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    果膠廣泛分布于水果、蔬菜等植物中，是初生細(xì)胞壁和胞間層的主要組分，為一種水溶性膳食纖維，因其良好的乳化及膠凝作用而作為膠凝劑、增稠劑、穩(wěn)定劑在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用。另一方面，也因其有助于腸道蠕動(dòng)、促進(jìn)消化吸收，降低血液膽固醇、血脂含量，能夠吸附重金屬離子，能有效去除腸道、呼吸道中的鉛和汞，且不影響人體必需礦物質(zhì)元素的

利用，而作一種細(xì)菌觸發(fā)型結(jié)腸釋藥系統(tǒng)的良好載體及藥物包衣材料或骨架材料使用。目前提取果膠研究的方法有：酸法、堿法、草酸銨法、離子交換樹(shù)脂法、微生物法、酶解法、微波法、超聲波法、逆流萃取法、高壓脈沖電場(chǎng)法等，生產(chǎn)商品果膠的原料主要為柑橘皮、蘋(píng)果渣、甜菜渣等。纖維素酶具有降解細(xì)胞壁纖維素釋放果膠的功效，檸檬酸則為優(yōu)良的食

用酸，其三羧酸結(jié)構(gòu)能解除金屬離子對(duì)果膠的羈絆，二者結(jié)合對(duì)縮短果膠提取時(shí)間，提高果膠產(chǎn)率均有積極的意義，是具有很好發(fā)展前景的方法之_。塔羅科血橙為意大利的主栽品種之一，于1972年引入我國(guó)，主要分布于四川、湖南等地，僅四川資中縣種植面積已達(dá)到0.69萬(wàn)hfC12，年均產(chǎn)量超過(guò)20余萬(wàn)t，果實(shí)的平均可食率為77.gg%，在食用尤其是果汁加工企業(yè)會(huì)產(chǎn)生上萬(wàn)噸的果皮渣，充分利用將帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[11-12】。試驗(yàn)利用纖維素酶能降解纖維素的特點(diǎn)及結(jié)合食用檸檬酸的優(yōu)點(diǎn)，聯(lián)合提取了塔羅科血橙皮中的果膠，建立了纖維素酶法提取的工藝方法，對(duì)塔羅科血橙的綜合利用具有一定的參考意義。

1  材料與方法

1.1儀器、設(shè)備與試劑

    TD-5臺(tái)式低速離心機(jī)：四川蜀科儀器有限公司；DFT-100型中藥粉碎機(jī)：溫嶺市林大機(jī)械有限公司；AE240電子分析天平：梅特勒一托利多；Starter3C實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)：上海奧豪斯；恒溫水浴振蕩器：上海璽袁科技儀器公司；真空干燥箱：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

    纖維素酶（1.1萬(wàn)u/g）；乙醇（食品級(jí)）；檸檬酸、鹽酸、氫氧化鈉，均為分析純，成都金山化學(xué)試劑有限公司；試驗(yàn)用水為蒸餾水。

1.2原料預(yù)處理

    新鮮的血橙皮搗碎成2-3 cm的塊狀，于蒸餾水中煮沸5 min鈍化果膠酶，洗凈色素及糖分，于60 CC烘干，粉碎備用。

1.3提取工藝流程

    血橙皮滅酶一烘干粉碎一纖維素酶法提取一離心分離一洗滌干燥一稱(chēng)量

1.4果膠的提取

    準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的血橙皮粉于提取瓶中，加定量提取液及纖維素酶，在合適的pH及溫度下，恒溫水浴酶解一定時(shí)間，升溫至90 cC滅酶2-3 min，以檸檬酸調(diào)節(jié)pH，在適宜溫度下提取一定時(shí)間，4 000 rlmin離心分離提取液，殘?jiān)�以蒸餾水洗滌2次，清液合并，濃縮后加入2倍體積的950-/0乙醇后靜置1 h，真空抽濾，以少量65%的乙醇洗滌，于電熱鼓風(fēng)干燥箱中50 0C烘干稱(chēng)重，計(jì)算果膠產(chǎn)率。計(jì)算公式如式

