微波辅助提取脐橙皮果胶的工艺研究

魏秋红，张东军，贾 娟

（漯河职业技术学院 食品工程系，河南 漯河 462000）

微波辅助提取脐橙皮果胶的工艺研究

魏秋红，张东军，贾 娟

（漯河职业技术学院 食品工程系，河南 漯河 462000）

采用微波辅助法提取脐橙皮中的果胶，研究微波火力、微波辐射时间、pH值和料液比对果胶得率的影响。通过单因素实验和正交试验确定提取脐橙皮果胶的最佳工艺条件：微波火力为中高火，微波辐射时间为5 min，pH值为1.5，料液比（g∶mL）为1∶20，果胶得率可达25.49%。与直接加热提取法相比，微波辅助提取法是一种省时、高效的提取脐橙皮果胶的新方法。

微波；脐橙皮；果胶；提取；工艺

果胶系原果胶、果胶酯酸和果胶酸的总称，是一种天然高分子化合物，广泛存在于高等植物的根、茎、叶和果实的细胞壁中［1］。果胶是人体七大营养素中膳食纤维的主要成分，具有抗腹泻、抗癌、治疗糖尿病和减肥等功效，并且具有良好的凝胶性和乳化稳定性，在食品工业中被广泛应用，也是医药和化妆品工业不可缺少的辅料［2，3］。有资料表明，全世界果胶的年需求量约20000 t。有关专家预计，果胶的年需求量仍将以15%的速度增长。据不完全统计，我国每年消耗果胶约1500 t，其中约80%从国外进口，与世界水平相比，其需求量仍呈高速增长趋势，因此，大力开发我国丰富的果胶资源，生产出优质果胶，满足国内外市场需求已显得极为迫切［4］。

我国脐橙皮资源丰富，但大部分被丢弃，既污染了环境，又造成了资源浪费。脐橙果皮占果重的20%（w/w），果胶含量丰富。目前酸提取乙醇沉淀和酸提取盐析法在果胶提取中应用最为广泛［5］。采用微波辅助法提取果胶，目标组分得率高，且不会破坏果胶的长链结构，果胶得率和质量都有提高［6］。本研究以脐橙皮为原料，对微波辅助法提取果胶进行初步探索，研究微波火力、微波辐射时间、pH值、料液比等因素对果胶得率的影响，并与直接加热提取法进行对比，以期为脐橙皮果胶提取工艺提供更好的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

脐橙为江西赣州脐橙；盐酸、95%乙醇、活性炭均为分析纯。

HH-600恒温水槽：上海百典仪器设备有限公司；WP800W微波炉：广东格兰仕集团有限公司；pHS-3C酸度计：深圳市凯铭杰仪器设备有限公司；SHZ-D循环水式真空泵：上海予正仪器设备有限公司；FA2004B电子天平：天津岩思晟商贸有限公司；YZG-600电热真空干燥箱：南京普晋电热设备有限公司。

1.2 试验方法

称取10.0000 g脐橙皮干品，用清水洗净后放入烧杯中，加入足量的水，90℃下水浴保温10 min，使酶失活。水洗后剪成3～5 mm大小的颗粒，用50℃左右的热水漂洗3～5次，直至水为无色、果皮无异味。将预处理后的原料按照设定的料液比加入设定pH值的盐酸中，在设定微波火力下辐射一定时间，然后缓缓地加入1.3倍体积的95%乙醇进行醇析。经过滤得到沉淀，将沉淀放入真空干燥箱中干燥，即可得到纯度较好的果胶。称取果胶的质量，计算得率，并与直接加热提取法进行比较。

2 结果与分析

2.1 微波火力对果胶得率的影响

取10.0000 g脐橙皮干品，加入200 mL pH值为1.5的HCl，采用设定的微波火力辐射7 min，研究不同的微波火力对果胶得率的影响，结果如图1所示。由图1可见，果胶得率先是随着微波火力的增大而上升，中高火之后下降。可能是因为过大的火力会导致果胶分解，造成果胶得率下降。因此，正交试验选择中火、中高火、高火这三个水平。

图1 微波火力对果胶得率的影响

2.2 微波辐射时间对果胶得率的影响

取10.0000 g脐橙皮干品，加入200 mL pH值为1.5的HCl，微波火力为中高火，研究不同的微波辐射时间对果胶得率的影响，结果如图2所示。由图2可见，果胶得率先是随着微波辐射时间的增加而上升，7 min之后下降。可能是因为长时间辐射会造成果胶成分的分解，使果胶产量下降。因此，正交试验选择5、7、9 min这三个水平。

