獼猴桃皮渣中果膠提取工藝技術(shù)研究

張開(kāi)心，谷 浩，賀國(guó)鵬，王世博，馬 爽

（沈陽(yáng)工學(xué)院，遼寧撫順，113122）

獼猴桃皮渣中果膠提取工藝技術(shù)研究

張開(kāi)心，谷 浩，賀國(guó)鵬，王世博，馬 爽

（沈陽(yáng)工學(xué)院，遼寧撫順，113122）

本文以獼猴桃皮渣為原材料，對(duì)使用乙醇法提取果膠的工藝技術(shù)進(jìn)行研究，分析了酸堿度、提取溫度、提取時(shí)間和水質(zhì)對(duì)果膠產(chǎn)量的影響，得到了最佳的果膠提取工藝技術(shù)。

獼猴桃；果膠；提取

1 獼猴桃皮渣中果膠的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

獼猴桃作為一種多汁的漿果，其果實(shí)中的維生素、膳食纖維和果膠等有益成分。近些年來(lái)，隨著獼猴桃加工工業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了越來(lái)越多的廢棄物，這些廢棄物最多可以占到原材料獼猴桃的30%之多。因此，如何妥善處理獼猴桃加工生產(chǎn)中的廢棄物，變廢為寶，成為當(dāng)前獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。而這一切的關(guān)鍵在于如何有效的去除獼猴桃皮渣中的結(jié)構(gòu)功能成分——果膠。

果膠是一種分子結(jié)構(gòu)呈鏈狀，廣泛存在于植物中的高分子化合物。通常來(lái)講，果膠根據(jù)其存在的生命周期和生物、物理性質(zhì)可以分為原果膠和水溶性果膠兩種。原果膠多存在于未成熟的植物果實(shí)中，由果膠物質(zhì)和纖維素構(gòu)成，此時(shí)的果實(shí)呈現(xiàn)出脆、硬的特質(zhì)；而水溶性果膠則是隨著果實(shí)的逐漸成熟，果膠物質(zhì)和纖維素分離后具有水溶性的果膠成分，此時(shí)果實(shí)質(zhì)地變得柔軟，果肉變松弛，不再硬、脆。

果膠具有促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)、改善人體腸胃功能的作用。由于果膠的物理化學(xué)性質(zhì)特殊，加之其多樣的生物學(xué)功能，因此被當(dāng)作組織成分劑和穩(wěn)定劑被廣泛應(yīng)用于食品、日化等行業(yè)，是一種得到安全驗(yàn)證的食品添加劑。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的建議，在食品中添加果膠的數(shù)量是不受限制的，除非受到加工工藝的特殊限制。

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器

新鮮的獼猴桃皮渣，濃度為95%的乙醇，去離子水，干燥箱、離心機(jī)、粉碎機(jī)等。

2.2 原料保存

前文中曾經(jīng)提及，獼猴桃中的果膠含量與獼猴桃果實(shí)的成熟程度密切相關(guān)，隨著獼猴桃果實(shí)成熟程度的提高，獼猴桃中的果膠在有關(guān)酶的作用下逐漸轉(zhuǎn)化為果膠酸。因此，在獼猴桃大量成熟上市的季節(jié)，如果不能及時(shí)將獼猴桃皮渣中的果膠提取出來(lái)，則會(huì)導(dǎo)致果膠產(chǎn)量的嚴(yán)重下降。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，考慮到獼猴桃皮渣保存的特殊需求，通常采用干燥保存法，以便于更好的開(kāi)展果膠提取工作。具體操作時(shí)，通常需要根據(jù)原料的含水量來(lái)調(diào)節(jié)獼猴桃皮渣保存的干燥溫度，避免出現(xiàn)原料霉變或者焦化，保證果膠產(chǎn)量。

2.3 果膠提取方法

果膠提取所需原料的多少取決于提取容器的大小，本文中所選用的容器宜采用300g左右的原料。將新鮮的獼猴桃皮渣用清水漂洗干凈，充分搗碎后加入到80攝氏度的熱水中浸泡20分鐘左右，以充分去除酶的活性。將浸泡后的獼猴桃皮渣瀝干，在含有硫酸銅的Ph值為2左右的溶液中，加熱至90攝氏度，保溫90分鐘并充分?jǐn)嚢瑁源偈乖z轉(zhuǎn)化為水溶性果膠。趁熱將處理后的液體進(jìn)行壓濾處理，經(jīng)過(guò)離心機(jī)的離心處理后，得到澄清的果膠溶液。將果膠溶液進(jìn)行減壓濃縮處理，加入具有極強(qiáng)吸附能力的活性炭，進(jìn)行脫色除雜處理，再次過(guò)濾后，加入濃度為95%的乙醇進(jìn)行再次沉淀，過(guò)濾后即可得到果膠纖維體。將得到的果膠纖維體用無(wú)水乙醇清洗幾次后，經(jīng)過(guò)低溫烘干即可得到最終的產(chǎn)物-茶白色的果膠產(chǎn)品。

