微波辅助提取胡萝卜中果胶的工艺研究

吴春燕

（广西现代职业技术学院资源工程系，广西 河池 547000）

微波辅助提取胡萝卜中果胶的工艺研究

吴春燕

（广西现代职业技术学院资源工程系，广西 河池 547000）

采用微波辐射的方法提取胡萝卜中的果胶。实验考察了微波辐射时间、微波火力、草酸铵浓度、料液比及醇析中乙醇浓度对提取率的影响。实验确定微波条件下提取果胶的最佳工艺条件是:微波辐射时间2min，微波火力为中火，草酸铵浓度4g·L－1，料液比1∶15（g∶mL），醇析中乙醇的浓度是70%，提取率可达6．907%。

微波;胡萝卜;果胶

果胶是一种含有几百到成千个结构单元的线性多糖，具有良好的凝胶性和乳化稳定性，在食品工业中应用广泛，也是医药和化妆品工业不可缺少的辅料，同时也是铅、汞、钴等金属中毒的良好解毒剂和预防剂。果胶及果胶的铝盐可抑制肠道对胆固醇和三酸甘油酯的吸收，可用作动脉硬化等心血管疾病的辅助治疗[1～3]。

果胶主要是从植物组织中提取的，常用的方法有铝盐盐析法、离子交换法、微生物法等。微波已广泛应用于植物的提取研究中[4～6]。在微波的高能磁场作用下，胡萝卜细胞内的果胶等物质提取较完全。此法选择性强，操作时间短，溶剂使用量小，受热均匀，目标组分得率高，是一种有效可行的方法。本研究对胡萝卜进行微波萃取，萃取出来的果胶成分，经用乙醇洗涤沉淀后，干燥处理得到果胶。实验系统研究了萃取过程中，微波辐射时间、微波火力、草酸铵浓度、液料比对果胶产率的影响。

1 材料与方法

1．1 材料与试剂

胡萝卜（市售），草酸铵、无水乙醇、盐酸均为分析纯。

1．2 实验仪器

海尔 ME-2080MG微波炉，XZ-0．5型旋片真空泵，FA2104电子天平。

1．3 实验方法

称取一定量的胡萝卜，用清水洗净后切成3mm左右的颗粒放入烧杯中，加入蒸馏水，加热至90℃后保持10min，使酶失去活力。热水漂洗3～5次，以钝化果胶酶的活性，并除去原料中的苦涩物质、色素以及残余的糖酸等杂质。对预处理后的原料以一定浓度的草酸铵水溶液作为溶剂，按照一定液料比和pH值，在一定微波频率和加热时间的作用下提取果胶。将提取液过滤，在滤液中加入活性炭进行脱色，脱色后过滤，待滤液冷却后在不断搅拌下加入乙醇（用量约等于滤液体积）进行醇析，经过滤得沉淀，将沉淀放入真空干燥箱中干燥制得果胶产品，称取果胶的质量，计算产率。

2 结果与讨论

2．1 微波辅助提取工艺的确定

2．1．1 微波辐射时间的影响

取50g胡萝卜渣，调节微波火力为中火，料液比取 1∶15（g∶mL），萃取剂草酸铵浓度为 5g·L－1，考察不同微波辐射时间对提取率的影响。微波辐射时间对提取率的影响如图1所示。由图1可知，提取率先是随着时间的延长而增大，之后下降，可能是因为时间延长果胶被铵离子解酯、裂解，破坏了果胶的成分，造成果胶产量降低。

图1 微波辐射时间对果胶提取率的影响

2．1．2 微波火力的影响

取50g胡萝卜渣，调节微波辐射时间为3min，料液比取 1∶15（g∶mL），萃取剂草酸铵浓度为5g·L－1，考察不同微波火力对提取率的影响。微波火力对提取率的影响如图2所示。由图2可知，提取率先是随着功率的增大而增大，之后下降，可能是因为过大的功率导致果胶分解，造成果胶得率下降。

图2 微波火力对果胶提取率的影响

2．1．3 草酸铵浓度的影响

取50g胡萝卜渣，调节微波辐射时间为3min，微波火力为中火，料液比取 1∶15（g∶mL），考察不同草酸铵浓度对提取率的影响。如图3所示，草酸铵浓度在5g·L－1时有最高值，浓度过低不利于萃取，过高使胡萝卜中果胶水解逐渐强烈，果胶产量不断下降。

