柑橘皮中果胶的提取研究

王锐 黄翔 邓仕英

(长江大学工程技术学院，湖北 荆州 434020)

0 引言

果胶无毒，无刺激性，可用于牙膏的增稠剂和黏结剂、可入口的化妆品、医药止血剂和代血浆[1]、治疗腹泻和重金属中毒、乳化稳定剂和增稠剂、制作果酱等，应用领域广泛，市场需求量大。研究表明：柑橘皮中含有丰富的果胶[2]，约占果皮质量的30%[3]，能较好地满足人类对果胶的使用需求。然而生活中人们在食用柑橘时大多都去果皮，从而产生了生活垃圾，不仅没有合理利用天然果胶，而且给环境带来污染。因此，如何有效地从果皮中提取出天然果胶，变废为宝，具有较大的市场应用前景和社会经济效应，同时也有利于生态环境的保护。魏菊[4]通过采用酸解法提取果胶，研究了酸料比、酸解时间温度对果胶提取率的影响。但是，其提取时间相对较长。本论文采用酸加沸水的方法对柑橘皮中的果胶进行提取，此方法打破恒温条件下提取果胶，不仅缩短了提取时间，而且果胶提取率也相对提高。

1 实验部分

1.1 实验材料与设备

柑橘皮、95%乙醇、盐酸、硫酸、磷酸、等(以上均为分析纯)、DZTW-电子调温电热套、PHS-2F 雷磁pH 计、烘箱、真空泵、抽滤瓶、三颈烧瓶等玻璃仪器。

1.2 提取过程

(1)原料预处理取新鲜柑橘皮，切碎至粒径5～10mm,漂洗沥干放入烘箱烘干，使果胶酶失活。

(2)酸水解提取准确称取预处理柑橘皮20g 至250ml 三口烧瓶中，加入一定量的酸溶液，置于电热套内加热至沸腾提取一定时间，转至离心机中离心分离至上层清液不黏稠为止，即得果胶提取液。

(3)提取率

果胶提取率=M1/M×100%

式中：M1 为提取得果胶的质量；M 为柑橘皮的质量。

2 实验结果与探讨

2.1 样品的处理方式及颗粒大小对果胶提取率的影响

由图1、图2 可知，柑橘皮烘干之后进行提取所得提取率最高，样品颗粒大小为小块颗粒状提取率最高。新鲜的柑橘皮含水较多，且果胶酶处于活性状态会对果胶进行分解，从而降低果胶的提取率；烘干的柑橘皮既能除去自由水分又能使果胶酶失活，有效的提高了果胶的提取率。样品颗粒过大不能充分对果胶进行充分提取，导致果胶的提取率偏低；样品适当碎化呈小块颗粒状可以增加与溶剂的接触面积，有利于果胶的提取，但是样品过度碎化呈粉末状会造成颗粒间的粘连，不利于提取溶剂与之接触，导致果胶的提取率偏低。因此，选择烘干、小块颗粒状柑橘皮进行提取果胶最佳。

图1 样品处理方式对提取率的影响

图2 样品颗粒大小对提取率的影响

2.2 酸的种类对提取率的影响

由图3 可知，以HCl 为提取剂所得提取率最低，H3PO4为提取剂所得提取率最高。

图3 酸的种类对提取率的影响

2.3 提取方法对提取率的影响

由图4 可知，单一采用酸法提取率最低、微波法其次、沸水法较微波法略高、酸加沸水提取率最高。单一采用酸法可能对果胶提取不充分，酸与沸水结合提取更充分提取率就好更高。

图4 提取方法对提取率的影响

2.4 料液比

由图5 可知，料液比在1:10 至1:20 提取率呈上升趋势；料液比为1:20 时果胶提取率最大，料液比1:20 之后提取率呈缓慢下降趋势。这可能是料液比偏小时，溶剂量小不能完全溶解物料和提取物，加之物料粘性大，果胶转移到提取液中的难度也将随之增加，所以果胶提取率偏低；但当溶剂过大时，提取液中果胶浓度太稀，在沉淀时果胶的得率也会相应减少。因此，料液比选择1:20 最佳。

图5 料液比(g/mL)对提取率的影响

3 结语

以柑橘皮为原料对其进行烘干处理探讨出最佳提取工艺是：将柑橘皮碎至小块颗粒状进行烘干处理的样品在酸＋沸水、采用磷酸为提取剂95%乙醇为沉淀剂、料液比为1:20 所得产品提取率最优。