1、果胶的制作及黄酮提取综合设计食品 0801 张剑月 200806250125摘要：以柚皮为原料，采用传统的酸乙醇沉淀法提取，用 EDTA 滴定法测定果胶含量，采用正交法对柚皮果胶提取效果的诸因素（pH 、温度、抽提时间、固液比）进行优化，确定了果胶提取的最佳工艺条件：pH 为 1.5，温度为 85，抽提时间为 60min，固液比为1：15。在黄酮的提取中，通过比较微波提取、超临界技术提取和常规有机溶剂热回流提取，得出微波提取具有节约提取溶剂，加热速度快、加热均匀、产率高的优点。关键词：黄酮；果胶；提取柚皮中果胶主要存在于内果皮中，含量丰富。果胶凝胶强度高，是一种多糖复合物，一般以原果胶、果胶酯
2、酸和果胶酸三种形式存在，为白色、浅黄色到黄色，有非常好的特殊水果香味， 无异味。在食品领域，可作胶凝剂、增稠剂、稳定剂、悬浮剂 、乳化剂、增香增效剂。在医药保健品上，果胶是维持人体健康的重要物质，具有增强胃肠蠕动，促进营养吸收的功能，可显著降低血糖、血脂，减少胆固醇，疏通血管，对糖尿病、高血压、便秘，解除铅中毒都存有明显作用，并可用于化妆品，对保护皮肤，防止紫外线辐射，冶疗创口，美容养颜都有一定的作用。我国每年约消耗 1500 吨以上果胶，其中约 80%靠进口，价格远高于国产果胶，发展我国的果胶生产极为迫切。目前果胶提取的方法有酸提取法、酶法提、离子交换法、微波提取法、膜分离技术、微生物法、盐
3、析法、草酸铵提取法、连续逆流萃取法、超声波提取法等。柚皮富含果胶，其含量达 6%左右，是制取果胶的立项原料。柚皮中黄酮类化合物含量约为 16，分布于柚皮的不同部位，主要为柚皮苷、新橙皮苷、柚皮素芸香苷等二氢黄酮类化合物，其中柚皮苷占 8 0以上。黄酮类化合物在食品工业上也有着广泛的应用，可用作天然着色剂、抗氧化剂和功能性食品的原料。在医学方面，黄酮具有降低心肌耗氧量、增加冠状动脉及脑血管流量、降血糖、抗氧化、消除体内自由基、抗衰老、增强机体免疫力等功能。黄酮的提取方法目前常用的主要有微波法、超声波法、酶解法、浸提以及超临界提取五种方法。1 材料与方法1.1 主要实验仪器及药品：剪刀、电子天平、
4、不锈钢锅、恒温加热器、纱布、温度计、培养皿、保鲜膜、旋转蒸发仪、电炉、滴定管、烧杯、试管、移液管、三角瓶、酒精、盐酸、氢氧化钠、EDTA 保准溶液、硝酸银、pH 试纸、氯化钙、醋酸。1.2 试验方法1.2.1 果胶的提取：柚皮剪碎，称取 50.0g，加水煮、灭酶（煮沸 3min） 、漂洗，纱布压滤，滤液丢弃，称量滤渣，按相应正交化试验水浴抽提如表，纱布过滤，在电炉加热浓缩，冷却，加适量 95%的酒精沉淀，纱布过滤，滤渣放入烘箱中干燥，称量并记录，准确称取0.5g，加适量水于 70-80水浴溶解，适当稀释后取 25mL 样液，加 100mL0.1N NaOH，静置，加 1N 醋酸 50mL、2N
5、 氯化钙 50mL，静置 30min,煮沸 5min，过滤，洗涤（直至滤液对硝酸银不起作用） ，滤纸用沸水冲洗，加 10% NaOH5Ml,0.1g 钙指示剂，以 0.02MEDTA标准液滴定（溶液颜色由紫红变为蓝色） ，由钙含量换算果胶含量。表 1：果胶提取各因素水平表因素水平PH 值 温度（） 时间（min） 固液提取比1 1.5 65 50 1102 2.5 80 60 1153 3.5 95 70 120表 2 L9(34)正交表列号试验号1（PH 值） 2（温度（） ） 3（时间（min） ） 4（固液提取比）1 1（1.5） 1 (65) 1（50min） 1(110)2 1（1.
