汶川和漢源車(chē)?yán)遄又泄z提取工藝優(yōu)化研究

摘 要 為拉動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，開(kāi)發(fā)利用車(chē)?yán)遄由罴庸ぎa(chǎn)品通過(guò)超聲輔助酸法提取汶川和漢源車(chē)?yán)遄又械墓z，最終確定果膠的最佳提取條件：用pH值為2的酸性水溶液作為提取劑，料液比（料、液?jiǎn)挝环謩e為g、mL）為1∶35，提取溫度為60 ℃，提取時(shí)間為105 min。采用咔唑比色法測(cè)定車(chē)?yán)遄又泄z含量，結(jié)果表明：汶川車(chē)?yán)遄又刑崛〉焦z的最大含量為25.89 mg·g-1，漢源車(chē)?yán)遄又刑崛〉焦z的最大含量為28.96 mg·g-1。

關(guān)鍵詞 車(chē)?yán)遄樱还z；咔唑比色法；提取工藝；四川省汶川縣；四川省漢源縣

中圖分類(lèi)號(hào)：S662.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.13.034

車(chē)?yán)遄右虮旧淼奈兜辣容^酸甜多汁而受到社會(huì)大眾的青睞，由于肉質(zhì)組成中富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括大量的氨基酸、維生素及各種微量元素，非常適合各類(lèi)人群食用，尤其是工作、學(xué)業(yè)或者日常生活壓力緊張而精神疲憊的人們[1]。蘋(píng)果、葡萄等人們最常用的果品中富含的維生素A也僅為車(chē)?yán)遄又兴?/4或1/5[2]。但并不是每一顆車(chē)?yán)遄佣伎梢赃M(jìn)入市場(chǎng)流通，因此利用好“次果”進(jìn)行再加工可能會(huì)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益，也可以更好地減少資源浪費(fèi)。四川省漢源縣車(chē)?yán)遄赢a(chǎn)量每年達(dá)2.5萬(wàn)t，而汶川目前也已經(jīng)成為我國(guó)高質(zhì)量車(chē)?yán)遄臃N植生產(chǎn)基地之一[3]，大量的產(chǎn)出也就代表著每年都有不可計(jì)量的次品車(chē)?yán)遄?。如果?duì)這些資源加以更好地利用，不僅可以減少浪費(fèi)、保護(hù)環(huán)境，還可以創(chuàng)造一筆可觀的收入。

車(chē)?yán)遄拥募庸な称分饕ü?、果脯、果醬和罐頭等，如使用果膠制作的凝固劑、乳化物和穩(wěn)定劑既可制造相關(guān)食品[4]，還可用以制作乳制品、可食用薄膜等[5]。果膠是一種由糖苷鍵連接而成的植物多糖，主要存在于活的植物的初生細(xì)胞壁中[4]。有研究表明果膠生物活性與分子量大小有關(guān)，在一定的分子量范圍內(nèi)如果該果膠具有的分子量較低，那么其生物活性就較高，反之亦然[6]。果膠的加工具有非常廣泛的空間，在食品加工應(yīng)用中可以作為一種高級(jí)的天然食品添加劑；在醫(yī)療行業(yè)中又可以作為保健品成分。果膠可在食品加工業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)、化妝品業(yè)及紡織業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用[7]，可以起到降血脂、控制體質(zhì)量、防癌抗癌[8-9]、治療腹瀉、降糖[10]等作用。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織和聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生組織認(rèn)為，果膠是我們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N安全的食品添加劑[11]，歐盟把它作為普通人群的日常食品添加劑，不需要規(guī)定每天的攝入量[12]。目前，國(guó)內(nèi)超80%的果膠需依賴(lài)進(jìn)口且價(jià)格昂貴[13]。