图2 微波辐射时间对果胶得率的影响

2.3 pH值对果胶得率的影响

取10.0000 g脐橙皮干品，加入200 mL设定pH值的HCl，微波火力为中高火，辐射7 min，研究不同的pH值对果胶得率的影响，结果如图3所示。由图3可见，pH值调整至1.5时，果胶得率最高。因此，正交试验选择pH值1.5、2.0、2.5这三个水平。

图3 pH值对果胶得率的影响

2.4 料液比对果胶得率的影响

取10.0000 g脐橙皮干品，加入设定量的pH值为1.5的HCl，微波火力为中高火，辐射7 min，研究不同的料液比对果胶得率的影响，结果如图4所示。由图4可见，料液比为1∶20时，果胶得率最高。果胶的萃取既要使原果胶尽量多地转化为可溶性果胶，又要尽可能减少可溶性果胶的降解。因此，正交试验选择料液比1∶15、1∶20、1∶25这三个水平。

图4 料液比对果胶得率的影响

2.5 正交试验结果

在单因素实验的基础上，按照表1进行正交试验，正交试验的结果如表2所示。

由表2可见，四个因素对果胶得率的影响程度为D＞C＞A＞B，即料液比＞pH值＞微波火力＞微波辐射时间；微波辅助法提取脐橙皮果胶的最佳工艺条件为A2B1C1D2，即当微波火力为中高火、微波辐射时间为5 min，pH值为1.5，料液比（g∶mL）为1∶20时，果胶的得率最高。按此组合进行3次平行试验，果胶的平均得率为25.49%。

表1 正交试验因素水平表

表2 L9（34）正交试验结果

2.6 微波辅助法与直接加热提取法的比较

按照正交试验确定的最佳工艺条件提取脐橙皮果胶，与直接加热提取法［7］进行比较，通过3次平行试验，结果如表3所示。

表3 微波辅助法与直接加热提取法的比较

由表3可见，微波辅助法与直接加热提取法相比，不但提取时间明显缩短，而且果胶得率也提高了8.38%。

3 结论

微波辅助提取脐橙皮果胶的最佳工艺条件如下：微波火力为中高火，微波辐射时间为5 min，以pH值为1.5的HCl为提取剂，料液比（g∶mL）为1∶20。与直接加热提取法相比，微波辅助法的提取时间由90 min缩短至5 min，果胶得率由17.11%提高到25.49%。因此，采用微波辅助法提取脐橙皮果胶可以明显缩短提取时间，提高果胶得率，具有省时、高效的优点。微波辅助法为脐橙皮果胶的提取提供了一条新途径。

［1］赵二劳，张敏，李颖，等.超声波辅助提取胡萝卜中果胶的研究［J］.中国食品添加剂，2011，（5）：103－106.

［2］岳贤田.微波辅助提取苹果皮中果胶的研究［J］.食品研究与开发，2011，（4）：101－103.

［3］黄永春，马月飞，谢清若，等.超声波辅助提取西番莲果皮中果胶的研究［J］.食品科学，2006，（10）：341－344.

［4］李勇慧，于向利，周露.微波法提取柚子皮中果胶的工艺研究［J］.广东农业科学，2011，（3）：84－86.

［5］汪葵，叶晓燕.脐橙皮再利用研究［J］.天津化工，2007，（4）：40－42.

［6］陈熠，熊远福，文祝友，等.果胶提取技术研究进展［J］.中国食品添加剂，2009，（3）：81－84.

［7］Francisco R M，Cristina Soler-Rivasa，Obdulio Benavente-G，et al.By-products from Different Citrus Processes as a Source of Customized Functional Fibres［J］.Food Chemistry，2007，（100）：736－741.

［责任编辑：季 坤］Study on the Processing Technology of M icrowave-assisted Extracting Pectin from Orange Peel

WEIQiu-hong，ZHANG Dong-jun，JIA Juan
（Department of Food Engineering，Luohe Vocational Technology College，Luohe462000，Henan，China）

Abstract：The pectin was extracted by microwave from orange peel.The influence of microwave firepower，microwave irradiation time，pH and the ratio formaterial and liquid on the yield of pectin was studied.The optimal conditions were obtained by single factor experiments and orthogonal experiments as following：microwave firepower was secondary high fire，microwave irradiation time was 5 min，pH was 1.5，the ratio for material and liquid was 1∶20（g∶mL）.The extraction rate of pectin reached 25.49%.Compared with direct heating extraction，microwave-assisted extraction was an time-saving and efficientmethod for extracting pectin from orange peel.

microwave；orange peel；pectin；extraction；process

TS209

A

1006－8481（2014）04－0017－03

2014－04－10

魏秋红（1976—），女，漯河职业技术学院食品工程系讲师，硕士。