柿子皮中有效成分连续提取工艺研究

王继芝

（河北科技大学理学院，河北石家庄 050018）

柿树是中国的特产果树之一，栽培历史悠久，原产于中国长江流域及其以南地区，现以黄河流域的河北、河南、山东等省居多，占中国总产量的70%～80%。柿子皮中含有大量的维生素、果胶、单宁及类胡萝卜素，占柿子总质量的10%～15%。长期以来，对柿子在深加工过程中副产物的开发严重不足，除有些用作食品填料使用外，更多的是白白扔掉［1］。现代医学研究表明：柿皮中含有较多的膳食纤维、果胶物质和天然色素，对促进人体消化、改善肠道功能具有很好的作用；此外，果胶在稳定含有蛋白质的饮料如奶蛋白方面，可以避免因为蛋白质粒子间的相互作用而凝聚，有着特殊的效用［2-3］。果胶既可作为商品出售，也可生产各种糖果、甜点、蜜饯、果冻。色素主要成分是类胡萝卜素［4］，呈黄褐色，是一种性质优良的功能型天然食品色素，可直接添加到食品中［5］。单宁则被广泛应用于工业、医药及化妆品行业。

目前，国内外对柿皮的利用主要是针对果胶提取与应用研究，且报道很少，而对柿皮中果胶、单宁和类胡萝卜素连续提取研究则未见报道。事实上，在利用柿皮提取果胶的工艺过程中，单宁及色素均被作为废弃物扔掉，这样不仅造成资源的浪费，还将造成污染。本研究首次提出对柿皮中色素、果胶及单宁进行连续提取，研究确定了适当的浸提剂、最佳的浸提条件，并借助先进的纯化技术使三组分得以分离。

1 实验方法

1.1 柿皮预处理

选择没有发霉的柿皮，将其清洗后在60℃的条件下烘干，粉碎至直径小于或等于2mm。

1.2 浸取

按柿皮实际质量，加入料液比为1∶15的去离子水，在85℃水浴温度下浸泡3h，抽滤得滤渣和滤液。在经过一次浸取的滤渣中加入料液比为1∶10的去离子水，用盐酸（分析纯）调节pH值为2～3，在温度为85℃下保温蒸煮40～50min，真空抽滤得滤液和滤渣，将上述2次浸取的滤液合并，备用。

1.3 超滤膜过滤

单宁是一类能沉淀生物碱、明胶及蛋白质，分子质量为500～3 000的水溶性多酚化合物［6］，果胶的相对分子质量为50 000～300 000。采用切割分子质量方法，用超滤膜截留果胶，使果胶与单宁得以分离。滤液用大孔树脂吸附，纯化得到单宁［7］。

1.4 用去离子水萃取截留果胶

在上述得到的浸取液中加入去离子水溶液，在一定温度、pH值、时间下进行提取，再经洗涤、压滤，得到果胶成品。

1.5 选用不同溶剂提取色素

所有滤渣用不同溶剂萃取，在温度为50℃下提取，每次20min。将所得到的萃取液经过滤、减压蒸馏、真空干燥，得到深红色的类胡萝卜素固体。对萃取液进行回收再利用。

2 结果及讨论

2.1 色素的提取

2.1.1 提取溶剂的选择［8-10］

不同溶剂提取效果的比较见图1。

图1 不同溶剂提取效果的比较Fig.1 Comparison of extraction effects of different solvents

从图1可以看出：经比较不同溶剂提取色素，乙醇是较理想的色素提取剂。实验中采用95%（体积分数，下同）乙醇对柿皮色素进行浸提。

2.1.2 柿皮色素提取液最大波长的确定

95%乙醇提取光谱图见图2。

图2 95%乙醇提取光谱图Fig.2 Spectrogram of 95%ethanol extraction

图2表明：以乙醇为提取剂的柿皮色素提取液，波长选取450nm作为测定色素吸光度的最佳波长。

2.1.3 提取温度对色素提取效果的影响［11］

提取温度对提取效果的影响见图3。

图3表明：提取温度对色素的提取有较大影响，50℃时效果最佳。

2.1.4 提取次数对色素提取效果的影响

提取次数对提取效果的影响见图4。

从图4可以看出：提取3次，色素提取效果有较大变化；超过3次之后，提取次数对提取效果不再有影响。

图3 提取温度对提取效果的影响Fig.3 Influence of extraction temperature on the extraction effect

图4 提取次数对提取效果的影响Fig.4 Influence of extraction times on the extraction effect

2.1.5 提取时间对提取效果的影响（见图5）

从图5可以看出：随着时间的延长，吸光度越来越大，提取20min以后，随着时间的延长，吸光度反而变小。所以提取时间以20min的效果最好。

图5 提取时间对提取效果的影响Fig.5 Influence of extraction time on the extraction effect

综上所述，色素的最佳提取工艺如下：以95%的乙醇为萃取剂，萃取温度为50℃，萃取次数为3次，每次20min。在此最佳提取工艺下，色素产率达到62.45%。

2.2 果胶的提取［12］

2.2.1 不同萃取时间对果胶产率的影响

不同萃取时间对果胶产率的影响见图6。

图6 不同萃取时间对果胶产率的影响Fig.6 Influence of different extraction time on the pectin production rate

从图6可以看出：在一定范围内，随着萃取时间的延长，果胶产率逐渐增加，3h以后产率反而降低。萃取时间为3h时果胶产率最大。

2.2.2 不同萃取温度对果胶产率的影响

不同萃取温度对果胶产率的影响见图7。

图7 不同萃取温度对果胶产率的影响Fig.7 Influence of different extraction temperatures on the pectin production rate

从图7可以看出：在一定范围内，随着萃取温度的增加，果胶产率逐渐增加，萃取温度为85℃时果胶产率最佳。

2.2.3 不同pH值对果胶产率的影响（见图8）［13］

图8 不同pH值对果胶产率的影响Fig.8 Influence of different pH value on the pectin production rate

从图8可以看出：在一定范围内，随着pH值的增加，果胶产率逐渐增加，超过一定范围，果胶产率反而下降。实验选取pH值为2提取果胶。

综上所述，果胶的最佳提取工艺如下：以乙醇溶液为萃取剂，萃取温度为85℃，萃取时间为3h，pH值为2。在此最佳提取工艺下，果胶产率为23.72%。

3 结 语

柿子皮色素主要成分是类胡萝卜素，其提取工艺简单。最佳提取工艺条件如下：以95%乙醇为萃取剂，萃取温度为50℃，萃取次数为3次，每次20 min，色素产率为62.45%。

果胶是一种亲水性植物胶，相对分子质量为50 000～300 000。果胶为淡黄色粉末状固体，溶于水，不溶于乙醇。其最佳提取工艺如下：以去离子水为萃取剂，萃取温度为85℃，萃取时间为3h，pH值为2，经洗涤、压滤、烘干水分得到果胶成品，果胶产率为23.72%。

水是单宁的良好溶剂，所以用去离子水作为浸提剂对单宁和果胶进行萃取，再经超滤膜分离后用大孔树脂进行吸附可得到单宁。

／References：

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