6、5） 2 (80) 2（60min） 2(115)3 1（1.5） 3 (95) 3（70min） 1(110)4 2（2.5） 1 (65) 2（60min） 3(120)5 2（2.5） 2 (80) 3（70min） 1(110)6 2（2.5） 3 (95) 1（50min） 2(115)7 3（3.5） 1 (65) 3（70min） 2(115)8 3（3.5） 2 (80) 1（50min） 3(120)9 3（3.5） 3 (95) 2（60min） 3(120)1.2.2 黄酮含量的测定1.2.2.1 标准曲线的制作表 3 标准曲线液配置标准柚皮苷溶液/ml 0.0 0.1
7、0.2 0.3 0.4 0.5蒸馏水/ml 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0一缩二乙二醇/ml 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.01N NaOH 溶液 /ml 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5各试管在 30恒温水浴中进行显色反应420nm 下测 OD 值 0.000 0.137 0.295 0.420 0.565 0.732图 1 标准曲线1.2.2.2 黄酮含量的测定：将有机溶剂热回流和微波萃取得到的待测液分别稀 40 倍，100 倍，然后各取 0.5mL，按制备标准曲线同等条件操作，显色后比色，得光密度值，通过标准曲线查得黄酮含量。1.2.3 黄酮的
8、提取：1.2.3.1 有机溶剂热回流：将柚皮剪碎，准确称取 50.0g， 置索氏提取器中，加 95%酒精回馏（1：15） ，连续回流提取 1h,纱布过滤,滤液为待测液。1.2.3.2 微波萃取：将柚皮剪碎，准确称取 10.0g，加 95%酒精（1：12） ，70、900W 下微波回流 25min，纱布过滤，滤液作为待测液。2.结果与测定2.1 柚皮苷果胶提取正交试验结果表 4 柚皮苷果胶提取正交试验结果列号试验号1(pH值)2（温度）3（时间（min） ）4(固液提取比)粗果胶得率（%）提取的果胶的纯度（%）1 1（1.5）1（70） 1（50） 1(1：10) 5.23 68.592 1（1
9、.5）2（85） 2(60) 2(1：15) 10.47 62.243 1（1.5）3(100） 3(70) 3(1：20) 2.78 60.844 2（2.5）1（70） 2(60) 3(1：20) 3.46 64.295 2（2.5）2（85） 3(70) 1(1：10) 2.40 68.596 2（2.5）3(100） 1(50) 2(1：15) 5.76 57.157 3（3.5）1（70） 3(70) 2(1：15) 1.96 64.248 3（3.5）2（85） 1(50) 3(1：20) 1.48 64.299 3（3.5）3(100） 2(60) 1(1：10) 4.10 36
10、.87由表 4 可知提取的粗果胶中果胶的纯度为 63.78%表 5 四因素对果胶提取的影响果胶得率因素 条件 1 下的果胶得率条件 2 下的果胶得率条件 3 下的果胶得率极值pH 6.16 3.87 2.51 4.10温度 3.55 4.78 4.21 1.23时间 4.16 6.01 2.38 3.63固液比 3.91 6.06 2.57 3.49如表 5 所示，四个因素对果胶提取的影响顺序一次为 pH固液比时间温度。这说明，温度对果胶的提取的影响最小，从生产实用的角度考虑，宜选用 70。提取液的 pH 值对果胶得率的影响最大，如图 1 所示果胶产率随 pH 值的降低而增加较快， ，这主要是
11、由于低pH 时原果胶水解逐渐强烈，但 p H 值 过 低，原果胶过度水解，致使果胶脱酯基和裂解，使沉淀物外观色泽不合要求。有人总结得出结论，果胶的稳定性随 pH 呈钟罩型，在 p H 4 的条件下，果胶溶液最稳定，再低 pH 下果胶发生水解反应，高 pH 发生 l -4 甙键的断裂反应。时间和固液比对果胶得率的影响不及 pH 明显。如图 4 所示，随着提取时间的延长，果胶提取率先增加后又下降，在 60min 时去的最大值。如图 5 所示，随着提取溶剂用量的增加，提取率先增加后又降低，在固液比为 1:15 时果胶得率最高。因此得出最佳的工艺条件为：pH 为 1.5，温度为 85，抽提时间为 60
12、min，固液比为 1：15。2.3 微波辅助浸提黄酮与常规回流浸提黄酮的比较 95%乙醇加热回流提取的黄酮含量为 0.4432mg/mL,微波萃取的黄酮含量为 0.6643mg/ml.微波回流提取的条件固液比 1：12，回流时间为 25min,温度为 60，常规有机溶剂加热回流提取的条件：固液比为 1：15，回流时间 1h，温度为 100左右。从生产效益角度考虑，相对于常规有机溶剂加热回流提取，微波回流提取节约提取溶剂，缩短了回流时间，温度较低，产率高。黄酮类化合物为多羟基酚类化合物，可以强烈吸收微波，可与浸提 剂产生 协同浸提 的效果 。已有研究发现，细胞膜在电磁场的作用下，有时会产生所谓的
13、“电沟”效应和“非热效应” ，从而使目标成分的浸提率提高。3 结论：在提取柚皮苷果胶的试验中，pH 对果胶提取的影响最大。综合考虑，柚皮果胶提取的最佳工艺条件为：pH 为 1.5，温度为 85，抽提时间为 60min，固液比为 1：15。在提取柚皮黄酮的过程中，微波提取与常规回流浸提的比较表明，微波提取具有节约提取溶剂，加热速度快、加热均匀、产率高的优点。此法既缩短了试验时间，又节约了成本，试验结果科学，条件参数准确可靠, 具有实用价值，为充分开发和利用柚皮黄酮资源提供了依据。参考文献：1 赵利果胶的制备及其在食品工业的应用 J 食品科技，1999(5) ;32341 2田三德，任红涛.果胶生产技术工艺现状及发展前景 J 食品科技，2003，1 :5355 3国家药典委员会中国药典2005 年版一部【M】 北京：化学工业出版社，2005：229，2124果胶的制备、性质及应用.明胶科学与技术.2002,23（3 ）：136-1465李核，李攻科，张展霞.影响微波辅助萃取虎杖中白藜芦醇产率的一些重要操作参数【J】6 姜楠，戴余军 . 正交法优化提取橘皮粗果胶试验条件研究. 湖北农业科学,2010分析化学，2003，31（11）：1341-1344.
