余杰 王曉紅 劉麗 邵文麗 代麗娜 姚娜

摘 要：以新鮮火龍果果皮為原料，用酸水解法提取果膠，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，確定果膠提取的最佳適宜條件，并分析了果膠酯化度.實(shí)驗(yàn)表明，提取果膠最佳適宜條件為：提取酸為硫酸，浸提時(shí)間140min，料液比1：10（g/mL），提取溫度95℃，提取pH值3.5.該工藝條件下果膠的得率為2.6%，酯化度為28.34%，為低酯果膠.

關(guān)鍵詞：火龍果果皮;果膠;酸法

中圖分類(lèi)號(hào)：TS209? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1673-260X（2020）05-0024-03

火龍果[1]又名紅龍果、青龍果、玉龍果等，被譽(yù)為“水果之王”，是近年來(lái)在我國(guó)新興的一種果用栽培品種，具有相當(dāng)可觀的產(chǎn)量，但火龍果果皮被大量遺棄，造成了資源浪費(fèi).果膠是細(xì)胞壁的主要成分，主要存在于植物的莖和果實(shí)中，果膠是膳食纖維的主要成分，被廣泛應(yīng)用于食品[2]、化妝品[3]、醫(yī)藥工業(yè)等[4]，在食品中可用作膠凝劑、懸浮劑、增稠劑，果膠還具有降低血糖、降膽固醇、防紫外線輻射、重金屬離子吸附、通便和抗癌等作用.火龍果皮中果膠[5，6]的含量較高，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法將果膠提取出來(lái)，可以使火龍果的應(yīng)用價(jià)值更大化.本文以白肉紅皮火龍果皮為原料通過(guò)酸水解提取法[7]進(jìn)行果膠的提取.

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

成熟的白肉火龍果果皮.

1.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

氨水、酚酞、95%乙醇、濃鹽酸、氫氧化鈉、濃硫酸、異丙醇、硝酸銀，所用試劑均為分析純.

1.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

PHS-25型pH計(jì)（江蘇省金壇市金祥龍電子有限公司）、SY-601型超級(jí)恒溫水浴鍋（天津歐諾儀器儀表有限公司）、JJ224BC電子分析天平（上海花潮電器有限公司）、HG101-2A電熱鼓風(fēng)干燥箱（南京紅龍儀器設(shè)備廠）.

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 工藝流程

原料預(yù)處理→酸水解提取→脫色→沉淀→過(guò)濾→酒精反復(fù)洗滌→紗布過(guò)濾→烘干（濾液進(jìn)行濃縮處理，回收乙醇）→產(chǎn)品.

2.2 提取方法

將火龍果皮用清水反復(fù)沖洗.把洗凈的果皮切碎，并放到燒杯250ml中，加入蒸餾水，其液面要沒(méi)過(guò)果皮上表面.用恒溫電熱套（設(shè)置溫度為90℃）加熱并保持溫度5～10min，使果皮中的酶失活，然后過(guò)濾，得到果皮.稱(chēng)取50g果皮放入大燒杯中，加入酸并把溶液的pH值調(diào)3到4之間，在實(shí)驗(yàn)所需溫度的恒溫水浴箱中放置，待時(shí)間達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間，用雙層紗布進(jìn)行趁熱過(guò)濾得到濾液.為了脫除果皮的顏色和異味，可在濾液中加入適量的活性炭，在70℃的溫度下恒溫10min，趁熱過(guò)濾，冷卻至室溫，將pH值用稀氨水調(diào)到4，在攪拌情況下加入95%的乙醇.加入1.3倍的乙醇溶液，直至乙醇濃度達(dá)到50%～60%，其濃度可以用酒精計(jì)測(cè)量.測(cè)定完成后靜置10min.用紗布多次折疊后代替濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾，除去固體雜質(zhì).濾液用95%的乙醇進(jìn)行三次洗滌，回收所有液體.濾液中的乙醇可以用蒸餾的方式回收.把濃縮后的粘稠狀液體放到干燥箱（設(shè)置溫度為70℃）中干燥2h，既得果膠產(chǎn)品，計(jì)算得率.

