重庆奉节脐橙果皮中果胶的脱色及沉淀方法研究

王云帆 吴 遥 冉 玲 段惠清 张 磊

(1.重庆科技学院化学化工学院，重庆 401331;2.西南大学食品科学学院，重庆 400715)

果胶(pectin)是以D-吡喃半乳糖醛酸为基本单位，广泛分布于高等植物的根、茎、叶、果中的多糖类高分子亲水性胶状化合物中，是细胞壁的组成成分之一［1-2］。果胶不仅是人体七大营养素膳食纤维的主要成分，而且具有良好的抗腹泻、抗癌、治疗糖尿病和减肥等多种作用［3］，在食品工业中作为胶凝剂和稳定剂应用广泛，同时也是医药和化妆品工业不可缺少的辅料［4-6］。“奉节脐橙”作为重庆市特色水果，橙皮中含有丰富的果胶物质。研究发现用草酸铵提取法可从该类脐橙中获得较高的果胶得率。但是果胶的色泽对果胶的质量有较大的影响，从橙皮中提取的果胶一般都不同程度地带有一点黄色，如果橙皮新鲜则果胶颜色较浅，而存放橙皮中提取的果胶则颜色较深，所以果胶脱色意义重大。本文着重比较活性炭脱色和乙醇脱色对于该果胶提取的不同效果，进一步研究在用乙醇沉淀获得果胶时各种因素对于果胶得率的影响，以便为重庆奉节脐橙的果胶生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

选取重庆奉节产的脐橙果皮，经沸水漂烫10 min，烘干(65℃)后粉碎贮藏备用;无水乙醇、盐酸、氨水、草酸铵等试剂均为分析纯;活性炭购于市场。

砂芯漏斗;100目滤布;722-P可见光分光光度计(上海现科仪器有限公司);LK-400B型高速中药粉碎机(手提式);HH数显恒温水浴锅(江苏金坛市金城国胜实验仪器厂);高速离心机(Avanti-25型，美国Beckman公司);旋转蒸发仪(RE-52AA型，上海振捷实验设备有限公司);浓缩冷冻干燥系统(SNL216V型，美国Savant公司)。

1.2 方法

1.2.1 奉节脐橙果皮中果胶提取工艺流程

新鲜橙皮→沸水漂烫→65℃烘干→粉碎→草酸铵法浸提果胶→浸提液浓缩、脱色→乙醇沉淀→离心分离→真空冷冻干燥→粉碎→果胶

1.2.2 不同脱色方法的比较

(1)活性炭脱色

称取10 g橙皮粉末于1 000 mL烧杯中，在料液比1∶60、pH1.5、80 ℃、120 min 的条件下提取果胶，2 500 r/min离心分离后，得上清液441 mL，取100 mL加入0.7%活性炭(按重量计)，70℃搅拌30 min，用砂芯漏斗过滤，滤液用乙醇沉淀30 min，100目滤布过滤后，干燥。

以重量计果胶得率;配制1%果胶溶液，于655 nm波长处测定吸光度值。

(2)乙醇脱色

取上述清液100 mL乙醇沉淀，100目滤布过滤后，沉淀物用95%乙醇洗涤20 min后，100目滤布过滤干燥。以重量计果胶得率;配制1%果胶溶液，于655 nm波长处测定吸光度值。

1.2.3 乙醇沉淀果胶工艺

(1)乙醇浓度对果胶沉淀的影响

按活性炭脱色的方法得上清液420 mL，平均分成5 份，分别加入 61、76、93、116、145 mL 95%乙醇，最终溶液中乙醇浓度分别为 40%、45%、50%、55%、60%，静止30 min后，100目滤布过滤，滤渣真空冷冻干燥，称得果胶质量。

(2)温度对沉淀的影响

按活性炭脱色的方法得上清液430 mL，平均分成五份于室温、40、50、60、70℃加入95%乙醇 96 mL，静止30 min后，100目滤布过滤，干燥后称得果胶质量。

(3)沉淀时间对果胶沉淀的影响

按1.2.2的方法得上清液460 mL，平均分成5份加入95%乙醇102 mL，分别静止10、20、30、40、50 min后，100目过滤，干燥后称得果胶质量。

