几种水果果胶的提取及其高脂果胶的酯化度比较

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1、编号学士学位论文几种水果果胶的提取及其高脂果胶的酯化度比较学生姓名：米鲁予学号：20050302018系部：生命与环境科学系专业：化 学年 级：2005指导教师：陶海燕完成日期：2009 年5月10日中文摘要以柑废弃果皮为原料，采用酸水解、醇沉淀法提取果皮中的果胶，容量法测定 果皮中果胶的酯化度，并比较其高脂果胶的酯化度。结果表明：柑橘皮的料液比为 1： 8浸提温度为85 C，浸提时间为45min。柚子皮的料液比为1： 4,浸提温度为 95 C，浸提时间为60min。香蕉皮的料液比为1： 4,浸提时间为90 min,柑橘皮、 柚子皮、香蕉皮的最佳浸提液PH为2.0,三种果皮所提取的果胶，其酯化

2、度均大于 50.根据酯化度的不同，可将果胶用于不同的领域。关键词： 柑橘皮 柚子皮 果胶 提取 酯化度Several fruit pectin and high-acid extraction of pectindegree of esterification comparedAbstractCitrus peel waste as a raw material, the use of acid hydrolysis, alcohol precipitation of pectin extracted peel, peel Titration of pectin degree of ester

3、ification, and compare its high degree of pectin esterification. The results showed that: citrus skin liquid ratio of 1:8, extraction temperature of 85 C, extraction time of 45min. Grapefruit skin liquid ratio of 1:4, extraction temperature of 95 C, extraction time of 60min. Banana liquid ratio of 1

4、:4, extraction time 90 min. Orange skin, grapefruit skin, banana peel extract of the best PH of 2.0, three kinds of fruit pectin extracted, and its degree of esterification are more than 50%. According to the different degree of esterification can be used in different areas of pectin.Key words: citr

5、us grapefruit skin extract pectin esterification degree of skin目录中文摘要1Abstract1引言11材料与方法21.1材料21.1.1 试剂21.1.2仪器设备21.2试验2121原料及各种水果果皮的预处理工艺2122工艺流程2123原料预处理要点2124果胶的提取31.3柑橘皮果胶的提取3131不同料液比柑橘皮果胶的提取3132不同pH柑橘皮果胶的提取3133不同浸提温度柑橘皮果胶的提取3134不同浸提时间柑橘皮果胶的提取31.4柚子皮果胶的提取4141不同料液比柚子皮果胶的提取4142不同pH值柚子皮果胶的提取4143不同浸

6、提温度柚子皮果胶的提取4144不同浸提时间柚子皮果胶的提取41.5香蕉皮果胶的提取41.5.1不同料液比香蕉皮果胶的提取41.5.2不同pH值香蕉皮果胶的提取41.5.3不同浸提温度香蕉皮果胶的提取41.5.4不同浸提时间香蕉皮果胶的提取51.6水果高脂酸果胶酯化度的测定51.6.2果胶的预处理51.6.3容量法测定酯化度52结果62.1最佳条件下不同果皮果胶的产量62.2不同果皮的最佳水料比62.3不同果皮的最佳pH值72.4不同果皮的最佳浸提温度72.5 不同果皮的最佳提取时间82.6几种高脂酸水果果胶酯化度的比较93结论10文献11致谢12引言果胶广泛存在于水果和蔬菜中，其基本结构是以a

7、-1, 4苷键连接的聚半乳 糖醛酸，其中一类分子中超过一半的羧基被甲酯化的，称为高甲氧基果胶（HM）， 其余的羧基与钾、钠、铵离子结合成盐。另一类分子中低于一半的羧基是甲酯型 的，称为低甲氧基果胶（LM）。羧基酯化的百分数称为酯化度（DE）。果胶是人类第七大营养素中可溶性膳食纤维的主要成分，具有良好的乳化、 增稠、稳定和胶凝作用，早在食品、纺织、印染、烟草、冶金等领域得到了广泛 的应用2。近年来在医药领域的应用较为广泛，在医药保健品上可显著降低血 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，同时也用于化妆品，对保护皮肤、防止紫外线辐射、 冶疗创口、美容养