2.3 果膠酯化度的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)選用堿液滴定法[8]測(cè)定果膠的酯化度.具體的測(cè)定步驟為：第一步在電子天平上稱(chēng)量0.5000g烘干后的果膠置于50mL干凈、干燥的燒杯中，加入15mL（5mL濃鹽酸溶于100mL60%的異丙醇后混合的）溶液，充分?jǐn)嚢?5分鐘，然后移入干燥的長(zhǎng)頸漏斗中進(jìn)行過(guò)濾，用混合后的溶液洗滌5次，大概每次20mL，接著再用60%的異丙醇洗滌，濾液中加入硝酸銀溶液檢測(cè)其是否有氯化物，不出現(xiàn)白色絮狀物時(shí)停止洗滌;再用60%的異丙醇洗滌，異丙醇大約為20mL，洗滌完將溶液移至100℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干90分鐘，冷卻并且稱(chēng)重.第二步稱(chēng)取冷卻后的物質(zhì)大約0.05g于250mL的錐形瓶中，量取2mL95%的無(wú)水乙醇加入，再加入100mL無(wú)二氧化碳的水（以防止二氧化碳與堿液反應(yīng)，影響滴定的結(jié)果，會(huì)使結(jié)果偏大），為使樣品能夠全部溶解，要將瓶塞塞緊并且不停地振蕩錐形瓶.在樣品溶液中滴加酚酞指示劑2滴，然后用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液開(kāi)始滴定，標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度為0.02mol/L，滴定至溶液變成微紅色時(shí)即可，記錄下氫氧化鈉所使用的量（記為V1），即是果膠溶液的原始滴定度.在樣品中繼續(xù)加入摩爾濃度為0.5mol/L，20mL標(biāo)準(zhǔn)的氫氧化鈉溶液，強(qiáng)烈震蕩15分鐘，再加入等摩爾濃度鹽酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.5mol/L），此時(shí)溶液呈現(xiàn)為紅色，劇烈振搖，使反應(yīng)能充分進(jìn)行，振動(dòng)后溶液變成無(wú)色，再加入酚酞指示劑3滴.接著再用標(biāo)準(zhǔn)的氫氧化鈉溶液滴定，摩爾濃度仍為0.02mol/L，滴定至溶液變?yōu)闇\粉色并在30秒內(nèi)不變色時(shí)為止，記錄氫氧化鈉溶液的用量（記為V2），V2是皂化滴定度.

果膠的計(jì)算方法：

果膠酯化度（%）=V2/（V1+V2）×100%

在上式中，V1為果膠的原始滴定度（mL）;V2為果膠溶液的皂化滴定度（mL）.

3 結(jié)果與討論

3.1 酸種類(lèi)對(duì)果膠得率的影響

在酸性環(huán)境條件下，可以有效提高果膠的得率.本實(shí)驗(yàn)選用工業(yè)中常見(jiàn)的濃度為0.05mol/L的三種無(wú)機(jī)酸，分別是鹽酸、硫酸、醋酸.提取結(jié)果見(jiàn)表1.

由表1可知：在酸濃度相同的情況下，以硫酸為提取酸的火龍果皮果膠得率要高于其他兩種酸，其得率為1.94%.所以選擇硫酸作為提取酸.

3.2 提取溫度對(duì)果膠得率的影響

以硫酸為提取果膠所用酸，料液比為1：6，pH為4，提取時(shí)間為90min，提取溫度分別設(shè)置為75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃，經(jīng)過(guò)濾、沉淀、洗滌、烘干后得到果膠產(chǎn)品.對(duì)得到的果膠產(chǎn)品進(jìn)行稱(chēng)重，計(jì)算火龍果皮果膠得率.結(jié)果見(jiàn)圖2.

