時長、操作工藝繁雜、部分溶劑不能回收循環利用、能耗大等問題[8-10]。而有關果膠提取工業化生產大部分采用酸解沉淀法，在強酸高溫或長時間加熱過程中，原料中的果膠不可避免地發生分解或變性，其粘度、凝膠性等理化性能下降；且經酸法處理后果皮中的多價金屬離子、低分子物質等雜質仍會殘留于果膠中，造成提取的果膠數量和質量也不理想[11-14]。而從百香果果皮中提取膳食纖維一般采用浸泡或熱提取法，浸提率均不理想，存在生產率低和產品純度不高等問題[15-18]。此外，目前國內外對百香果果皮中有效成分的研究大多是單提研究，成本較高，往往是提取出了產品得不到效益，鮮有2 種或2 種以上提取物產品的聯產研究，更未見一次性連續提取百香果果皮中果膠、花色苷和膳食纖維3 種有效成分的文獻報道。

因此，本研究將建立一次性連續從百香果果皮中提取果膠、花色苷和膳食纖維3 種有效成分的聯產工藝，通過單因素實驗和響應面分析對果膠、花色苷和膳食纖維的提取工藝關鍵環節進行優化，使工藝更加接近實際生產應用。以減少資源浪費、環境污染、提取劑消耗及降低生產成本，同時為百香果果皮的精深加工和高值化利用提供示范。

1 材料與方法

1.1 材料

百香果果皮由龍巖道心農業發展有限公司提供，果皮為紫紅色，清洗、干燥、烘干、粉碎過篩后備用；咔唑（P），D-（+）-半乳糖醛酸：北京博奧拓科技有限公司；矢車菊素-3-O-葡萄糖苷：成都曼斯特生物科技有限公司；MRS 培養基：北京奧博星；嗜熱鏈球菌（S. thermophilus）、保加利亞乳桿菌（L. bulgaricus）：中國微生物菌種保藏中心。

真空冷凍干燥機（FD-1-50 型，北京博醫康實驗儀器有限公司）；真空干燥箱（DZF-6050 型，上海一恒科學儀器有限公司）；實驗室微波爐（JOYN-HIC1 型上海喬躍電子有限公司）；旋轉蒸發儀（EYELA N-1300，日本東京理化公司）。

1.2 方法

1.2.1 聯產工藝技術路線圖設計 連續從百香果果皮中提取果膠、花色苷和膳食纖維3 種有效成分的聯產工藝流程圖見圖1。該工藝流程圖主要包括三部分：（1）將百香果果皮粉碎，過100 目篩，取10.0 g 粉末，加入蒸餾水，50℃水浴60 min后調節pH，采用微波處理，真空抽濾，濾渣重復操作2 次，合并3 次濾液，濃縮，加入4 倍95%乙醇靜置過夜，離心，沉淀用無水乙醇洗滌數次，真空干燥得百香果皮果膠；（2）用蒸餾水反復沖洗提取果膠后的料渣，按比例加入50%濃度的乙醇，調節pH，超聲波處理，分離，料渣重復提取2 次，合并3 次提取液，濃縮，冷凍干燥，即得百香果皮花色苷；（3）將多次提取花色苷后的料渣，加入適量的水和脫脂奶粉混勻后滅菌，冷卻、接種、發酵，過濾洗滌2 次，均質，真空干燥后即得膳食纖維。

1.2.2 百香果皮果膠提取 采用微波輔助提取，按1.2.1 步驟操作，采用硫酸咔唑法測定其半乳糖醛酸含量[19]，測528 nm 處吸光度。果膠得率=[（C×V×N）/10⁶×W]×100%，式中，C 為半乳糖醛酸濃度，μg/mL；Ⅴ為果膠原液體積，mL；N 為果膠提取液稀釋倍數；W 為百香果皮粉質量，g。