8、颜都存在一定的作用 3。我国自20世纪50年代起就开展了果胶提取的研究，有从苹果渣、柑橘、橙 类皮、柚皮、向日葵托盘、马铃薯渣等原料中提取果胶的报道，目前国内以柑桔 皮为主要原料，国外也主要以柑桔皮为原料， 同时也有以柠檬皮渣、苹果皮渣 等果实皮渣为原料生产果胶，已成为具有工业化生产价值的主要原料4。我国柚皮，橘皮等资源丰富，但大部分被丢弃，且造成了环境污染。这些水 果果皮中果胶含量丰富，所提果胶胶凝度高。从水果果皮中提取果胶具有较高的 经济效益和社会效益。目前，能够应用于果胶生产的新技术有：微波、微生物发 酵，离子交换，膜分离等，但仍处于初步摸索阶段。而酸提取沉淀仍是国内切合 实际且较有工业

9、前途的的生产方法5。有关资料表明：全世界果胶的年需求量在2万吨左右， 20世纪末全世界果 胶的年需求量达到了27000吨，并以每年5 的速度增长。据不完全统计，我 国每年的果胶需求量约在1500吨以上，而80靠从国外进口。目前世界上果胶 的生产商丰要集中在英国、丹麦、法国、德国、以色列及瑞士等国。果胶作为一 种食品添加剂在我国还处在起步阶段，而进口果胶的价格远远高于国产果胶6。 因此，大力开发果胶资源，摸索出切实可行的果胶生产工艺，不仅能为我国食品 加工领域广泛地应用优质果胶提供理论依据，还将为推动国产果胶生产的发展， 提高我国果胶生产企业在国际竞争中的地位做出贡献。1.材料与方法1.1 材料

10、实验对象：选择市售新鲜，果皮颜色鲜亮的柑桔，柚子,香蕉。1.1.1 试剂盐酸（pH=1.0、1.5、2.0、2.5），乙醇（95%）,蒸馏水，酒石酸，活性炭， 酚酞（1%），异丙醇（60%），氢氧化钠（0.1mol/L）1.1.2 仪器设备FA-N/JA 电子天平（上海民桥精密科学仪器公司） 、 DHG-9123A 电热鼓风干 燥箱（河南）、电热恒温水浴锅、粉碎机、SHB-B88循环水式真空泵（河南）。1.2 试验酸水解，醇沉淀法及容量法。1.2.1 原料及各种水果果皮的预处理工艺新鲜果皮f挑选f清洗f除去果皮表面油包层f灭酶f漂洗1.2.2 工艺流程新鲜果皮预处理f恒温水浴加热浸提液、过滤f

11、95%乙醇沉淀f抽滤f干燥 f果胶粗产品1.2.3 原料预处理要点去掉新鲜果皮表面的油薄层，防止原来果皮中的果胶酶类水解，使果胶含量 或胶凝度下降。将一定量的新鲜果皮切成粒径 2-3mm 的小块，水洗后在90-95 C水中加热15min，使果胶酶失活，然后漂洗干净，以除去杂质、糖类、有机物 等水溶物及某些异味，烘干，粉碎，用80目筛子过筛。1.2.4 果胶的提取水浴加热浸提：按照不同料液比将新鲜果皮和不同pH的盐酸溶液放入烧杯 中，放入恒温水浴箱加热。乙醇沉淀：缓慢加入一定量的95%乙醇，搅拌使浸提液中的果胶与乙醇充分 反应，静置，使果胶沉淀完全析出。抽滤：采用真空泵，将混有果胶的浸提液徐徐倒

