论文摘要：讨论了利用超声波辐射萃取法从桔皮中提取果胶的不同因素的影响,通过实验确立了超声波条件下提取果胶的最佳工艺条件为：用盐酸调ph值为1.8，用水作为溶剂，料液比为1：20，超声功率为600W，作用时间为40min，乙醇浓度为60%，提取率可达到20.8%
论文关键词：超声波,果胶,桔皮
果胶是人体七大营养素中膳食纤维的主要成分,具有良好的抗腹泻、抗癌、治疗糖尿病和减肥等功效。果胶具有良好的凝胶性和乳化稳定性,在食品工业中应用广泛,也是医药和化妆品工业不可缺少的辅料。可作为果酱冻类、冰淇淋及果汁的稳定剂,乳化剂和增稠剂。果胶是铅、汞和钴等金属中毒的良好解毒剂和预防剂,果胶及果胶的铝盐可抑制肠道对胆固醇和三酸甘油酯的吸收,可用作动脉硬化等心血管疾病的辅助治疗。果胶主要是从植物组织中提取的,常用的方法有铝盐盐析法、离子交换法、微生物法等。
超声波是频率高于人耳所能听到频率范围的声波,频率一般在20kHz以上。超声波在水中传播,可以产生能释放巨大能量的激化和突发,即“空化效应”。超声“空化效应”可以产生高达数百个大气压的局部瞬间压力,形成冲击波,使固体表面及液体介质受到极大冲击力,从而破碎细胞,这是超声应用于果胶原料破壁的理论基础。本研究对桔皮进行超声波萃取,萃取出来的果胶成分,经用乙醇洗涤沉淀后,干燥处理得到果胶。系统研究萃取过程中,不同萃取剂、不同溶剂、超声时间、超声功率、液料比、乙醇浓度及提取液pH值对果胶产率的影响。
1实验仪器、试剂及方法
1.1实验仪器
KQ-100B型超声波清洗器SHB循环水式多用真空泵2K-2BS电热真空干燥箱
1.2实验试剂
盐酸硫酸亚硫酸硝酸草酸乙醇活性炭甲醇乙酸乙酯丙酮以上皆为分析纯
1.3实验方法
称取一定量的桔皮,用清水洗净后放入烧杯中,加入蒸馏水,加热至90℃后保持10min,使酶失去活力。水冲洗后切成3-5mm的颗粒,热水漂洗3-5次,以钝化果胶酶的活性,并除去原料中的苦涩物质、色素以及残余的糖酸等杂质。对预处理后的原料按照一定液料比和pH值，在一定超声频率和作用时间的作用下提取果胶。将提取液过滤，在滤液中加入活性炭,进行脱色，脱色后过滤,待滤液冷却后在不断搅拌下加入乙醇(用量约等于滤液体积)进行醇析经过滤得沉淀,将沉淀放入真空干燥箱中干燥制得果胶产品.
2结果及讨论
2.1不同萃取剂对果胶提取率的影响
选用ph2.0，相同浓度的盐酸、硫酸、硝酸、亚硫酸、草酸作为水解酸，料液比1：15，在超声功率500W和作用时间50min作用下，进行超声波提取。
表一不同萃取剂对果胶提取率的影响
Table1theaffectofdifferentextractantontheexractionrateofthepectin
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萃取剂
Extractant
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盐酸
Hydrochloric acid
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硫酸
Sulfuric acid
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亚硫酸
Sulfite
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硝酸
Nitrate
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草酸
Oxalic acid
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提取率﹪
Extraction rate
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19.3
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9.8
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13.8
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10.7
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13.9
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由表一可知，用盐酸作为萃取剂果胶的提取率最高，这跟盐酸在电离过程中，只产生氢离子和氯离子，氯离子只与Ag+产生沉淀，很难跟其他离子形成沉淀物，避免了其他杂质的生成。
2.2不同溶剂对果胶提取率的影响
用盐酸作为萃取剂，调节ph值为2.0，在其它条件不变的情况下，考虑不同溶剂对桔皮果胶提取率的影响。
表二不同溶剂对果胶提取率的影响
Table2theaffectofdifferentsolventontheextactionrateofthepectin
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溶剂
Solvent
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甲醇
Methanol
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乙醇
Ethanol
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乙酸乙酯
Ethyl acetate
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丙酮
Acetone
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正丁醇
Butanol
|
水
water
|
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提取率﹪
Extraction rate
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8.4
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12.7
|
10.5
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6.6
|
12.4
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20.3
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由表二可知在超声波条件下，用水最为溶剂提取率可达到20.3%，由于正丁醇和乙醇用量比较大，从成本考虑一般不用。
2.3不同料液比对果胶提取率的影响
用盐酸调ph为2.0，用水作为溶剂，其它条件不变的情况下，考察不同料液比对果胶提取率的影响。
表三不同料液比对果胶提取率的影响
Table3theaffectofthevolumeofwatertotheweightoforangepeelontheextractionrateofthepectin
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料液比g/ml
the volume of water to the weight of orange peel
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1：5
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1：10
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1：15
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1：20
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1：25
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1:30
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提取率﹪
Extraction rate
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10.7
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14.6
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17.9
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19.8
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18.6
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17.8
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从表三可知，料液比为1：20，果胶提取率可达到19.8，当料液比过大不利于果胶质形成果胶，难以转移到液相中，且过滤困难；当料夜比过小时，溶液中所含果胶浓度低,加醇沉淀后转化成果胶的量相应下降。
2.4超声波功率对果胶提取率的影响
用盐酸调ph为2.0，用水作为溶剂，料液比为1：20，其它条件不变的情况下，考察不同超声波功率对果胶提取率的影响。
表四超声波功率对果胶提取率的影响
Table4theaffectofthesupersonicwavepowerontheextractionrateofthepectin
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功率w
power
|
200
|
300
|
400
|
500
|
600
|
700
|
|
提取率﹪
Extraction rate
|
10.8
|
12.6
|
13.7
|
18.5
|
19.9
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17.1
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从表四可知在固定时间内,超声功率较低时,萃取液的温度低,果胶质水解不充分,果胶产率不高。随着超声波功率的提高,促使桔皮中的不溶性果胶更快的水解成可溶性果胶。但功率过高时桔皮中的果胶水解过于强烈,使得果胶裂解成多糖分子,从而使果胶产率下降。从上述实验结果来看，最佳超声波功率为600W。
2.5超声时间对果胶提取率的影响
用盐酸调ph为2.0，用水作为溶剂，料液比为1：20，超声波功率为600W，其它条件不变的情况下，考察超声波作用时间对果胶提取率的影响。
表五超声辐射时间对果胶提取率的影响
Table5theaffectofthesupersonicwavetimeontheextractionrateofthepectin
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辐射时间min
Radiation time
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10
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20
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30
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40
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50
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60
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70
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提取率﹪
Extraction rate
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8.5
|
11.7
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15.8
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19.8
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18.4
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17.3
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16.2
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由表五可知随着时间的延长果胶提取率增加，加热时间为40min时果胶提取率达到最大值。 1/2 1 2 下一页 尾页 |