(1)。

1.5單因素試驗(yàn)

    取血橙皮粉1.5 9，設(shè)定料液比為1：40( g/mL)，酶解pH為4.5、酶解時(shí)間為45 min、酶解溫度為40cC、酶用量為12 U/mL，酸提取pH為2.0、提取溫度為90℃、提取時(shí)間為30 min條件下，按照“1.4”方法，探究各因素對(duì)果膠產(chǎn)率的影響。

1.6正交試驗(yàn)

    結(jié)合單因素試驗(yàn)，在酸提取最佳單因素條件下，以果膠產(chǎn)率為試驗(yàn)結(jié)果，主要優(yōu)化了料液比、纖維素酶用量、酶解溫度和酶解時(shí)間4個(gè)因素對(duì)果膠產(chǎn)率的影響。

2結(jié)果與分析

2.1單因素結(jié)果的影響

2.1.1料液比對(duì)果膠提取的影響

分別改變提取液的體積為20，30，40，50和60mL進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖l。

由圖1可以看出：當(dāng)料液比大于l：40( g/mL)時(shí)，果膠產(chǎn)率隨著料液比增加而增大，在料液比為1：40( g/mL)時(shí)果膠產(chǎn)率最大，之后又下降。最初隨著提取液增加，利于原果膠轉(zhuǎn)化為果膠，且利于果膠分子擴(kuò)散，故產(chǎn)率增大；當(dāng)提取液過(guò)大，可能不利于果膠分子形成，故產(chǎn)率降低。因此確定料液比1：40(g/mL)為提取最佳比例。

2.1.2纖維素酶用量對(duì)果膠提取的影響

    分別改變加酶量分別為0，3，6，9，12和15 U／mL時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖2。

    由圖2可以看出：加纖維素酶對(duì)果膠產(chǎn)率的提高有積極作用，當(dāng)纖維素酶用量為12 U/mL時(shí)，果膠提取產(chǎn)率最高，高于和低于這個(gè)活度，果膠的產(chǎn)率均有降低。這是因?yàn)槔w維素酶用量過(guò)低時(shí)，纖維素降解不足，原果膠轉(zhuǎn)化不完全，而用量過(guò)高，會(huì)產(chǎn)生過(guò)度降解問(wèn)題。故纖維素酶12 U/mL為最佳用量。

2.1.3酶解溫度對(duì)果膠提取的影響

    分別在30℃，35℃，40℃，45℃和50℃恒溫水浴振蕩器中酶解進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)圖3。

    由圖3可以看出：當(dāng)酶解溫度為40℃的時(shí)候，果膠的產(chǎn)率最大，當(dāng)溫度低于40℃或者高于這個(gè)溫度的時(shí)候，果膠的提取率都會(huì)降低。因?yàn)槊富钚缘谋憩F(xiàn)需要在適宜的溫度范圍，低于或高于這一溫度，果膠的產(chǎn)率均有降低，高于這一溫度酶結(jié)構(gòu)改變逐漸失活，而低于這一溫度酶活性不足以顯現(xiàn)出來(lái)。試驗(yàn)得出酶解溫度40℃為果膠提取的最優(yōu)酶解溫度。

2.1.4酶解pH對(duì)果膠提取的影響

    各試驗(yàn)試樣的pH分別為4.9，5.1，5.3，5.5和5.7，在此pH時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖4。

    由圖4可以看出：纖維素酶在不同的pH條件下，對(duì)果膠產(chǎn)率有一定影響，當(dāng)pH為5.1時(shí)，果膠的提取率最大，即纖維素酶酶解最適pH為5.1。大于或小于這個(gè)值都會(huì)導(dǎo)致酶蛋白失活，對(duì)纖維素酶活性都有降低的影響。