12、入布什漏斗，打开真空泵进 行抽滤。干燥：将果胶沉淀物放入60 C下干燥，即得果胶粗产品。1.3柑橘皮果胶的提取1.3.1 不同料液比柑橘皮果胶的提取取 5.000g 粉碎后的柑橘皮，分别加入料液比为 1 ： 2 ， 1 ： 4 ， 1 ： 6 ， 1 ： 8 ， 1： 10的pH=2.0的盐酸溶液，于85 C下加热搅拌45min,最后用95%酒精洗涤。 考察料液比对果胶得率的影响。1.3.2 不同 pH 柑橘皮果胶的提取取5.000g经预处理的柑橘皮，改变盐酸溶液的pH值，使其分别为1.0、1.5、 2.0、2.5，于85 C下加热搅拌45min用95%酒精洗涤。考察pH值对果胶得率的 影响。

13、1.3.3 不同浸提温度柑橘皮果胶的提取取 5.000g 粉碎后的果皮，加入料液比为 1： 8 的 pH=2.0 的盐酸溶液，改变 浸提温度，使其分别为75、80、85、90, 95 C，浸提45min，用95%酒精洗涤研 究果皮的浸提温度，考察温度对果胶得率的影响。1.3.4 不同浸提时间柑橘皮果胶的提取取 5.000g 预处理后的果皮，加入料液比为 1： 8， pH=2.0 的盐酸溶液，于 85 C 下分别浸提 15min， 30min， 45min， 60 min， 100min，用 95%酒精洗涤，考 察浸提时间对果胶得率的影响。1.4柚子皮果胶的提取1.4.1 不同料液比柚子皮果胶的

14、提取取5.000g经预处理的柚子皮，浸提液pH为2.0,料液比为1： 2，1： 4，1： 6，1： 8，1： 10的盐酸溶液，浸提温度为90 C，浸提时间为60min。考察料液 比对果胶得率的影响。1.4.2 不同 pH 值柚子皮果胶的提取改变盐酸溶液的pH值（1.0、1.5、2.0、2.5），90 C下水浴加热60min， 过滤后用 95%酒精洗涤。考察 pH 值对果胶得率的影响。1.4.3 不同浸提温度柚子皮果胶的提取取5.000g经预处理的柚子皮,浸提液pH为2.0的盐酸溶液，改变浸提温度, 使其分别为75、80、85、90, 95 C下，分别浸提45min,用95%酒精洗涤。考察 温度

15、对果胶得率的影响。1.4.4 不同浸提时间柚子皮果胶的提取取 5.000g 经预处理的柚子皮，浸提液 pH 为 2.0 的盐酸溶液，于 90 C 下 改变浸提时间（15min, 30min, 45min, 60 min, lOOmin），用 95%酒精洗涤。 考察时间对果胶得率的影响。1.5香蕉皮果胶的提取1.5.1 不同料液比香蕉皮果胶的提取 将香蕉皮称重,切块,水洗涤浸泡后,沸水加热。取经过预处理的香蕉皮5.000g置于烧杯中，加入体积比为1： 2,1：4,1：6,1：8,1：10的盐酸溶液（pH=2.0）于85 C下加热1小时后，测定果胶含量。1.5.2 不同 pH 值香蕉皮果胶的提取取

16、经过预处理的香蕉皮5.000g，在料液比为1： 4，提取时间为1h,提取温 度为80 C的条件下，考察不同pH值（1.0、1.5、2.0、2.5）对5.000克香蕉皮 中的果胶的提取效果。1.5.3 不同浸提温度香蕉皮果胶的提取在料液比为1： 4, pH=2.0,提取时间为1h的条件下，比较不同温度下（75、 80、85、90, 95 C），香蕉皮中果胶的含量。1.5.4 不同浸提时间香蕉皮果胶的提取在料液比为l：4,pH=2.0,提取温度为80 C的条件下，考察不同提取时间（15min, 30min, 45min, 60 min, 100min）对5.000克香蕉皮中的果胶的提取效果。1.6