（1）單因素試驗。稱取10.0 g 百香果皮粉末，60℃水浴1.0 h 后，預設液料比50∶1（mL/g），pH 2.0，微波時間5.0 min，微波功率450 W 為提取工藝參數中的常規量，以百香果皮果膠得率為評價指標，分別選取液料比為30∶1、40∶1、50∶1、60∶1、70∶1、80∶1（mL/g），pH 為1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5，微波功率為200、300、400、500、600、700 W，微波時間為2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0 min，這4 個因素中的6 個單因素變量替換工藝參數中相應的常規量進行單因素試驗。

（2）響應面法優化試驗。依據上述單因素試驗優化果膠得率的測定結果，借助Design Expert8.0.6 軟件，選用Box-Behnken 設計原理，以百香果皮果膠得率（Y）為響應值，采用A：液料比50∶1、60∶1、70∶1（mL/g），B：pH 為2.0、2.5、3.0，C：微波功率400、500、600 W，D：微波時間4.0、6.0、8.0 min，進行4 因素3 水平試驗設計。

1.2.3 百香果皮花色苷提取 對微波提取果膠后的百香果果皮料渣采用超聲輔助乙醇法提取花色苷，按1.2.1 步驟操作。利用矢車菊素-3-O-葡萄糖苷標準品繪制標準曲線，精密稱取1.00 mg 矢車菊素-3-O-葡萄糖苷標準品于10 mL 容量瓶中，50%乙醇定容，稀釋成濃度為0.0～80.0 μg/mL，測510 nm 處吸光度， 得標準曲線方程為：A=0.0106C+0.0062（R²=0.9993）?；ㄉ盏寐?[（C×V×N）/10⁶×W]×100%，式中，C 為花色苷濃度，μg/mL；V 為花色苷原液體積，mL；N 為花色苷提取液稀釋倍數；W 為百香果皮粉質量，g。

（1）單因素試驗。在乙醇質量濃度為50%條件下，預設提取工藝參數中的常規量為液料比60∶1（mL/g），pH 3.0，超聲功率500 W，超聲時間30 min，分別考察液料比為40∶1～80∶1（mL/g），pH 為2.0～4.0，超聲功率為400～600 W，超聲時間為20～60 min，這4 個因素中5 個單因素變量對百香果皮花色苷得率的影響。

（2）響應面試驗優化。依據單因素試驗優化花色苷得率的測定結果，選取A：液料比50∶1、60∶1、70∶1（mL/g），B：pH 為3.0、3.5、4.0，C：超聲功率500、550、600 W，D：超聲時間20、30、40 min 為自變量，以測得的百香果皮花色苷得率（Y）為參考指標，在響應面設計分析中采用4 因素3 水平進行設計。

1.2.4 百香果皮膳食纖維提取 保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌按1∶1 體積混合，經乳酸細菌培養基（MRS）平板活化、液體搖床150 r/min 培養，擴培20 h，待用。將多次超聲提取花色苷后的料渣按1.2.1 步驟進行接種發酵。其中膳食纖維得率=（m/W）×100%，式中，m 為膳食纖維質量（g）；W 為百香果皮粉質量（g）。

（1）單因素試驗。把料渣置于250 mL 錐形瓶中，加入8.0%的脫脂奶粉后，預設液料比15∶1（mL/g），接種量8.0%，發酵溫度36℃，發酵時間25 h 為工藝參數中的常規量，以膳食纖維得率為評價指標，考察液料比5∶1、7.5∶1、10∶1、12.5∶1、15∶1（mL/g），接種量2.0、4.0、6.0、8.0、10.0，發酵溫度28、32、36、40、44℃，發酵時間15、20、25、30、35 h，這4 個因素中5個單因素對百香果皮膳食纖維提取效果的影響。

（2）優化試驗。經過對單因素試驗結果分析，選取液料比10∶1、12.5∶1、15∶1（mL/g），接種量4.0%、6.0%、8.0%，發酵溫度32、36、40℃，發酵時間15、20、25 h，這4 個因子進行響應面法分析。

