苹果皮中果胶提取工艺的优化

高维

摘要：果胶在食品加工行业中运用广泛，提取苹果皮中果胶的传统方法是采用酸萃取法、草酸铵提取法等，而单一的提取法不能使苹果皮中果胶最大量地溶出来，且果胶纯度不高。研究了盐析法提取苹果皮中果胶的主要因素，采用单因素试验及正交试验法确定最佳提取工艺。结果表明，最佳工艺条件为料液比1∶13（g∶mL），pH 2.0，提取时间1.5 h，提取温度85 ℃，在此条件下测得苹果皮果膠提取率达13.98%。

关键词：苹果皮；盐析法；果胶；提取率

中图分类号：S661.1；TS255.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）08-2074-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.08.039

Abstract： Pectin was widely used in food processing industry， extracting slag apple pectin in the traditional method was to use acid extraction method， ammonium oxalate extraction， etc.， and single extraction method could not make apple pectin dissolve the maximum quantity， and pectin purity was not high. The main factors of extracting apple pectin in the salting out method was discussed， using the single factor test and orthogonal test method to determine the best extraction process. The results showed that，when the material liquid ratio was 1∶13， the pH was 2.0， the extracting time was 1.5 h， the extraction temperature was 85 ℃， the maximum pectin extraction rate was 13.98%.

Key words：apple peel； salting out method； pectin； extraction yield

果胶是一种重要的天然高分子物质，在食品、日化、医药等行业都有较广泛的应用[1]。国内果胶产量低、质量差，与国外果胶产品相比缺乏竞争力。因此，研究和开发新的制备工艺，以满足实际生产需求，是目前急需解决的难题。

中国是苹果生产大国，苹果渣既造成环境污染，又是对资源的极大浪费，苹果相关产品生产企业处理苹果渣需要投入一定的资金。目前，苹果渣的综合利用还不够充分。苹果渣中富含果胶，可作为制备果胶的原材料[2，3]。采用酸液浸提-盐沉析的工艺从苹果皮中提取果胶，可明显减少乙醇耗用量，降低产品成本[4，5]。

1 材料与方法

1.1 材料

GZX-9070MBE型鼓风干燥箱：上海博讯，LD5-10型离心机：北京京立离心机有限公司，HH-2型数显恒温水浴锅：常州国华电器有限公司，SE602F型电子分析天平：奥豪斯仪器有限公司，SHZ-D型循环水真空泵：巩义市予华仪器有限公司，FZ102型食物粉碎机：天津仪器有限公司。

1.2 工艺流程

苹果皮→干燥→水洗→水解萃取→热过滤→滤液→浓缩→沉淀→离心→脱色→干燥→粉碎→过筛→果胶[6-8]。

1.3 单因素试验

1.3.1 料液比对苹果皮中果胶提取率的影响 控制水浴温度为85 ℃，提取时间为2.0 h，pH为2.0，分别采用不同的料液比（1∶9、1∶11、1∶12、1∶13、1∶14、1∶15）（g∶mL，下同）按上述流程提取果胶，称重并计算提取率[8-10]。

1.3.2 pH对苹果皮中果胶提取率的影响 控制水浴温度为85 ℃，提取时间为2.0 h，按照“1.3.1”中得到的最佳料液比进行配比，分别采用不同的pH（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5）提取果胶，称重并计算提取率。

1.3.3 提取温度对苹果皮中果胶提取率的影响 控制提取时间为2.0 h，按照“1.3.1”和“1.3.2”中得到的最佳pH和料液比来控制料液比和pH，分别采用不同的温度（55、65、75、85、95 ℃）提取果胶，称重并计算提取率。

1.3.4 提取时间对苹果皮中果胶提取率的影响 按照上述得到的最佳料液比、pH、提取温度，分别采用不同的提取时间（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h）提取果胶，称重并计算提取率。

1.4 正交试验

在提取果胶试验过程中有多个影响因素，为了得到优化方法，选取提取时影响较大的4个因素：料液比、温度、pH、提取时间进行正交试验，因素与水平见表1。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 料液比对苹果皮中果胶提取率的影响 由图1结果可知，当料液比大于1∶13时，提取率随溶剂的增加而增加；当料液比小于1∶13时，提取率将会随溶剂的增加而趋于平稳，变化不明显。料液比过高，则不能够使果胶充分溶出；料液比过低，可能会使其他物质溶解于水，产生杂质，从而降低了提取率。因此，选择料液比为1∶13。

2.1.2 pH对苹果皮中果胶提取率的影响 由图2可知，当pH小于1.5时，果胶提取率较低；pH为2.0时，效果最好，可能由于酸度过高，原果胶水解反应过于强烈，果胶脱酯降解使提取率偏低；pH过高水解反应迟钝，果胶稳定性降低容易水解成果胶酸，产品提取率不仅会降低，同时果胶的质量也会减弱，颜色会加深。因此，pH控制在2.0，果胶的提取率最高。同时还发现此时提取出的果胶颜色较均匀。

2.1.3 温度对苹果皮中果胶的提取率的影响 由图3可知，在85 ℃以前，提取率随温度升高而增加，但水解速度太慢，提取不完全；85 ℃以后，提取率随温度增加而减少，这可能是由于果胶的耐热性较差，提取温度过高则会引起果胶本身结构的破坏而使得其提取率降低；從数据分析可知，85 ℃是最佳的提取温度。

2.1.4 提取时间对苹果皮中果胶提取率的影响 由图4可知，在提取时间为1.5 h时提取率最高，提取时间过长可能会导致果胶物质发生分解从而降低了果胶的提取率；提取时间过短则不能使果胶充分溶出。

2.2 正交试验结果

由表2的正交试验结果分析可知，4因素对果胶提取率的影响顺序依次是pH>提取温度>提取时间>料液比。提取果胶的最佳条件为B3C3D3A3，即pH 2.0、温度为85 ℃、提取时间1.5 h、料液比为1∶13，在此最佳工艺条件下提取果胶， 提取率明显提高，可以高达13.98%。

3 结论

影响果胶提取的因素很多[11-14]，通过单因素试验得知，在同等条件下，盐沉淀法比乙醇沉淀法提取果胶率高；去离子水比自来水作为提取液产率高；用亚硫酸作水解酸提取果胶的产率较高。在单因素试验的基础上进行正交试验，得出最佳工艺条件是pH 2.0、温度为85 ℃、提取时间1.5 h、料液比为1∶13，在此最优条件下果胶提取率达13.98%。

参考文献：

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