車(chē)?yán)遄淤Y源越來(lái)越豐富，但對(duì)其果膠的加工利用率低，如能加以綜合利用，將會(huì)為車(chē)?yán)遄赢a(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新的思路?，F(xiàn)在提取果膠的方法主要包括生物酶降解法[11]、超聲波輔助提取法[14]、高價(jià)鐵鹽沉淀法及乙醇沉淀法等[15]。利用超聲波輔助法提取車(chē)?yán)遄又械墓z主要是利用超聲波在傳遞過(guò)程中的振動(dòng)作用，其液體中的氣泡產(chǎn)生破裂效果，使細(xì)胞內(nèi)水溶性果膠流出從而達(dá)到提取目的，這種方法便于操作且同時(shí)提高了提取效率[16]。利用酸法提取果膠是以酸性水溶液作為提取劑，植物細(xì)胞中水不溶性果膠在加熱、酸性的條件下轉(zhuǎn)化成為水溶性果膠[17]，從而達(dá)到提取目的。果膠沉淀：將果膠從提取液中分離出來(lái)的方法主要有無(wú)機(jī)鹽鹽析法、有機(jī)溶劑沉淀法等，工業(yè)上沉淀果膠的方法主要采取這兩種[18]，利用果膠幾乎不溶于乙醇等有機(jī)溶劑這一特點(diǎn)可以把乙醇加入果膠提取液中將其沉淀出來(lái)。目前果膠含量的測(cè)定方法主要有紫外分光光度法、原子分光光度法、紅外吸收光譜法、咔唑比色法[19]等。探究測(cè)定汶川和漢源車(chē)?yán)遄又械墓z含量，選擇操作簡(jiǎn)單易行、成本較低的咔唑比色法[20]。

1" 材料與方法

1.1" 材料

實(shí)驗(yàn)樣品：車(chē)?yán)遄?，采摘于四川省汶川縣和漢源縣。

實(shí)驗(yàn)藥品：無(wú)水乙醇、鹽酸、硫酸、咔唑（分析純），成都市科隆化學(xué)品有限公司；D-半乳糖醛酸（對(duì)照品），成都市科隆化學(xué)品有限公司。

儀器及設(shè)備：電熱鼓風(fēng)干燥箱（DHG-2150B），鄭州賽熱達(dá)窯爐有限公司；粉碎機(jī)（XL-08搖擺式），廣州市旭朗機(jī)械設(shè)備有限；超聲波清洗機(jī)（PS-100A），東莞市潔康超聲波設(shè)備有限公司；電子分析天平（JJ324BC），深圳市億博蘭電子有限公司；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（UV-1800PC），上海美譜達(dá)儀器有限公司；循環(huán)水式多用真空泵（SHB-Ⅲ），鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司。

1.2" 方法

1.2.1" 車(chē)?yán)遄訕悠诽幚?/p>

車(chē)?yán)遄犹幚砹鞒蹋盒迈r車(chē)?yán)遄印ズ恕⒏邷販缑浮麴s水漂洗脫色→烘干、粉碎→過(guò)80目篩，備用。

具體做法：將新鮮的車(chē)?yán)遄尤ズ撕蠹尤胍欢咳ルx子水沒(méi)過(guò)車(chē)?yán)遄?，水浴鍋加熱?0 ℃）10 min，使果膠酶失去活性，加熱完成后用去離子水漂洗車(chē)?yán)遄庸庵料匆撼蕼\色，盡可能多地除去車(chē)?yán)遄又械纳丶翱扇苄蕴堑任镔|(zhì)。將車(chē)?yán)遄庸馄戒佋谂囵B(yǎng)皿上，放入鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥，在50 ℃下干燥至恒質(zhì)量后將其放入萬(wàn)能粉碎機(jī)中粉碎得到車(chē)?yán)遄臃勰?，過(guò)篩后放入具塞廣口瓶中保存?zhèn)溆谩?/p>

果膠提取流程：超聲波輔助酸法提取果膠→過(guò)濾、濃縮→無(wú)水乙醇沉淀→抽濾→干燥稱(chēng)質(zhì)量→果膠粗品。

具體做法：準(zhǔn)確稱(chēng)取1 g車(chē)?yán)遄臃勰┯阱F形瓶中，加入一定體積的pH值為2的酸性水溶液作為提取劑，將錐形瓶放入已調(diào)節(jié)好溫度及時(shí)間的恒溫超聲波清洗機(jī)中進(jìn)行提取，等超聲提取結(jié)束后，趁熱抽濾得到含有果膠的濾液。