1.2.5 聯產提取與單獨提取效果比較試驗 采用本聯產工藝研究中各階段得到的優化參數，與單獨微波輔助提取果膠、超聲波輔助提取花色苷和發酵法提取膳食纖維進行對比試驗，比較連續提取和單提間的提取效果。

1.3 數據處理

數據以平均值±標準差表示，每組試驗均重復3 次，試驗數據運用Design Expert 8.0.6、Origin 8.6和SPSS 20.0 軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 聯產提取工藝中百香果皮果膠制備條件優化

2.1.1 單因素試驗結果分析 由圖2 可知，液料比小于60∶1（mL/g）時百香果皮果膠得率隨液料比的增加而上升，之后得率增減幅度不大?？赡苁且毫媳冗^小時不利于百香果皮充分浸制導致果膠未能完全溶出， 而浸提濃度大于60 ∶ 1（mL/g）后溶劑會加大對微波能量消耗，不利溶質對微波能量的吸收導致得率下降。綜合考慮濃縮時能耗、時長、浸提效果和成本等因素，故料液比選擇50∶1～70∶1（mL/g）為宜。

pH 不同，對果皮組織結構的破壞力和原果膠分解程度也不同。因此，只有在一定酸度條件下，才可以加快原果膠水解成果膠，得率才能達到最大值，若低于或高于該值，會造成其破壞力減弱或果膠側鏈部分分解。故pH 選擇2.0～3.0 為宜。

果膠得率在微波功率500 W 達最大值，可能開始時微波的穿透力和熱效應隨功率的增大而增強，有助于水介質摩擦撕裂植物細胞壁，加速細胞內原果膠的水解，促進果膠的溶出和擴散；接著得率下降是因果膠在酸性條件下耐熱性較差，過大功率會增大體系壓力使細胞及溶劑局部升溫過高，引起部分果膠裂解為多糖分子[19-20]，且功率過高提取液容易溢出引起實驗誤差。故微波功率為400～600 W 較適宜。

隨微波時間的延長，果膠得率呈現先升高后下降的趨勢。當微波時間為6.0 min 時得率達到最大值，之后得率急劇下降，可能是因為處理時間過短時提取液內部壓力值和溫度較小，果膠浸提不完全，而后部分果膠在長時間微波作用下被熱裂解導致得率下降[21-22]。故微波時間選擇4.0～8.0 min 較合理。

2.1.2 響應面試驗結果分析 按1.2.2（2）中方法進行設計，采用Design-Expert 8.0.6 軟件對數據進行線性處理，得到29 組不同因素組合試驗，其中包括5 個中心點，試驗設計方案及結果見表1。

對表1 中的試驗數據進行多項回歸設計及分析，獲得百香果果膠得率對4 個編碼自變量的相關回歸系數，其二次多項回歸方程為：

Y=?122.95308+0.54447×A+16.16833×B+0.40307×C+2.55867×D?0.03600×A×B?4.50000×10^?5×A?6.37500×10^?3×A×D+1.80000×10^?3×B×C+0.08000×B×D?3.07500×10^?3×C×D?3.45250×10^?3×A²?3.05100×B²?4.34100×10^?4×C²?0.095062×D²，進一步對回歸方程進行分析，結果見表2。

由表2 方差分析數據顯示，決定系數R²=0.9024，校正系數R²_adj=0.8047，其回歸模型達到極顯著水平P<0.0001，失擬項P=0.0864>0.05，表明該模型與實際情況擬合程度良好。其次其置信度較高，變異系數CV=2.68%，因此可以用此回歸模型對百香果皮果膠得率進行分析和預測。自變量B 和交互項AB、AC、AD、BC、BD、CD均不顯著（P>0.05），自變量D 及二次項中的B²、C² 、D²對百香果皮果膠得率有極顯著影響（P<0.01），自變量A、C 和二次項中的A²對百香果皮果膠得率有顯著影響（P<0.05）。因素間對百香果皮果膠得率的影響程度順序為：D（微波時間）＞A（液料比）＞C（微波功率）＞B（pH）。