圖1 pH值對(duì)果膠產(chǎn)率的影響

3 結(jié)果與分析

3.1 pH值對(duì)果膠產(chǎn)量的影響

選定果膠的提取溫度為90攝氏度，提取時(shí)間為90分鐘，改變果膠提取液的pH值，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，不同的pH值對(duì)果膠產(chǎn)率具有較大影響，在pH值介于2-2.5之間時(shí)，果膠產(chǎn)率具有峰值，此時(shí)果膠的提取效果最佳。pH值過(guò)高或者過(guò)低都不適宜的原因在于：在較低pH值提取液的環(huán)境中，原果膠的水解較為嚴(yán)重，因此制約了果膠產(chǎn)率；而當(dāng)pH值較高時(shí)，果膠容易水解為果膠酸，同樣不利于果膠的提取，易導(dǎo)致果膠產(chǎn)率的降低。

3.2 溫度對(duì)果膠產(chǎn)量的影響

不同的提取溫度對(duì)于果膠產(chǎn)量具有十分顯著的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)果膠提取溫度在70攝氏度以下時(shí)，獼猴桃皮渣中果膠的提取速度較慢；而當(dāng)提取溫度超過(guò)95攝氏度的時(shí)候，果膠的產(chǎn)量下降十分明顯。溫度過(guò)高時(shí)，果膠產(chǎn)量下降明顯的原因在于，果膠的耐熱性能較差，過(guò)高的提取溫度會(huì)加劇果膠的水解程度，造成果膠的原有結(jié)構(gòu)被破壞，從而降低果膠產(chǎn)量，因此，在果膠的提取過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將提取溫度嚴(yán)格控制在90攝氏度左右。

3.3 提取時(shí)間對(duì)果膠產(chǎn)量的影響

選定獼猴桃皮渣中果膠的提取溫度為90攝氏度，提取溶液的pH值為2，改變果膠的提取時(shí)間，果膠產(chǎn)率的變化情況如圖2所示。由圖2可知，當(dāng)果膠的提取時(shí)間在90分鐘左右的時(shí)候，果膠產(chǎn)率最大。當(dāng)提取時(shí)間小于90分鐘時(shí)，由于原果膠的水解不夠充分，因此，導(dǎo)致果膠的產(chǎn)率較低；當(dāng)提取時(shí)間超過(guò)90分鐘時(shí)，果膠在提取過(guò)程中發(fā)生了熱降解反應(yīng)，之外，在酸性環(huán)境下，果膠溶液放置過(guò)久也會(huì)加劇果膠酸性分解，以上兩種因素共同作用致使果膠的產(chǎn)率下降。

圖2 提取時(shí)間對(duì)果膠產(chǎn)率的影響

3.4 水質(zhì)對(duì)果膠產(chǎn)量的影響

當(dāng)果膠提取液的pH值選定為2時(shí)，分別選用去離子水、自來(lái)水和加入巨磷酸鹽的自來(lái)水作為提取液，研究不同提取液水質(zhì)對(duì)果膠產(chǎn)量的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：普通自來(lái)水中含有較多的鈣離子、鎂離子，這些離子能夠在一定程度上抑制原果膠轉(zhuǎn)化成水溶性果膠，具有良好的封閉作用；而去離子水中由于不存在上述離子，因此用作果膠的提取液時(shí)，具有較高的果膠產(chǎn)量。而在普通自來(lái)水中，加入巨磷酸鹽可以與自來(lái)水中原有的鈣離子和鎂離子結(jié)合，消除上述兩種離子對(duì)原果膠的封閉作用，同時(shí)還可以在一定程度上軟化獼猴桃的皮渣，有利于皮渣中原果膠的溶出，縮短果膠的提取時(shí)間，提高果膠產(chǎn)量。

4 結(jié)論

皮渣是獼猴桃深加工后的剩余廢物，利用獼猴桃皮渣提取果膠不僅實(shí)現(xiàn)變廢為寶，降低成本的目標(biāo)，同時(shí)亦有助于提高獼猴桃的加工利用程度。

利用乙醇法從獼猴桃皮渣中提取果膠的最佳工藝條件：提取液的pH值為2，提取溫度為90攝氏度，提取時(shí)間為90分鐘。與鹽析法相比而言，具有操作簡(jiǎn)便，易于控制的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)環(huán)境的污染較少。

[1]王滿力,吳英華,吳惠芳. 從獼猴桃皮渣中提取果膠的工藝研究[J]. 食品科技,2003,01:85-86+90.

[2]李加興,劉飛,蔣秀英,陳雙平,秦軼,李偉. 響應(yīng)面法優(yōu)化獼猴桃皮渣中的果膠提取工藝[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2009,09:137-141.

Research on pectin extraction technology of kiwi fruit peel slag

Zhang Kaixin,Gu Hao, He Guopeng Wang Shibo, Ma Shuang
（shenyang institute of technology, Fushun Liaoning, 113122）

this article to kiwi fruit peel slag as raw materials, the use of ethanol, extraction technology of pectin, analyzed the ph value, extracting temperature, extracting time and the impact of water quality on pectin yield, got the best of pectin extraction technology.

kiwi fruit; Pectin; extract