于海莲,张利
(四川理工学院材料与化学工程学院,四川自贡643000)
梨渣中果胶的提取工艺
于海莲,张利
(四川理工学院材料与化学工程学院,四川自贡643000)
采用梨渣为原料,用酸水解法提取果胶,探讨料液比、水解时间、水解温度对从梨渣中提取果胶的影响,对各个因素进行系统的研究,试验表明,最佳提取条件为水料比(盐酸溶液:制备梨渣,质量之比)=16∶1,盐酸溶液pH为2,水解时间为1 h,水解温度为90℃,此时提取率为9.8%。
梨渣;盐酸溶液;酸水解;提取
Abstract:In this paper,the pectin was extracted from pear java by acid hydrolysis method.It systematically researched on various factors of influencing the extraction of pectin.The factors included water feed ratio,reaction time and temperature.The results of the optimum extraction conditions were showed as follows:water feed ratio(hydrochloric acid residue:pear preparation,quality ratio)was 16:1,pH of hydrochloric acid was 2,the reaction time was 1 h and reaction temperature was 90℃.Under the optimum extraction conditions,extraction ratio could reach 9.8%.
Key words:pear java;hydrochloric acid solution;acid hydrolysis;extraction
果胶一直是人类食品的天然成分,联合国粮农组织和世界卫生组织国际食品标准委员会已把果胶归于食品添加剂类中,果胶作为凝胶剂广泛用于生产果酱、果冻、果脯、蜜饯、软糖、焙烤食品与饮料,还可作为增稠剂和稳定剂添加于果汁、乳制品中[1-4]。有关资料表明:全世界果胶的年需求量在2万t左右,20世纪末全世界果胶的年需求量达到了2.7万t,并以每年5%的速度增长。据不完全统计,我国每年的果胶需求量约在1500 t以上,其中80%靠从国外进口。因此,大力开发果胶资源,摸索出切实可行的果胶生产工艺,对于发展我国食品和食品添加剂工业具有重要意义[5-7]。
盐酸、95%乙醇、酚酞:以上3种药品均为重庆川东有限公司生产;氢氧化钠:重庆博艺化学试剂有限公司;邻苯二甲酸氢钾:上海试剂三厂;均为分析纯。梨:购于自贡市菜市场。
电热恒温水浴锅(DK-S22型):上海精宏实验设备有限公司;循环水式多用真空泵(SHB-III型):郑州长城科工贸有限公司;电热鼓风干燥箱(101A-1E型):上海安亭科学仪器有限公司;电子天平(MP5002型):上海恒平科学仪器有限公司。
称取一定质量处理好的梨渣放入250 mL锥形瓶中,按一定的水料比(盐酸溶液与梨渣的质量比)称取相应质量的盐酸溶液于锥形瓶中,并混合均匀,再用精密酸度计检测混合液pH值,加盐酸液将其pH值调节为2。将锥形瓶放入恒温水浴锅中恒温水解一定时间后,趁热抽滤此梨渣酸液,加入与该酸水解液等体积的95%的乙醇,搅拌,静置3 h待果胶沉淀。离心分离,得到湿果胶,将湿果胶平摊在表面皿上放入恒温干燥箱中,在70℃下干燥3 h~6 h,取出称量,计算果胶提取率。
水料比是影响产品质量和提取率的关键,以称取10 g梨渣为原料,在恒温水解温度为85℃,反应时间为1 h的条件下,水料比对提取率的影响结果见图1。
图1 水料比对果胶提取率的影响Fig.1 Influence of water fed ration on extraction ratio of pectin
图1表明在一定范围内,水料比越高提取率越高。当水料比超过16∶1时果胶提取率开始下降,当水料比为20∶1时果胶提取率是所考察的水料比下提取率最低的一个条件,水料比过大,会导致醇析时乙醇用量的增加和萃取过程的延长,从而影响提取率;水料比过小,浸取不完全,果胶不能完全析出,提取率也不高。所以最佳水料比应控制在16∶1。
称取10 g梨渣为原料,控制水解温度为95℃,水料比为16∶1,其余条件不变,改变水解时间对梨渣中果胶提取率的影响结果见图2。
图2 水解时间对果胶提取率的影响Fig.2 Influence of hydrolysis time on extraction ratio of pectin
图2表明,随着水解时间的延长,果胶提取率先迅速的增大后迅速的减小,当水解时间为1 h时果胶提取率最高,时间太短,梨渣中的果胶不能被完全提取出来;时间过长,果胶容易分解,同时还增加了试验能耗,所以最佳水解时间为1 h。
称取10 g梨渣为原料,控制水解时间为1 h,水料比为16∶1,其余条件不改变,改变水解温度对果胶提取率的影响结果见图3。
图3 水解温度对果胶提取率的影响Fig.3 Influence of hydrolysis temperature on extraction ratio of pectin
图3表明,随着温度的增加,曲线图由平缓迅速上升,即果胶提取率迅速增大,在90℃时果胶提取率最高,温度继续升高提取率迅速减小。温度过低,梨渣中的果胶不能被完全提取出来;温度过高,果胶容易变性降解。所以最佳水解温度为90℃,此时提取率为9.8%。
通过对梨渣水解的不同水料比、水解时间、水解温度等因素的试验研究和探讨,经单因素试验,得到最佳提取工艺条件为水料比16∶1,水解时间1 h,水解温度90℃。
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Technical Study of Extracting Pectin from Pear Java
YU Hai-lian,ZHANG Li
(Department of Material and Chemical Engineering,Sichuan University of Science& Engineering,Zigong 643000,Sichuan,China)
2009-09-16
于海莲(1979—),女(汉),讲师,硕士,主要从事天然产物提取以及油品添加剂的研究。