圖3 直觀反映了各因素和因素間交互作用對百香果皮果膠得率的影響，從變化速率來看，主效應大小為：微波時間＞液料比＞微波功率＞pH，在各因素中微波時間對百香果皮果膠得率的影響最為顯著，表現為曲線較陡，而料液比和微波功率次之，表現為曲線較為平緩，pH 和其他兩兩因素之間對果膠得率的交互作用不明顯，這和表2 中數據的差異顯著性相吻合。

2.1.3 提取工藝條件優化和驗證 模型預測獲得最佳條件為：液料比64.36∶1（mL/g），pH 2.47，微波功率455.10 W，微波時間4.98 min，百香果皮果膠得率最大理論值為12.61%?？紤]實際操作可行性，優化為液料比65∶1（mL/g）、pH 2.5、微波功率450 W、微波時間5.0 min，并進行3 組平行實驗，百香果皮果膠得率平均值為（12.45±0.06）%。與預測值相對誤差為1.27%，表明所建立的模型能夠預測實際百香果皮果膠提取，具有一定的實用價值。

2.2 聯產工藝中百香果皮花色苷制備條件優化

2.2.1 單因素試驗結果分析 由圖4 可知，隨著液料比的增加，百香果皮花色苷得率也不斷增加，當液料比在60∶1～80∶1（mL/g）時，得率趨于平穩。可能因目標成分的溶出和擴散主要受傳質動力影響，增加溶劑量會加大對超聲波能量消耗，導致溶質所吸收的超聲能量下降?？紤]到溶劑成本和后續濃縮操作，故選取液料比50∶1～70∶1（mL/g）為佳。

隨著pH 的增大先增后降，在pH 3.5 左右花色苷得率達最大值?？赡苡捎诎傧愎ㄉ战Y構中含酚羥基在適宜溫和的酸性條件下容易與水分子形成分子間氫鍵，從而增加花色苷的溶解性和穩定性[8， 23-24]。當pH 為2.0 時酸性較強容易造成氫鍵斷裂，pH 為4.0 時酸性較弱不易形成氫鍵，故得率都較低。因此，最佳pH 選擇3.5 左右比較適宜。

在超聲功率為550 W 時花色苷得率達到最大值，而后呈下降趨勢。可能是因為超聲波功率較小時空化效應較弱，不利于花色苷的滲出和擴散，當功率過高時超聲產生的空化作用過于激烈引起局部升溫過快，進而斷裂部分百香果花色苷分子結構，使得率降低[25]。故超聲功率選500～600 W 為佳。

隨超聲時間的延長花色苷得率先升后降。可能開始料渣中的花色苷因溶液內部溫度和壓力較小浸提不徹底，超聲30 min 后即可達完全滲透，而后在長時間的超聲波機械剪切力作用下部分百香果花色苷被降解而損失[25]?？紤]到能耗提取時間也不能過長，因此，以20～40 min 超聲時間較適宜。

2.2.2 響應面試驗結果分析 按1.2.2（2）中方法進行設計，采用Design-Expert 8.0.6 軟件進行響應面設計，方案和花色苷得率結果見表3。

使用響應面分析法對表3 中的試驗數據進行分析，可得到相關回歸系數，其回歸方程為：Y=?16.97017+0.15090×A+1.43100×B+0.03963×C+0.01278×D+2.50000×10^?3×A×B?1.65000×10^?4×A×C+1.75000×10^?4×A×D+6.00000×10^?4×B×C+0.00000×B×D?1.00000×10^?5×C×D?6.11667×10^?4×A²?0.27467×B²?2.84667×10^?5×C²?2.61667×10^?4×D²，進一步對回歸方程進行分析（表4）。

