微波輔助提取胡蘿卜中果膠的工藝研究

吳春燕

（廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源工程系，廣西 河池 547000）

微波輔助提取胡蘿卜中果膠的工藝研究

吳春燕

（廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源工程系，廣西 河池 547000）

采用微波輻射的方法提取胡蘿卜中的果膠。實(shí)驗(yàn)考察了微波輻射時(shí)間、微波火力、草酸銨濃度、料液比及醇析中乙醇濃度對(duì)提取率的影響。實(shí)驗(yàn)確定微波條件下提取果膠的最佳工藝條件是:微波輻射時(shí)間2min，微波火力為中火，草酸銨濃度4g·L－1，料液比1∶15（g∶mL），醇析中乙醇的濃度是70%，提取率可達(dá)6．907%。

微波;胡蘿卜;果膠

果膠是一種含有幾百到成千個(gè)結(jié)構(gòu)單元的線性多糖，具有良好的凝膠性和乳化穩(wěn)定性，在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛，也是醫(yī)藥和化妝品工業(yè)不可缺少的輔料，同時(shí)也是鉛、汞、鈷等金屬中毒的良好解毒劑和預(yù)防劑。果膠及果膠的鋁鹽可抑制腸道對(duì)膽固醇和三酸甘油酯的吸收，可用作動(dòng)脈硬化等心血管疾病的輔助治療[1～3]。

果膠主要是從植物組織中提取的，常用的方法有鋁鹽鹽析法、離子交換法、微生物法等。微波已廣泛應(yīng)用于植物的提取研究中[4～6]。在微波的高能磁場(chǎng)作用下，胡蘿卜細(xì)胞內(nèi)的果膠等物質(zhì)提取較完全。此法選擇性強(qiáng)，操作時(shí)間短，溶劑使用量小，受熱均勻，目標(biāo)組分得率高，是一種有效可行的方法。本研究對(duì)胡蘿卜進(jìn)行微波萃取，萃取出來的果膠成分，經(jīng)用乙醇洗滌沉淀后，干燥處理得到果膠。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了萃取過程中，微波輻射時(shí)間、微波火力、草酸銨濃度、液料比對(duì)果膠產(chǎn)率的影響。

1 材料與方法

1．1 材料與試劑

胡蘿卜（市售），草酸銨、無水乙醇、鹽酸均為分析純。

1．2 實(shí)驗(yàn)儀器

海爾 ME-2080MG微波爐，XZ-0．5型旋片真空泵，F(xiàn)A2104電子天平。

1．3 實(shí)驗(yàn)方法

稱取一定量的胡蘿卜，用清水洗凈后切成3mm左右的顆粒放入燒杯中，加入蒸餾水，加熱至90℃后保持10min，使酶失去活力。熱水漂洗3～5次，以鈍化果膠酶的活性，并除去原料中的苦澀物質(zhì)、色素以及殘余的糖酸等雜質(zhì)。對(duì)預(yù)處理后的原料以一定濃度的草酸銨水溶液作為溶劑，按照一定液料比和pH值，在一定微波頻率和加熱時(shí)間的作用下提取果膠。將提取液過濾，在濾液中加入活性炭進(jìn)行脫色，脫色后過濾，待濾液冷卻后在不斷攪拌下加入乙醇（用量約等于濾液體積）進(jìn)行醇析，經(jīng)過濾得沉淀，將沉淀放入真空干燥箱中干燥制得果膠產(chǎn)品，稱取果膠的質(zhì)量，計(jì)算產(chǎn)率。

2 結(jié)果與討論

2．1 微波輔助提取工藝的確定

2．1．1 微波輻射時(shí)間的影響

取50g胡蘿卜渣，調(diào)節(jié)微波火力為中火，料液比取 1∶15（g∶mL），萃取劑草酸銨濃度為 5g·L－1，考察不同微波輻射時(shí)間對(duì)提取率的影響。微波輻射時(shí)間對(duì)提取率的影響如圖1所示。由圖1可知，提取率先是隨著時(shí)間的延長而增大，之后下降，可能是因?yàn)闀r(shí)間延長果膠被銨離子解酯、裂解，破壞了果膠的成分，造成果膠產(chǎn)量降低。

圖1 微波輻射時(shí)間對(duì)果膠提取率的影響

2．1．2 微波火力的影響

取50g胡蘿卜渣，調(diào)節(jié)微波輻射時(shí)間為3min，料液比取 1∶15（g∶mL），萃取劑草酸銨濃度為5g·L－1，考察不同微波火力對(duì)提取率的影響。微波火力對(duì)提取率的影響如圖2所示。由圖2可知，提取率先是隨著功率的增大而增大，之后下降，可能是因?yàn)檫^大的功率導(dǎo)致果膠分解，造成果膠得率下降。

