柑橘皮中果膠的提取研究

王銳 黃翔 鄧仕英

(長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北 荊州 434020)

0 引言

果膠無(wú)毒，無(wú)刺激性，可用于牙膏的增稠劑和黏結(jié)劑、可入口的化妝品、醫(yī)藥止血?jiǎng)┖痛獫{[1]、治療腹瀉和重金屬中毒、乳化穩(wěn)定劑和增稠劑、制作果醬等，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，市場(chǎng)需求量大。研究表明：柑橘皮中含有豐富的果膠[2]，約占果皮質(zhì)量的30%[3]，能較好地滿足人類(lèi)對(duì)果膠的使用需求。然而生活中人們?cè)谑秤酶涕贂r(shí)大多都去果皮，從而產(chǎn)生了生活垃圾，不僅沒(méi)有合理利用天然果膠，而且給環(huán)境帶來(lái)污染。因此，如何有效地從果皮中提取出天然果膠，變廢為寶，具有較大的市場(chǎng)應(yīng)用前景和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，同時(shí)也有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。魏菊[4]通過(guò)采用酸解法提取果膠，研究了酸料比、酸解時(shí)間溫度對(duì)果膠提取率的影響。但是，其提取時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。本論文采用酸加沸水的方法對(duì)柑橘皮中的果膠進(jìn)行提取，此方法打破恒溫條件下提取果膠，不僅縮短了提取時(shí)間，而且果膠提取率也相對(duì)提高。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

柑橘皮、95%乙醇、鹽酸、硫酸、磷酸、等(以上均為分析純)、DZTW-電子調(diào)溫電熱套、PHS-2F 雷磁pH 計(jì)、烘箱、真空泵、抽濾瓶、三頸燒瓶等玻璃儀器。

1.2 提取過(guò)程

(1)原料預(yù)處理取新鮮柑橘皮，切碎至粒徑5～10mm,漂洗瀝干放入烘箱烘干，使果膠酶失活。

(2)酸水解提取準(zhǔn)確稱(chēng)取預(yù)處理柑橘皮20g 至250ml 三口燒瓶中，加入一定量的酸溶液，置于電熱套內(nèi)加熱至沸騰提取一定時(shí)間，轉(zhuǎn)至離心機(jī)中離心分離至上層清液不黏稠為止，即得果膠提取液。

(3)提取率

果膠提取率=M1/M×100%

式中：M1 為提取得果膠的質(zhì)量；M 為柑橘皮的質(zhì)量。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與探討

2.1 樣品的處理方式及顆粒大小對(duì)果膠提取率的影響

由圖1、圖2 可知，柑橘皮烘干之后進(jìn)行提取所得提取率最高，樣品顆粒大小為小塊顆粒狀提取率最高。新鮮的柑橘皮含水較多，且果膠酶處于活性狀態(tài)會(huì)對(duì)果膠進(jìn)行分解，從而降低果膠的提取率；烘干的柑橘皮既能除去自由水分又能使果膠酶失活，有效的提高了果膠的提取率。樣品顆粒過(guò)大不能充分對(duì)果膠進(jìn)行充分提取，導(dǎo)致果膠的提取率偏低；樣品適當(dāng)碎化呈小塊顆粒狀可以增加與溶劑的接觸面積，有利于果膠的提取，但是樣品過(guò)度碎化呈粉末狀會(huì)造成顆粒間的粘連，不利于提取溶劑與之接觸，導(dǎo)致果膠的提取率偏低。因此，選擇烘干、小塊顆粒狀柑橘皮進(jìn)行提取果膠最佳。

圖1 樣品處理方式對(duì)提取率的影響

圖2 樣品顆粒大小對(duì)提取率的影響

2.2 酸的種類(lèi)對(duì)提取率的影響

由圖3 可知，以HCl 為提取劑所得提取率最低，H3PO4為提取劑所得提取率最高。

圖3 酸的種類(lèi)對(duì)提取率的影響

2.3 提取方法對(duì)提取率的影響

由圖4 可知，單一采用酸法提取率最低、微波法其次、沸水法較微波法略高、酸加沸水提取率最高。單一采用酸法可能對(duì)果膠提取不充分，酸與沸水結(jié)合提取更充分提取率就好更高。

圖4 提取方法對(duì)提取率的影響

2.4 料液比

由圖5 可知，料液比在1:10 至1:20 提取率呈上升趨勢(shì)；料液比為1:20 時(shí)果膠提取率最大，料液比1:20 之后提取率呈緩慢下降趨勢(shì)。這可能是料液比偏小時(shí)，溶劑量小不能完全溶解物料和提取物，加之物料粘性大，果膠轉(zhuǎn)移到提取液中的難度也將隨之增加，所以果膠提取率偏低；但當(dāng)溶劑過(guò)大時(shí)，提取液中果膠濃度太稀，在沉淀時(shí)果膠的得率也會(huì)相應(yīng)減少。因此，料液比選擇1:20 最佳。

圖5 料液比(g/mL)對(duì)提取率的影響

3 結(jié)語(yǔ)

以柑橘皮為原料對(duì)其進(jìn)行烘干處理探討出最佳提取工藝是：將柑橘皮碎至小塊顆粒狀進(jìn)行烘干處理的樣品在酸＋沸水、采用磷酸為提取劑95%乙醇為沉淀劑、料液比為1:20 所得產(chǎn)品提取率最優(yōu)。