由表4 可知，模型P<0.0001 達到極顯著水平，表明不同處理組之間差異顯著； 模型失擬項P=0.0870>0.05 不顯著，證明所選模型適宜；并且決定系數R2=0.9864，說明誤差對模型的影響小擬合程度良好；校正系數R2adj=0.9728，表明預測值與實測值之間具有高度相關性，較好反映液料比、pH、超聲功率和超聲時間對百香果皮花色苷得率的關系；再次變異系數CV=0.95%，也表明真實試驗值能由模型方程來反映置信度較高，綜合表明此回歸模型可以準確預測百香果皮花色苷得率與自變量A、B、C 和D 之間的關系。其中自變量C、D 和二次項中的A2、B2、C2、D2 及交互項AC、AD、BC 都屬于影響極顯著的因素（P<0.01），自變量A 及交互項AB 屬于影響顯著因素（P<0.05），自變量B和交互項BD、CD 不顯著（P>0.05）。

由圖5 可知，D（超聲時間）的曲面在AD、BD 和CD 中均最為陡峭，等高線密度均高于另外3個因子，表明超聲時間對響應值的影響高于C、A、B。其次是超聲功率其曲線也較陡，而料液比和pH 次之，其曲線較為平緩。且料液比與超聲功率、料液比與超聲時間、pH 與超聲功率兩兩因素的交互作用極顯著，其他2 個兩兩因素（pH 與超聲時間、超聲功率與超聲時間）之間對花色苷得率的交互作用不明顯，這和表4 中數據的差異顯著性相吻合。4 個因素對花色苷得率的影響程度為：D（超聲時間）>C（超聲功率）>A（液料比）>B（pH）。

2.2.3 最佳工藝參數的選取和驗證 通過擬合分析，確定提取百香果皮花色苷的最佳參數為液料比61.27∶1（mL/g），pH 為3.48，超聲功率548.89 W，超聲時間34.47 min，在此參數下預測花色苷得率1.249%。綜合提取可操作性，將參數調整為液料比60∶1（mL/g），pH 3.5，超聲功率550 W，超聲時間35 min，并進行3 次平行試驗，最終花色苷得率平均為1.21%±0.03%，與預測值相對誤差為0.29%，表明響應面法優化分析獲得的數據準確可靠。

2.3 聯產工藝中百香果皮膳食纖維制備條件優化

2.3.1 單因素試驗結果分析 由圖6 可知，在同一發酵條件下，液料比為12.5∶1（mL/g）時，發酵產物中膳食纖維高達55.01%±0.78%，顯著高于其他混合比例（P<0.05）?？紤]到過多或過少的加水量都不利于菌體生長，影響乳酸等代謝產物生成，進而影響百香果皮膳食纖維的含量，故試驗選擇液料比為12.5∶1（mL/g），并在此基礎上優化接種量、發酵溫度和時間等條件。

在同一發酵條件下，隨著接種量的增加，得率也隨之增加，當接種量為5.0%時得率達最大，而后影響不明顯。接種量過少時，會造成料渣中的菌體數不足影響乳酸等代謝產物的積累，進而導致得率低。故選擇5.0%作為發酵培養基接種量。

發酵溫度在28～36℃范圍內，料渣中的膳食纖維得率隨著溫度的升高顯著升高（P<0.05），到36℃時得率達到最大值55.23%±0.52%，大于36℃后得率降低。可能當溫度達到36℃時，復合菌種產生的發酵產物達到了最大的富集；而后隨溫度進一步升高致使培養基溫度升高過快，代謝熱一時難以散發，不但影響到菌株正常代謝，還導致百香果皮中膳食纖維的纖維素和半纖維素之間作用力較強的氫鍵遭到破壞，使得半纖維素溶解加強，百香果皮膳食纖維得率下降[20， 26]。故發酵溫度選擇32～40℃為宜。

隨著發酵時間的延長，得率先升高而后又顯著降低，20 h 時得率達到最大。可能是因為發酵時間過短，菌絲體生長不完全，從而產生的百香果皮膳食纖維就少；時間過長，發酵周期延長，不但使發酵溶液體系中的pH 下降，導致產生的菌體出現自溶現象活菌數減少或抑制復合菌種的生長[27-28]，得率下降；還增大生產成本。故發酵時間選12～16 h 為宜。