17、水果高脂酸果胶酯化度的测定1.6.1 研究酯化度的意义 果胶的酯化度是性能指标中很重要得一项,表观上,它反映的只是果胶分子 中半乳糖醛酸单位上的羧基酯化（绝大多数是形成甲酯）的程度。根据酯化度的 不同，以50%为界限将果胶划分为高酯果胶（HM）和低酯果胶（LM）两大类。 本质上,果胶的酯化度对果胶的胶凝特性（胶凝时间,胶凝速度等）,果胶溶液 的性质影响很大。酯化度增大,胶凝度增大。不同酯化度的果胶能满足不同的要 求，如：食品工业中常用高甲氧基果胶（HM）来制备果冻，果酱和糖果；在酸奶 生产过程中，LM果胶可用作水果基质；HM果胶可应用于乳制品。医药方面，酯 化度还决定着某些生理活性,高甲氧基果

18、胶可做药品的缓冲剂,以减少药品对肠 胃的刺激；低甲氧基果胶与氧化铝,氧化镁制成的制剂,用于治疗胃及十二指肠 溃疡等。1.6.2 果胶的预处理准确称取 0.5000g 果胶于烧杯中,加入一定量的由 5ml 浓盐酸与 100ml60% 异丙醇混合配成的混合试剂。搅拌十分钟,移入砂芯漏斗,用六份 15ml 的混合试剂冲洗，再以60%异丙醇冲洗试样至滤液不含氯化物为止，最后用20ml60%异 丙醇洗涤，移入105 C烘箱中干燥lh,冷却后称重。1.6.3 容量法测定酯化度称取十分之一经冷却干燥的样品，移入250ml锥形瓶中，用2ml酒精润湿， 加入100ml不含二氧化碳的水，用瓶塞塞紧，不断的转动，使

19、样溶解。加入5 滴1%酚酞，用 0.1mol/L NaOH 溶液进行滴定，记录所消耗的体积数 V ，即为原1 始滴定度，继续加入 20ml 的 0.5mol/L NaOH 溶液，震摇至粉红色消失为止。然 后加入3滴1%的酚酞，用0.1mol/L NaOH滴定至微红色，记录消耗的体积数V ,2 即为皂化滴定度。2结果2.1最佳条件下不同果皮果胶的产量取 0.5000g 经预处理的果皮，在最佳条件下提取果皮中的果胶，比较其果胶 得率。果皮果胶得率（）=提取所得果胶的质量（g） /果皮质量（g） 表一 最佳条件下不同果皮果胶的产量果皮果胶得率柑橘皮7.58柚子皮5.20香蕉皮2.32可见，柑橘皮中果

20、胶的含量大于柚子皮和香蕉皮中的果胶含量。2.2 不同果皮的最佳水料比在其他条件相同的情况下不同的料液比对果胶得率的影响不同。结果见图图 1 水料比对果胶得率的影响开始时，酸用量少，不利于果胶溶出，果胶的得率随着盐酸的体积的增加 而上升，柑橘皮在 1：8 时达到最高，柚子皮和香蕉皮在 1：4 时达到最高。随着 酸用量的增加，可能导致果胶水解为果胶酸，所以果胶得率下降，这说明柑橘的 最佳料液比为 1：8，柚子皮与的香蕉皮的最佳料液比均为 1：4。23不同果皮的最佳pH值经过预处理的三种果皮，放置于不同的pH盐酸溶液中，水浴加热后，考察 不同 pH 值（1.0、1.5、2.0、2.5）对 5.000

21、克果皮中的果胶的提取效果。其果 胶产量有比较明显的变化，如图 2：图 2 PH 值对果胶得率的影响 开始时，果胶的得率随着 pH 的体积的增加而上升，在 pH=2 时达到最高，随 后下降，这说明pH=2为最佳，这可能是由于果胶易水解成果酸，从而导致果胶提取量下降。酸度过小会使部分果胶脂脱酯裂解，从而影响果胶产量，由图2可以看出，柑橘皮，香蕉皮和柚子皮的浸提酸度均为 2.0。2.4 不同果皮的最佳浸提温度调节水浴锅的温度，把三种果皮放在不同温度下加热搅拌，各果皮的果胶产 量随温度的变化如图 3：图 3 提取温度对果胶得率的影响由图3 可知，浸提温度低，果胶质水化溶出不完全，浸提温度过高不利于试