由圖1可以看出，果膠得率隨著溫度的升高而不斷增加，但當(dāng)溫度升高到95℃以后，得率緩慢降低.其原因可是果膠在95℃以后上的高溫狀態(tài)下易發(fā)生水解，所以果膠得率降低.所以最佳提取溫度為95℃.

3.3 料液比對(duì)果膠得率的影響

以硫酸為提取果膠所用酸，pH為4，提取時(shí)間為90min，提取溫度為95℃，料液比分別為1：6、1：8、1：10、1：12、1：14，經(jīng)過(guò)濾、沉淀、洗滌、烘干后得到果膠產(chǎn)品.對(duì)得到的果膠產(chǎn)品進(jìn)行稱(chēng)重，計(jì)算火龍果皮果膠得率.結(jié)果見(jiàn)圖2.

由圖2可知，當(dāng)料液比為1：10時(shí)，火龍果皮果膠得率最高.隨著料液比的增加，果膠得率呈現(xiàn)先增加后趨于幾乎不變的趨勢(shì)，可能是由于隨著料液比的增加，果膠在溶液中的溶解逐漸減緩到幾乎不變.

3.4 提取時(shí)間對(duì)果膠得率的影響

以硫酸為提取果膠所用酸，pH為4，提取溫度為95℃，料液比為1：10，提取時(shí)間分別為80min、100min、120min、140min、160min，經(jīng)過(guò)濾、沉淀、洗滌、烘干后得到果膠產(chǎn)品.對(duì)得到的果膠產(chǎn)品進(jìn)行稱(chēng)重，計(jì)算火龍果皮果膠得率.結(jié)果見(jiàn)圖3.

由圖3可知，火龍果皮果膠隨著時(shí)間的增加，呈現(xiàn)逐步增大的趨勢(shì)，但再達(dá)到140min后開(kāi)始逐漸減小.其原因可能是隨著提取時(shí)間的增長(zhǎng)，火果皮中果膠被酸分解成低分子量糖類(lèi)，從而降低火龍果皮果膠得率.

3.5 浸取pH對(duì)果膠得率的影響

以硫酸為提取果膠所用酸，提取時(shí)間為140min，提取溫度為95℃，料液比為1：10，pH分別為2、2.5、3、3.5、4、4.5，經(jīng)過(guò)濾、沉淀、洗滌、烘干后得到果膠產(chǎn)品.對(duì)得到的果膠產(chǎn)品進(jìn)行稱(chēng)重，計(jì)算火龍果皮果膠得率.結(jié)果見(jiàn)圖4.

結(jié)果如圖4所示.在實(shí)驗(yàn)pH范圍內(nèi)，火龍果皮果膠得率呈先升高后降低的趨勢(shì)，得率最高時(shí)，pH值為3.5.

3.6 果膠酯化度的標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算

根據(jù)甲氧基的酯化程度，果膠通常分成兩類(lèi)：一類(lèi)是高脂果膠，其酯化度（DE值）>50%;而另外一類(lèi)是低脂果膠，其酯化度（DE值）<50%[9].實(shí)驗(yàn)測(cè)得，果膠溶液的原始滴定度V1為7.94mL，皂化滴定度V2為3.14mL.

果膠的酯化度（%）=V1/（V1+V2）×100%

=3.14/（7.94+3.14）×100%

=28.34%

本實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的火龍果果皮中果膠的酯化度為28.34%，小于50%，屬于低脂果膠.

4 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)以濃度為0.05mol/L的硫酸溶液作為提取酸，紅皮白肉火龍果果皮作為原材料，用酸提取其中的果膠并探索了最佳提取條件.通過(guò)探索不同提取時(shí)間、不同提取溫度、不同提取料液比、不同提取pH下的提取效果，得到最佳提取條件為提取溫度95℃，提取時(shí)間為140min，提取料液比為1：10，提取pH為3.5.在最佳條件下，火龍果皮果膠最佳得率為2.6%.實(shí)驗(yàn)所得果膠產(chǎn)品碾碎后為白色粉末狀固體，測(cè)得酯化度為28.34%，屬于低酯果膠.

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