2.3.2 百香果皮膳食纖維得率的優化試驗結果按1.2.2（2）中方法進行設計，運用Design-Expert8.0.6 軟件對數據進行線性處理，試驗設計方案及結果見表5。

對表5 中的試驗數據進行二次回歸擬合，得到相關回歸系數及方程：

Y=?135.18492+2.72867×A+6.29525×B+4.80787×C+3.19647×D+0.03900×A×B+0.02100×A×C?8.60000×10^?3×A×D?0.05781×B×C?0.10900×B×D?0.03125×C×D?0.14308×A²?0.23606×B²?0.05855×C²?0.03427×D²。進一步對回歸方程進行分析（表6）。

由表6 方差分析可知，該回歸模型的F 值為9.81，模型影響極顯著（P<0.0001），失擬項不顯著（P=0.558>0.05），表明模型有效。決定系數R²=0.9075，校正系數R2adj=0.8150，表明該模型能較好反映液料比、接種量、發酵溫度和發酵時間與百香果皮膳食纖維得率的關系，且實測值將與預測值具有高度相關性；再次回歸模型置信度較高（變異系數CV=3.34%），因此可用此模型對百香果皮膳食纖維得率進行分析和預測。在發酵影響因素中，除因素B、C、BD、A²、B²、C²、D²影響極顯著（P<0.01），D、CD 影響顯著因素（P<0.05），其他因素影響不顯著（P>0.05）。

圖7 直觀反映了百香果皮膳食纖維得率與因素間及兩兩交互作用的關系，交互作用的等高線的形狀越接近橢圓形，曲面弧度越陡，說明響應值對于處理條件改變的敏感程度越大，因素間交互作用越顯著，反之則交互作用不顯著?？梢钥闯?，影響百香果皮膳食纖維得率的主次因素為：B（接種量）>C（發酵溫度）>D（發酵時間）>A（液料比），這和表6 中數據的差異顯著性相吻合。

2.3.3 最佳工藝參數的選取 經擬合分析，獲得的最佳條件為：液料比12.21∶1（mL/g），接種量5.05%，發酵溫度35.12℃，發酵時間20.73 h，在此條件下預測得率為55.59%。為綜合考慮料渣中膳食纖維的得率和實際操作，將提取工藝參數適當調整為液料比12.5∶1（mL/g），接種量5.0%，發酵溫度35℃，發酵時間21 h，在此條件下進行3 次平行試驗，平均得率為55.56%±0.05%，與預測值非常接近，相對偏差為0.19%，故所建立的回歸模型能夠預測實際百香果皮膳食纖維發酵，獲得的參數準確可靠，具有一定的實用價值。

2.4 聯產和單提效果的試驗結果比較與分析

由表7 可以得出，采用微波輔助、超聲波輔助和微生物發酵技術，連續從百香果皮中提取果膠、花色苷和膳食纖維，與單獨采用微波輔助提取果膠、超聲波輔助提取花色苷和微生物發酵技術提取膳食纖維相比，聯產工藝中花色苷、膳食纖維產品的得率與單產相比分別減少了15.39%、11.43%。但從總的效益來看，若以每100 kg 百香果皮和渣原料計算， 聯產工藝可得到果膠12.45 kg，花色苷1.21 kg，膳食纖維55.56 kg；而單提工藝得到的果膠、花色苷和膳食纖維分別為12.45、1.43、62.73 kg。參照目前市場同類產品的市售價（3 種粗提產品分別預估果膠90 元/kg，花色苷180 元/kg，膳食纖維50 元/kg）計算，一次聯產工藝分別是單產果膠工藝效益的2.67 倍，單產花色苷工藝效益的14.99 倍，單產膳食纖維的0.31 倍，而原料僅為單產的1/3，且具有節能、環保等優點。