2．1．4 料液比的影响

图3 草酸铵对果胶提取率的影响

图4 料液比对果胶提取率的影响

取50g胡萝卜渣，调节微波辐射时间为3min，微波火力为中火，萃取剂草酸铵浓度为5g·L－1，考察不同料液比对提取率的影响，结果见图4。由图4可知料液比为1∶5时，果胶产量最高。果胶的萃取要使原果胶最大限度地转化为可溶性果胶，但又尽可能减小可溶性果胶的进一步降解。萃取剂量小不利于原果胶水解成可溶性果胶，转移到液相中去，使产量降低。萃取剂量大，使果胶的浓度降低，不利于后面果胶沉淀的析出。

2．1．5 正交试验

在单因素实验基础上，微波辐射时间，微波火力，草酸铵浓度（g·L－1），料液比（g∶mL），L9（34）进行正交试验，正交试验结果及极差分析见表1。正交试验结果见表2。

由表1正交试验结果可知，影响果胶提取率的因素由大到小依次为D＞C＞B＞A，即料液比＞草酸铵浓度＞微波火力＞微波辐射时间;以A1B1C2D2为最优组合，即微波辐射时间为2min，微波火力为中火，草酸铵浓度为 4g·L－1，料液比为 1∶15（g∶mL），按此组合进行3次平行试验，得到果胶提取率分别为 6．891%，6．832%，6．907%。

表1 正交试验结果及极差分析

2．2 醇析工艺

在上述最优工艺条件下，即取微波辐射时间为 2min，微波火力为中火，草酸铵浓度为 4g·L－1，料液比为1∶15，考察醇析中乙醇的浓度对果胶提取率的影响，见图5。

图5 醇析中乙醇含量对果胶提取率的影响

从图5可知，当溶液中乙醇浓度为70%时，果胶产率最高。乙醇浓度低时，果胶沉淀中水分含量相对较高，在干燥过程中会发生反应，使颜色变深。乙醇浓度高时，果胶沉淀中总含水量低，得到的果胶色泽浅，质量较好。但乙醇浓度过高，必然使成本增高，而且乙醇浓度升高至70%后提取率反而下降。

3 结论

由试验可得微波辅助提取工艺的最佳工艺条件是:微波辐射时间为2min，微波火力为中火，草酸铵浓度为 4g·L－1，料液比为 1∶15（g∶mL）;醇析中用到的乙醇的最佳浓度是70%，提取率可达6．907%。

[1] 赵利．果胶的制备及其在食品工业的应用综述[J]．食品科学，1999，（5）:32-34．

[2] 彦彪，桂卿，冯辉．果胶的研究概况[J]．内蒙古中医药，2000，19（S1）:111-112．

[3] 于惠生．果胶在食品上业中的应用 [J]．食品科学，1983，15（11）:29-32．

[4] 樊爱萍，刘卫，吴荣书．微波辅助提取玫瑰花红色素工艺的优化[J]．安徽农业科学，2011，39（14）:8336-8338．

[5] 苏春花，罗金岳，王福升．长节箬竹叶茶多酚微波辅助提取工艺[J]．林业科技开发，2011，25（3）:102-105．

[6] 邱贺媛，肖小华，李攻科．微波辅助提取-高效液相色谱分析制备鸡骨草中相思子碱和下箴刺桐碱的研究[J]．分析科学学报，2011，27（3）:284-288．

Study on Extraction Process of Pectin from Carrot by Microwave

WUChun-yan
（Department of Resources Engineering， Guangxi Modem Vocational Technology College， Hechi547000， China）

The pectin was extracted by microwave from carrot，the effects of microwave irradiation time，microwave firepower，content of ammonium oxalate，solid-liquid ratio，ethanol concentration in alcohol precipitation were studied in the test．Optimal conditions were obtained by test:microwave irradiation time was 2min，microwave firepower was secondary fire，content of ammonium oxalate was 4g／L，solid-liquid ratio was 1∶15 （g∶mL），ethanol concentration in alcohol precipitation was70%，The extraction rate of carrot pectin reached 6．907%．

microwave;carrot;pectin

TS201．2

A

1671-9905（2011）11-0030-03

吴春燕（1982-），女，讲师，硕士，主要从事化工方面的研究与教学工作，E－mail:wuchunyan117＠163．com

2011-08-29