將濾液加熱濃縮以減少藥品浪費(fèi)，等待濾液冷卻后加入其體積2倍的無(wú)水乙醇，靜置60 min后使用真空泵進(jìn)行抽濾，所得沉淀用無(wú)水乙醇洗滌2次。將沉淀平鋪于小燒杯底部，放置在電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)（60 ℃）干燥至恒質(zhì)量，此時(shí)將得到車(chē)?yán)遄庸z粗產(chǎn)品，稱(chēng)量并記錄。

1.2.2" 繪制果膠含量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線

準(zhǔn)確稱(chēng)取D-半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)品0.1 g放置于小燒杯中，加一定量蒸餾水溶解后轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中定容，得到半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，備用。取儲(chǔ)備液配制濃度分別為20.00、40.00、60.00、80.00、100.00、120.00 μg·mL-1的半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)系列。分別從6個(gè)濃度的半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)系列中，取出1.00 mL溶液置于6個(gè)帶塞試管中，再分別緩慢加入5 mL濃硫酸于各個(gè)帶塞試管中；另取一支試管加入1 mL蒸餾水，也加入5 mL的濃硫酸作對(duì)照組。將7個(gè)試管放置在65 ℃的恒溫水浴鍋中加熱15 min，取出，待自然冷卻后分別在每個(gè)試管中加入0.1 mL的0.15%咔唑無(wú)水乙醇溶液，搖勻，放置于暗處顯色3 h。在530 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度值，繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性回歸方程：y=0.006 8 x-0.046 0，相關(guān)系數(shù)R2= 0.999 6，見(jiàn)圖1。

1.2.3" 提取車(chē)?yán)遄又泄z的單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.3.1" " 料液比

準(zhǔn)確稱(chēng)取5份1 g車(chē)?yán)遄訕悠酚?50 mL錐形瓶中，以鹽酸調(diào)節(jié)pH值為2的水溶液作為提取劑，在各錐形瓶中分別加入料液比（料、液?jiǎn)挝环謩e為g、mL）為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50的提取液，超聲水浴溫度為60 ℃，超聲提取時(shí)間90 min后，將提取液進(jìn)行抽濾濃縮，冷卻后加入濾液2倍體積的無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀得到果膠，沉淀用無(wú)水乙醇洗滌2次，將所得果膠放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中，恒溫60 ℃進(jìn)行烘干稱(chēng)質(zhì)量并記錄，每組做3次平行實(shí)驗(yàn)。

1.2.3.2" " 提取時(shí)間

準(zhǔn)確稱(chēng)取5份1 g車(chē)?yán)遄訕悠酚?50 mL錐形瓶中，以鹽酸調(diào)節(jié)pH值為2的水溶液作為提取劑，加入料液比為1∶30的酸溶液，超聲的水浴溫度為60 ℃，提取時(shí)間分別設(shè)定為30、60、90、120、150 min后，將提取液進(jìn)行抽濾濃縮，冷卻后加入濾液體積2倍的無(wú)水乙醇沉淀得到果膠，沉淀用無(wú)水乙醇洗滌2次，將所得果膠放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中，恒溫60 ℃進(jìn)行烘干稱(chēng)質(zhì)量并記錄，每組做3次平行實(shí)驗(yàn)。

1.2.3.3" " 超聲溫度

準(zhǔn)確稱(chēng)取5份1 g車(chē)?yán)遄訕悠酚?50 mL錐形瓶中，以鹽酸調(diào)節(jié)pH值為2的水溶液作為提取劑，加入料液比為1∶30的酸溶液，超聲水浴溫度分別設(shè)定為40、50、60、70、80 ℃，提取90 min后，將提取液進(jìn)行抽濾濃縮，冷卻后加入濾液2倍體積的無(wú)水乙醇沉淀果膠，沉淀用無(wú)水乙醇洗滌2次，將所得果膠放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中，恒溫60 ℃進(jìn)行烘干稱(chēng)質(zhì)量并記錄，每組做3次平行實(shí)驗(yàn)。