3 討論

微波較強非離子電磁輻射穿透力，使水介質摩擦撕裂產生高效內熱和電介質熱快速傳遞能量，能縮短細胞中有效成分的溶出及擴散時間[19]；超聲空化效應形成高強度的沖擊力和剪切穿透細胞壁，能促進細胞內有效成分溶出[19， 21]；發酵法既能避免強酸強堿的影響，又能減少浸泡及沖洗過程中水溶性膳食纖維的流失，是一種理想的膳食纖維制備方式[20]。因此本研究工藝路線選擇將微波、超聲波輔助提取和微生物發酵技術集成運用于百香果果皮有效成分果膠、花色苷和膳食纖維的聯產提取，即設計了一條連續提取百香果皮中果膠、花色苷和膳食纖維的工藝流程，考慮到果膠提取和醇析過程中會浸出部分花色苷，通過濾液回收可直接合并到第二階段花色苷提取中，故本研究提出了一種先提取百香果皮中果膠，后連續提取花色苷和膳食纖維的新的聯產工藝路線，大大提高了百香果皮的利用率和附加值。該聯產工藝尚無文獻報道，實驗也表明該研究工藝路線合理、可行。

設計的聯產提取過程中大多數溶劑可循環利用，除廢水排放外，無廢氣、毒液排放，節能，環保。且各階段采用RSM 法（響應面）擬合各函數之間非線性關系高精度的，并通過多元二次回歸方程合理求得各階段最佳工藝條件，所得3 種產品得率較高，因此本方法既可為百香果皮高值化全利用提供理論依據，也可為對其他動植物皮（殼）中成分聯產提取提供一定的參考。

此外，本研究雖完成了一項百香果皮的增值研究工作，但由于研究的內容較多及試驗條件限制，只初步完成了總體流程，還局限于提取的初級階段，對采用哪種高新技術提取果膠、花色苷和膳食纖維，提高產品得率，及采用哪種分離純化技術提高產品的純度、穩定性，以及聯產工藝對3 種產品的生物活性是否存在影響等問題均有待進一步深入探究。今后可以考慮采用液質聯用、核磁共振等設備對百香果皮提取物（果膠、花色苷和膳食纖維）的結構進一步分析，探討提取物活性的構效關系。也可進一步嘗試將百香果皮提取物應用在果凍、面包及餅干等食品中，研究其對食品風味、感官和質構的影響。

4 結論

（1）微波輔助酸提果膠中各因素影響主次順序為：微波時間>液料比>微波功率>pH，其最佳條件為液料比65∶1（mL/g）、pH 2.5、微波功率450 W、微波時間5.0 min，此條件下百香果皮果膠得率為12.45%±0.06%。

（2）超聲波輔助從提取果膠后的濾渣中提取花色苷中各因素影響主次順序為：超聲時間＞超聲功率＞液料比＞pH，在乙醇質量濃度為50%條件下，其最佳條件為液料比60∶1（mL/g），pH 3.5，超聲功率550 W，超聲時間35 min，百香果皮花色苷得率為1.21%±0.03%。

（3）發酵法從提取果膠和花色苷后的百香果皮渣中提取膳食纖維中各因素影響主次順序為：接種量>發酵溫度>發酵時間>液料比，其最佳條件為液料比12.5∶1（mL/g），接種量5.0%，發酵溫度35℃，發酵時間20 h，此條件下百香果皮膳食纖維得率為55.56%±0.05%。

（4）對聯產工藝提取所得百香果皮果膠、花色苷和膳食纖維與單獨提取效果進行比較表明，聯產工藝中花色苷、膳食纖維的得率雖然與單產相比分別減少了15.39%、11.43%，但聯產工藝節約了原料消耗，一次流程可獲得3 種產品，且粗略估算聯產工藝的效益是單產果膠、花色苷和膳食纖維的2.67 倍、14.99 倍、0.31 倍。因此，從總的效益來看，聯產工藝更有利于提高百香果皮的產業效益。