(4)pH对果胶沉淀的影响

按1.2.2的方法得上清液425 mL，平均分成五份，加入95%乙醇95 mL，用盐酸和氨水调节pH分别在0.5、1.5、2.5、3.5 的条件下，静止 30 min，100目过滤，干燥后称得果胶质量。

1.2.4 奉节脐橙皮果胶制品的理化性质测定

果胶半乳糖醛酸含量按文献［7］的方法测定;含水量、pH值按文献［8］的方法测定;总灰分按文献［9］的方法测定;甲氧基含量按文献［10］的方法测定。

2 结果与分析

2.1 脱色方法结果分析

2.1.1 脱色方法对果胶得率的影响

如图1所示，活性炭脱色对果胶得率的影响较大，脱色后果胶损失2.0%，这是因为活性炭在脱色的过程中会吸附部分果胶分子从而降低得率;乙醇洗涤对果胶得率影响较小，可能在固液分离过程中会产生果胶的流失，所以导致脱色后果胶损失0.2%。

图1 不同脱色处理的果胶得率对比

2.1.2 脱色效果比较

如图2所示，乙醇洗涤后的果胶溶液吸光度小，为0.025;而活性炭脱色的吸光度大，为0.045。从图3可明显看出乙醇洗涤后果胶颜色较浅，而活性炭脱色后果胶颜色变黑，原因可能是活性炭在和果胶溶液分离过程中，炭残留量较大，而使果胶略带黑色，降低脱色效果，所以应选乙醇脱色。

图2 不同脱色方法的果胶吸光度比较

图3 脱色后的果胶

2.2 乙醇沉淀果胶工艺研究结果分析

2.2.1 乙醇浓度对果胶沉淀的影响

如图4所示，乙醇浓度小于50%时，浓度对果胶的得率的影响较大，而当浓度超过50%后，乙醇浓度对果胶得率的影响不大。乙醇浓度为50%时，果胶得率为16.01%;浓度为60%时，果胶得率为16.62%，果胶得率只相差0.6%。考虑到生产成本，乙醇浓度为50%较好。

图4 乙醇浓度对果胶得率的影响

2.2.2 温度对果胶沉淀的影响

当实验温度从30℃上升到70℃的过程中，果胶得率在16% ～17%之间变化，可推知沉淀温度对果胶得率几乎没有影响，沉淀温度为室温即可。

2.2.3 沉淀时间对果胶沉淀的影响

如图5所示，果胶得率随着沉淀时间的延长而增大，当沉淀时间达到30 min后，曲线趋近于平衡。根据实验结果，选取沉淀时间为30 min。

图5 沉淀时间对果胶沉淀的影响

2.2.4 溶液pH值对果胶沉淀的影响

溶液 pH在0.5～3.5区间内，果胶得率在16% ～17%之间变化，当pH大于3.5时，果胶得率逐渐降低。考虑到果胶pH指标为2.6～5.0，选取溶液的pH在2.5～3.5之间进行果胶深淀。

2.3 奉节脐橙皮果胶制品的理化性质

对奉节脐橙皮中提取的果胶制品的理化性质指标进行检测，结果见表1。参照QB2484-2000国家标准，奉节脐橙皮中提取的果胶制品的各项指标基本达到国家标准。

表1 果胶制品质量特性

3 结论

综合以上实验结果，使用乙醇脱色得到的果胶质量较活性炭脱色得到的果胶质量好，但是乙醇需要量较大，从而增加了生产果胶的成本。在生产实践中，若将橙皮粉碎到颗粒度在40～100目之间，在提取前用80℃的水进行漂洗，然后用100目滤布反复过滤，直到滤液变清，再进行脱色可降低脱色成本。

果胶的乙醇沉淀最佳工艺条件为:溶液中乙醇最适宜浓度为50%;沉淀过程中溶液温度对果胶得率的影响不大，选择室温下沉淀即可;沉淀时间30 min;沉淀时溶液的pH在2.5～3.5之间。经实验检验，该条件下进行果胶脱色和沉淀所得果胶纯度高，色泽好，产品的质量基本符合QB2484-2000国家标准及美国FCC标准，且生产工艺容易控制，利于工业化生产的实施。

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