1.2.4" 正交試驗(yàn)優(yōu)化提取車(chē)?yán)遄庸z的條件

以料液比、溫度及時(shí)間作為考察因素，以提取的車(chē)?yán)遄庸z含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，每個(gè)單因素設(shè)置3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正交，見(jiàn)表1。

1.2.5" 車(chē)?yán)遄庸z含量測(cè)定

釆用咔唑比色法測(cè)定樣液中的半乳糖醛酸含量，按照步驟1.2.2的操作方法測(cè)定出按比例稀釋后的車(chē)?yán)遄庸z溶液的吸光度并按公式計(jì)算出車(chē)?yán)遄又械墓z含量（P）：

P= [（C×N×V）/（W×106）]×100%

式中：C為根據(jù)步驟1.2.2中標(biāo)準(zhǔn)曲線算得的半乳糖醛酸濃度（μg·mL-1） ；V為測(cè)定的車(chē)?yán)遄庸z提取液的總體積（mL） ；N為稀釋倍數(shù); W為果膠樣品的質(zhì)量（g）。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 料液比對(duì)車(chē)?yán)遄又泄z含量的影響

各組實(shí)驗(yàn)中超聲時(shí)間為90 min，超聲溫度為60 ℃，用pH值為2的鹽酸溶液作為提取劑，車(chē)?yán)遄又泄z平均含量隨料液比的變化見(jiàn)圖2。車(chē)?yán)遄庸z提取量先隨著料液比的增加而增加達(dá)到最高點(diǎn)后開(kāi)始有下降趨勢(shì)，但下降趨勢(shì)較為緩和，結(jié)果表明當(dāng)料液比為1∶40時(shí)車(chē)?yán)遄庸z提取率最大。當(dāng)料液比過(guò)小時(shí)原材料浸提不充分從而導(dǎo)致產(chǎn)量較??；料液比達(dá)到1∶40時(shí)車(chē)?yán)遄又械墓z基本溶解于提取劑中從而達(dá)到最大提取量；再增加料液比提取量反而減少，因?yàn)樘崛┰黾?，加熱時(shí)溶液揮發(fā)量增大會(huì)帶走一部分水溶性果膠導(dǎo)致產(chǎn)品量減少。另外，在相同加熱時(shí)間內(nèi)提取劑增加致使加熱不充分果膠不能完全溶解于提取劑中，如果繼續(xù)增加料液比則會(huì)造成藥品浪費(fèi)[21]，因此，選擇最佳料液比為1∶40。

2.2" 超聲時(shí)間對(duì)車(chē)?yán)遄又泄z含量的影響

各組實(shí)驗(yàn)中提取液用量為40 mL，超聲溫度為60 ℃，提取液pH值為2，車(chē)?yán)遄又泄z平均含量隨超聲時(shí)間的變化見(jiàn)圖3。車(chē)?yán)遄庸z提取量隨超聲時(shí)間的變化呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，但下降幅度不明顯。超聲時(shí)間過(guò)短果膠只有少部分轉(zhuǎn)化為水溶性果膠；當(dāng)超聲時(shí)間增加至90 min時(shí)達(dá)到最高點(diǎn)，此時(shí)果膠轉(zhuǎn)化達(dá)到最大，車(chē)?yán)遄庸z提取量最大；超聲時(shí)間超過(guò)90 min，再增加超聲時(shí)間，在熱酸性作用下果膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞從而發(fā)生降解，導(dǎo)致提取量反而呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)[22]，因此，選擇最佳超聲時(shí)間為90 min。

