關(guān)于檸檬皮果膠提取工藝的研究分析

1、關(guān)于檸檬皮果膠提取工藝的研究分析 摘 要：提取果膠的原料非常廣泛，而現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的原材料主要有柑橘類果皮和蘋果渣，產(chǎn)品主要為柑橘果膠和蘋果果膠，檸檬果膠與其他類果膠相比性能好，色澤佳，而且檸檬皮渣是優(yōu)質(zhì)的果膠原料，其中果膠的含量高達(dá)30%。文中以檸檬皮為原料，采用酸水解鹽析法開展果膠提取工藝研究，得到了最佳的工藝參數(shù)：萃取液：鹽酸；ph：2.0；溫度：90c；時間：100min；固液比例：25/1，硫酸鋁為沉淀劑。 關(guān)鍵詞：檸檬果膠；提取工藝；鹽析法 0. 引言 21世紀(jì)以來，隨著經(jīng)濟水平的提高和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，我國每年大約需要1500t以上的果膠，但是有百分之八十依靠進(jìn)口。我國是檸

2、檬產(chǎn)銷大國，而檸檬皮渣多數(shù)被廢棄造成了很大的浪費和環(huán)境污染，以檸檬皮為原料提取果膠不僅使廢棄物得到綜合利用，增加經(jīng)濟附產(chǎn)值而且減少了環(huán)境污染，具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益1。 1. 材料與方法 1.1 材料與儀器 從四川安岳購買檸檬，其他材料為：硫酸鋁、濃鹽酸、95%乙醇、氨水、活性炭，上述液體均為分析純。 儀器：df-101s的集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，hk-04手提式高速粉碎機，tdl-5-a低速大容量離心機，phs-10s數(shù)字式ph計，上述儀器均為國產(chǎn)。 1.2 實驗環(huán)節(jié) 1.2.1 工藝流程介紹 以檸檬皮為原材料提取果膠，其工藝流程為：檸檬皮的預(yù)處理鹽酸萃取離心分離脫色處理加鹽處理（沉

3、析）第二次離心分離脫鹽處理過濾、干燥粉碎果膠成品。 1.2.2 檸檬皮的預(yù)處理 選取新鮮的檸檬若干個，清洗之后取下檸檬皮，然后將收集的檸檬皮清洗干凈并切成長寬均為1cm的小塊，將其放入到100c的沸水中連續(xù)水煮15min，以此來除去檸檬皮中的還原性可溶糖和果膠酶，再用清水將其漂洗為無色果皮，在65c環(huán)境中將其烘干并粉碎。 1.2.3 果膠的提取 精確稱取一定量經(jīng)過預(yù)處理的檸檬皮粉末，向其中加入適量的水，并使用稀鹽酸將其ph值調(diào)節(jié)為1.7-3.0之間，然后將其放入到80c的環(huán)境下連續(xù)萃取40-180min，此時果皮粉末中原來的果膠就會轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄怨z，在其溫度未下降之前放入到離心機中進(jìn)行離心分離

4、，收集離心之后的上清液體，并使用蒸餾水清洗分離之后的殘渣，收集上清液、合并。 1.2.4 脫色處理 使用活性炭將其色素、殘留糖及殘留重金屬離子除去，即在果膠的萃取液中按照1.0%的比例加入活性炭，并在80c的環(huán)境下保持30min，離心取上清液，得到色澤淺淡的果膠萃取液。 1.2.5 鹽析處理 使用氨水將果膠萃取液的ph值調(diào)節(jié)到5左右，然后向其加入硫酸鋁制成飽和溶液，在使用氨水將其ph值調(diào)節(jié)到5左右，在45c環(huán)境下靜置40min，在果膠完全沉淀之后除去上層清液，并使用酸化之后的乙醇洗滌沉淀3次，再使用75%的乙醇洗滌2次，并在55c環(huán)境下烘干，得到檸檬果膠成品。 2. 結(jié)果與討論 2.1 沉淀劑

5、用量對果膠分離效果的影響 取同一批次的果膠萃取液，將其平均分成5份，并向其分別加入飽和水溶液鹽析沉淀（含硫酸鋁）1.0g，2.0g，2.5g，3.0g，4.0g分離果膠，最終得到沉淀劑用量對果膠分離結(jié)果的影響。 從上圖中可以看出，當(dāng)鹽用量過少則果膠分離不徹底，鹽用量超過2.5g同樣因濃度過高不利于果膠分離，而且也增加了脫鹽的難度，因此本次研究將沉淀劑用量定位2.5g，即硫酸鋁質(zhì)量與檸檬粉質(zhì)量比為0.5. 2.2 ph值對果膠分離效果的影響 將萃取溫度設(shè)置在90c，萃取的時間為60min，液固比例設(shè)為20：1，按照1%的量比加入活性炭，硫酸鋁為2.5g，保持上述條件不變改變ph值：1.7，2.0

6、，2.3，2.5，3.0，結(jié)果（圖2）顯示，果膠的回收率會隨著ph值的升高而減低，因此選擇2.0為最佳的ph萃取值。 2.3 溫度對果膠分離結(jié)果的影響 保持（2.2）中的實驗條件，分別在80c、85c、90c、95c、100c下進(jìn)行實驗，結(jié)果（圖3）顯示：當(dāng)溫度低于90c時，回收率隨著溫度的升高而上升，當(dāng)溫度高于90c時，回收率隨著溫度升高而下降，因此本次試驗件最佳存取溫度定位90c。 2.4 時間對果膠分離效果的影響 保持（2.2）實驗條件不變，分別將萃取的時間設(shè)定為60min、90min、120min、150min、180min，在上述不同的條件下進(jìn)行萃取研究，果膠的萃取結(jié)果（圖4）分別為

7、：1.40g、1.42g、1.41g、1.44g、1.42g，由此可以萃取時間對果膠的分離結(jié)果影響較小，其中最佳萃取時間為90min。 2.5 液固比例對果膠分離結(jié)果的影響 保持（2.2）實驗條件不變，分別設(shè)置5中不同的液固比例：10/1、15/1、20/1、25/1、30/1、35/1，在上述條件下進(jìn)行果膠分離實驗，結(jié)果（圖5）顯示，當(dāng)固液比例小于20/1時，果膠的回收率隨著液固比例的增加而上升，當(dāng)液固比例大于20/1時，果膠的回收率隨著液固比例上升而緩慢增加，當(dāng)液固比例為30/1時，果膠回收率到達(dá)極值，如果繼續(xù)增大液固比例，果膠回收率反而下降，綜合考慮將最佳液固比例設(shè)定為25/1。 3. 結(jié)論 果膠之所以被廣泛應(yīng)用在食品加工行業(yè)中是因為其具備乳化穩(wěn)定性和凝膠性，不僅可以作為果醬、冰激凌和果汁的穩(wěn)定劑，同時也是醫(yī)藥和化妝品的主要輔助原料2。通過酸水解鹽析法對果膠的提取研究，最終得出了最佳工藝參數(shù)：萃取劑鹽酸，ph值2.0，萃取溫度90c，萃取時間100min，液固比25/1，硫酸鋁用量為檸檬皮質(zhì)量的0.5倍，該參數(shù)下果膠回收率最高。 參