圖2 微波火力對(duì)果膠提取率的影響

2．1．3 草酸銨濃度的影響

取50g胡蘿卜渣，調(diào)節(jié)微波輻射時(shí)間為3min，微波火力為中火，料液比取 1∶15（g∶mL），考察不同草酸銨濃度對(duì)提取率的影響。如圖3所示，草酸銨濃度在5g·L－1時(shí)有最高值，濃度過低不利于萃取，過高使胡蘿卜中果膠水解逐漸強(qiáng)烈，果膠產(chǎn)量不斷下降。

2．1．4 料液比的影響

圖3 草酸銨對(duì)果膠提取率的影響

圖4 料液比對(duì)果膠提取率的影響

取50g胡蘿卜渣，調(diào)節(jié)微波輻射時(shí)間為3min，微波火力為中火，萃取劑草酸銨濃度為5g·L－1，考察不同料液比對(duì)提取率的影響，結(jié)果見圖4。由圖4可知料液比為1∶5時(shí)，果膠產(chǎn)量最高。果膠的萃取要使原果膠最大限度地轉(zhuǎn)化為可溶性果膠，但又盡可能減小可溶性果膠的進(jìn)一步降解。萃取劑量小不利于原果膠水解成可溶性果膠，轉(zhuǎn)移到液相中去，使產(chǎn)量降低。萃取劑量大，使果膠的濃度降低，不利于后面果膠沉淀的析出。

2．1．5 正交試驗(yàn)

在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，微波輻射時(shí)間，微波火力，草酸銨濃度（g·L－1），料液比（g∶mL），L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析見表1。正交試驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表1正交試驗(yàn)結(jié)果可知，影響果膠提取率的因素由大到小依次為D＞C＞B＞A，即料液比＞草酸銨濃度＞微波火力＞微波輻射時(shí)間;以A1B1C2D2為最優(yōu)組合，即微波輻射時(shí)間為2min，微波火力為中火，草酸銨濃度為 4g·L－1，料液比為 1∶15（g∶mL），按此組合進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，得到果膠提取率分別為 6．891%，6．832%，6．907%。

表1 正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析

2．2 醇析工藝

在上述最優(yōu)工藝條件下，即取微波輻射時(shí)間為 2min，微波火力為中火，草酸銨濃度為 4g·L－1，料液比為1∶15，考察醇析中乙醇的濃度對(duì)果膠提取率的影響，見圖5。

圖5 醇析中乙醇含量對(duì)果膠提取率的影響

從圖5可知，當(dāng)溶液中乙醇濃度為70%時(shí)，果膠產(chǎn)率最高。乙醇濃度低時(shí)，果膠沉淀中水分含量相對(duì)較高，在干燥過程中會(huì)發(fā)生反應(yīng)，使顏色變深。乙醇濃度高時(shí)，果膠沉淀中總含水量低，得到的果膠色澤淺，質(zhì)量較好。但乙醇濃度過高，必然使成本增高，而且乙醇濃度升高至70%后提取率反而下降。

3 結(jié)論

由試驗(yàn)可得微波輔助提取工藝的最佳工藝條件是:微波輻射時(shí)間為2min，微波火力為中火，草酸銨濃度為 4g·L－1，料液比為 1∶15（g∶mL）;醇析中用到的乙醇的最佳濃度是70%，提取率可達(dá)6．907%。

[1] 趙利．果膠的制備及其在食品工業(yè)的應(yīng)用綜述[J]．食品科學(xué)，1999，（5）:32-34．

[2] 彥彪，桂卿，馮輝．果膠的研究概況[J]．內(nèi)蒙古中醫(yī)藥，2000，19（S1）:111-112．

[3] 于惠生．果膠在食品上業(yè)中的應(yīng)用 [J]．食品科學(xué)，1983，15（11）:29-32．

[4] 樊愛萍，劉衛(wèi)，吳榮書．微波輔助提取玫瑰花紅色素工藝的優(yōu)化[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（14）:8336-8338．

[5] 蘇春花，羅金岳，王福升．長節(jié)箬竹葉茶多酚微波輔助提取工藝[J]．林業(yè)科技開發(fā)，2011，25（3）:102-105．

[6] 邱賀媛，肖小華，李攻科．微波輔助提取-高效液相色譜分析制備雞骨草中相思子堿和下箴刺桐堿的研究[J]．分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2011，27（3）:284-288．

Study on Extraction Process of Pectin from Carrot by Microwave

WUChun-yan
（Department of Resources Engineering， Guangxi Modem Vocational Technology College， Hechi547000， China）

The pectin was extracted by microwave from carrot，the effects of microwave irradiation time，microwave firepower，content of ammonium oxalate，solid-liquid ratio，ethanol concentration in alcohol precipitation were studied in the test．Optimal conditions were obtained by test:microwave irradiation time was 2min，microwave firepower was secondary fire，content of ammonium oxalate was 4g／L，solid-liquid ratio was 1∶15 （g∶mL），ethanol concentration in alcohol precipitation was70%，The extraction rate of carrot pectin reached 6．907%．

microwave;carrot;pectin

TS201．2

A

1671-9905（2011）11-0030-03

吳春燕（1982-），女，講師，碩士，主要從事化工方面的研究與教學(xué)工作，E－mail:wuchunyan117＠163．com

2011-08-29