2.3" 超聲溫度對(duì)車(chē)?yán)遄又泄z含量的影響

各組實(shí)驗(yàn)中提取液用量為40 mL，超聲時(shí)間為90 min，提取液pH值為2，車(chē)?yán)遄又泄z平均含量隨超聲溫度的變化見(jiàn)圖4。整體變化呈現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)，當(dāng)溫度保持在40～60 ℃時(shí)隨著超聲溫度的不斷增加，車(chē)?yán)遄庸z的提取量也在增加，溫度過(guò)低果膠在酸作用下不能達(dá)到轉(zhuǎn)化為水溶性果膠的條件，也不能溶解于提取劑中[23]；當(dāng)溫度達(dá)到60 ℃時(shí)果膠溶解達(dá)到最大，有最高的提取量；繼續(xù)升高溫度可能會(huì)破壞果膠的結(jié)構(gòu)并且會(huì)增加多糖的溶解，而果膠本就是一種植物多糖[6]，增加溫度導(dǎo)致果膠溶解反而使其提取量減小，因此，選擇最佳超聲溫度為60 ℃。

2.4" 正交實(shí)驗(yàn)

結(jié)果見(jiàn)表2，可以看出第6組在最佳提取條件下有最大提取量。極差R結(jié)果表明，影響提取車(chē)?yán)遄又械墓z含量的因素為：超聲溫度＞超聲時(shí)間＞料液比，從中可以看出料液比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)影響小于超聲時(shí)間，而超聲溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響最大。從表2中還可以得出提取果膠的最佳條件：料液比為1∶35，提取溫度為60 ℃，提取時(shí)間為105 min。

2.5" 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

在優(yōu)化后的最佳條件下再次進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)，得到用鹽酸調(diào)節(jié)pH為2的水溶液作為提取劑，料液比為1∶35，超聲溫度為60℃，超聲時(shí)間為105 min為最佳提取條件。在此條件下分別提取漢源車(chē)?yán)遄雍豌氪ㄜ?chē)?yán)遄又械墓z，做3次平行實(shí)驗(yàn)取平均值，測(cè)定出漢源車(chē)?yán)遄又泄z的最大含量為28.96 mg·g-1， 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.29%；汶川車(chē)?yán)遄又泄z的最大含量為25.89 mg·g-1，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.19%。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于0.30%，重現(xiàn)性較好。

3" 結(jié)論與討論

利用咔唑比色法測(cè)得漢源車(chē)?yán)遄又泄z的最大含量為28.96 mg·g-1，汶川車(chē)?yán)遄又泄z的最大含量為25.89 mg·g-1。果肉中的果膠酶會(huì)使果膠分解成為小分子寡糖[20]，從而導(dǎo)致果膠流失，讓提取的果膠產(chǎn)量減少，因此先進(jìn)行滅酶，使果膠酶失去活性。汶川縣經(jīng)災(zāi)后重建和政府脫貧攻堅(jiān)政策實(shí)施，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人民生活質(zhì)量有了很大提升。車(chē)?yán)遄幼鳛楫?dāng)?shù)靥厣慕?jīng)濟(jì)作物，與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)密切相關(guān)，對(duì)拉動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型起到了至關(guān)重要的作用。

車(chē)?yán)遄庸z加工業(yè)還具有很大的發(fā)展空間和良好的市場(chǎng)前景。在我國(guó)果膠的消費(fèi)量每年高達(dá)1 500 t，其中80%的果膠依靠于國(guó)外進(jìn)口[21]。如果將扔掉的車(chē)?yán)遄蛹右愿玫乩?，從中提取果膠，不僅可以減少資源的浪費(fèi)、保護(hù)環(huán)境，還可以創(chuàng)造一筆可觀的收入，提高人民的生活質(zhì)量。

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（責(zé)任編輯：易" 婧）

收稿日期：2024-03-04

基金項(xiàng)目：阿壩師范學(xué)院校級(jí)青年基金項(xiàng)目（ASC21-01）。

作者簡(jiǎn)介：廖輝（1984—），碩士，講師，主要從事天然產(chǎn)物及中藥材分析。E-mail：liaohui327@163.com。