22、验操作，而且还可能使果胶降解，影响果胶产量。柑橘的最佳浸提温度为85 C, 柚子的最佳浸提温度为95 C,香蕉皮的最佳提取温度为80 C。2.5 不同果皮的最佳提取时间改变果皮的浸提时间，果胶的产率也随时间的改变而发生变化，如图 4：图 4 提取时间对果胶得率的影响浸提时间不同，产率不同，水解时间过长，果胶不稳定，易水解成果胶酸。由图4可知，柑橘的最佳浸提时间为45min,柚子的最佳浸提时间为60min,香 蕉皮的最佳浸提时间为 90min。2.6 几种高脂酸水果果胶酯化度的比较从天然果皮中提取果胶，由于各种水果果皮组成的差异，其果胶的酯化度也 不相同，如表二所示。高酯果胶的酯化度(%)=7表

23、二不同水果果胶的酯化度果皮酯化度(%)柑橘皮68.52%柚子皮63.5 %香蕉皮52.65%3 结论在酸性下加热果胶，会使甲酯水解，苷键断裂，变成低酯化或低分子量的果 胶，从而降低果胶的胶凝强度和速度。研究表明，料液比，pH值、浸提温度、 浸提时间对果胶提取率都有较大的影响。因此，在提取果胶时要严格要求控制其 水解温度，时间和 pH 值。本文综合利用柑橘皮，柚子皮，香蕉皮，提高其利用价值的观点出发，对从 果皮提取果胶工艺进行研究，其工艺具有操作简单，资源利用率高，提取效率高 等特点，可以以较低的成本提取出果胶，为综合开发水果果皮这一丰富产品资源 提供了理论依据。从天然原料中提取的果胶最大酯化度

24、为 75%。高酯化度的果胶在含糖 60%-65%， pH 为 2.0-3.5 的水溶液中形成凝胶，这种凝胶能释放一种非常好的香 味，而且热不可逆，所以常用于制造面包，果酱等。低酯化度的果胶则具有热可 逆性，常用于制果子冻。因此，研究酯化度的大小对果胶的用途有很大的帮助， 本实验初步探讨了几种水果的果皮中果胶的酯化度，为果胶的合理利用提供了数 据。文献1 荣天雨.论果胶的酯化度指标及测定方法的改进J 华南农业大学.2005, 32(2)：36-402 徐培娟，刘晶晶柑橘皮中果胶的提取工艺研究J.食品工业科 技.2006,17(6):4753 周尽花，周春山，谢练武.不同沉淀方法提取柚皮果胶的研究

25、J 中南林学 院学报， 2005,(11)：79-824 李颖.利用微波法柚皮果胶的工艺研究，塔里木大学学报,200& 19(2):99-1005 董越欣，陈爽，黄国林微波法从橘子皮中提取果胶的工艺研究化工时 刊.2006, (28)： 67-706 黄家贤，丁伦汉，朱瑞慧，刘东周，王志军波谱法测定聚环氧氯丙烷肉桂酸 酯的酯化度应用化学研究简报.1991，8(6)： 98-1007 刘刚.果胶的制备及在食品中的应用.吉林工程技术师范学院学报.1009-9024 (2008) 01-0058-03致谢感谢我的指导老师陶海燕老师,从本文研究开始一路指导至本论文的完成, 从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,在近半年的毕业论文 学习期间, 陶海燕老师敏锐活跃的学术思想和创新精神以及其严谨治学的科研 精神时时激励和指导我完成我的学士论文，在此我对我的指导老师表示衷心的感 谢！感谢系里的每一位给我们做毕业论文试验提供帮助的老师，感谢我做实验期 间给我很多帮助的各位同学。