3实验-果胶的提取

3果胶的提取方法

目前，提取果胶的工艺主要有四种：醇析法、离子交换法、盐沉淀法及微生物法。

3.1 醇析法

醇析法是一种最古老的工业果胶生产方法，其基本原理是将植物细胞中的非水溶性果胶在稀酸中转化成水溶性果胶。常用的酸有盐酸、六偏磷酸、草酸等。经酸萃取后得到很稀的果胶水溶液，将得到的果胶水溶液浓缩后，这种方法的工艺比较成熟，各种工艺条件

比较容易控制，而且果胶产品不含杂质，颜色较好。其工艺流程如下：原料→预处理→

酸提→脱色→浓缩→沉析→干燥→成品。

何立芳等研究发现在醇析法中，浸提温度、浸提时间、酸度及浸提剂用量都对提取率有较大的影响。温度过高,果胶易分解,果胶胶凝度很低,质量不好;温度过低,速度太慢,提取率低,故浸提过程温度一般控制在80～90℃之间。酸度大,果胶提取率高,主要原因是果胶水解逐渐强烈之故。但酸度过大,果胶胶凝度会下降,故一般浸提液的ｐＨ值调节在1.5～2.5之间。随着浸提时间的提高,提取率和胶凝度有所提高,但浸提时间达到一定后,产品提取率增大变得很缓慢，且产品颜色加深,影响质量,从节能和生产效率的角度出发,时间控制在45～60min为佳[5]。韦鑫等研究发现，果胶的提取率除了与浸提温度、浸提时间、酸度及浸提剂用量有关外，还与果胶酶和水质有关。未经过预处理的果胶由于果胶酶的存在，会分解果胶，从而影响果胶产量；自来水由于其中含有部分Ca2+、Mg2+离子，这些离子对果胶有一定的封闭作用，以致影响果胶产量[5]。黄秀山，高凤芹研究发现，用95％的乙醇等体积沉淀效果好；用无水乙醇则会增加成本；用稀释后的乙醇萃取不完全，使得产品产量降低[6]。

醇析法的主要缺点是整个工艺耗时较长，酒精用量多，酒精回收能耗较多。

3.2 盐沉淀法

盐沉淀法就是在酸抽提出果胶后，采用铁盐、铝盐或者铁铝混合盐来沉淀果胶，从而把果胶分离出来，再通过乙醇的清洗和干燥过程，得到果胶产品。其生产工艺如下：原料处理→酸萃取→过滤→加盐沉淀→过滤→盐析后处理→干燥→果胶成品[9]。采用盐沉淀法沉淀出果胶，省去了稀酸浓缩工序，减少乙酸回收量，节省能耗，从而可以降低生产成本。目前的盐析法主要是铁盐法、铝盐法和铁铝混合盐法。若单独用铝盐沉淀果胶时，则果胶产率较低，沉淀颗粒较小,难以分离；若单独用高价铁盐沉淀果胶时，果胶产率较高,但果胶产品颜色较深，果胶质量不高。赵伟良曾提出用铁铝混合溶液沉淀果胶，能够形成果胶酸盐的絮状沉淀,得到的果胶产品色泽好,产率高[10]。

当前盐析法的主要问题在于脱盐技术未能跟上，脱盐不彻底，因而造成果胶粘度下降，果胶凝胶度不高。

3.3 离子交换法

由于桔皮原料、酸及水中钙、镁等离子含量较高，这些离子对果胶有封闭作用，影响果胶转化为水溶性果胶；同时也因为原料中杂质含量较高，从而影响酸提效果。所以在果胶提取时，采用酸水解同时结合离子交换树脂的方法。首先酸可使原果胶溶解，由于酸水解纤维素——果胶多糖复合物，果皮中的钙、镁、钠等阳离子溶出，阳离子交换树脂通过吸附阳离子，从而加速原果胶的溶解，提高果胶的质量和产率；阴离子交换树脂可以吸附分子量为500以下的低分子物质，解除果胶的一些机械性牵绊，因而也可提高果胶的质量和产率[11]。西南

农业大学食品学院在醇析法的基础上，在原料中按干皮重量加入5％的732阳离子交换树脂或按浸提液重量加入0.3％～0.4％六偏磷酸钠，屏蔽钙、镁离子的影响，这样提高了果胶产率，使果胶色泽呈乳白色，还可以提高果胶凝胶度[12]。戴玉锦等人通过单因素试验和正交试验，确定离子交换法提取果胶的优化工艺条件为：732型阳离子交换树脂用量5％，料液比1：20，浸提液酸度pH值1.5，浸提温度85℃，浸提时间2.5 h，并在此条件下果胶得率为22.55％[13]。

3.4 微生物法

微生物法是利用原果胶酶能催化原果胶水解生成果胶这一性质，从而提取出果胶。该法除了果胶产品中含有较多的中性糖外，所得的果胶分子量较大，质量稳定，果胶提取完全，发酵液中果皮不需破碎，也不需进行热、酸处理，产品容易分离。该技术能有效地避免传统工艺生产果胶的不足。日本的Sakai等发现原果胶酶能够切断果胶与细胞壁间的连接，释放出果胶，他发明了利用酵母酶法生产果胶的工艺(工艺示意图如图2所示)，并申请了专利[14]。近年来，国内外许多专家也一直对微生物酶法提取果胶上进行研究，也取得了良好的效果。

微生物酶法提取果胶也有一些缺点，由于我国对微生物酶法提取果胶还没有进行深入细致的研究，故而对这套工艺没有完全掌握。又由于该法对设备、工艺条件要求较为严格，因而生产成本较高。目前还没有该工艺产业化的报道