2.1.5酶解時(shí)間對(duì)果膠提取的影響

    分別在酶解時(shí)間為15，30，45，60和75 min進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)圖5。

    由圖5可以看出：當(dāng)酶解時(shí)間小于45 min的時(shí)，隨著酶解時(shí)間的增加果膠得率增加，但超過(guò)45 min對(duì)果膠產(chǎn)率并沒(méi)有積極影響，而是降低了果膠得率，這是因?yàn)殡S著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，果膠部分降解，因而果膠產(chǎn)率隨著時(shí)間的增加而降低。故此將酶解時(shí)間確定為45 min為最佳條件。

2.1.6酸提取pH對(duì)果膠提取率的影響

    以檸檬酸調(diào)節(jié)提取pH分別為1.0，1.5，2.0，2.5，3.0和3.5進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)圖6。

    從圖6可以看出：pH為1.5時(shí)，果膠得率最高，但pH過(guò)低會(huì)促進(jìn)果膠降解，同時(shí)pH過(guò)低會(huì)使果膠顏色變深，同時(shí)當(dāng)pH低于2.0時(shí)，檸檬酸用量會(huì)大大增加以至達(dá)到飽和，會(huì)增加果膠的洗滌困難以及帶來(lái)果膠損失，因此選用pH 2.0為最佳酸提pH。

2.1.7酸提取溫度對(duì)果膠提取率的影響

    分別在酸提取溫度為80℃，85℃，90℃，95℃和100℃下進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。

    由圖7可以看出：在95℃時(shí)果膠提取率最高。低于或高于95℃對(duì)果膠得率有不利影響，這是因?yàn)闇囟冗^(guò)低不利于果膠溶出，但溫度過(guò)高會(huì)加快果膠降解，降低果膠產(chǎn)率。因此確定提取溫度為95℃。

 2.1.8酸提取時(shí)間對(duì)果膠提取率的影響

    分別進(jìn)行酸提取時(shí)間為15，20，25，30和35 min的試驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)圖8。

    由圖8可以看出：酸提時(shí)間低于30 min時(shí)，果膠提取率隨著酸提時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，當(dāng)酸提時(shí)間超過(guò)30 min，果膠得率顯著下降。這是因?yàn)闀r(shí)間過(guò)短不利于果膠溶出，過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間以至?xí)�使果膠降解起主導(dǎo)作用，對(duì)果膠產(chǎn)率提高不利。故確定酸提取時(shí)間為30min。

2.2果膠提取工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

    Lg(34)正交試驗(yàn)安排及結(jié)果見(jiàn)表1。由表l極差分析可知，RA>RC>RB>RD，即各素對(duì)果膠產(chǎn)率影響的 主效關(guān)系為A>C>B>D，果膠的產(chǎn)率受料液比影響大，酶解時(shí)間，酶用量以及酶解溫度也對(duì)果膠提取率有一定影響，提取果膠的最優(yōu)工藝條件為A：B．C：D．，即料液比1：40( g/mL)，纖維素酶用量9 U/mL，酶解時(shí)間45 min，酶解溫度35℃。

 2_3驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

    在最優(yōu)條件下進(jìn)行4次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，果膠產(chǎn)率分別為：29.20%，29.800-/0，30.92%和28.99%，平均產(chǎn)率可為29.97%，說(shuō)明試驗(yàn)設(shè)計(jì)合理。按照GB 25533-2010方法測(cè)得果膠半乳糖醛酸含量為79 .770-/0，酯化度~J72.5 10-10，為高脂果膠；按照GB 5009.3-2010方法測(cè)得果膠含水率為8.37%。

3結(jié)論

    與傳統(tǒng)酸法提取果膠相比，試驗(yàn)以纖維素酶法結(jié)合檸檬酸進(jìn)行血橙皮中的果膠，充分利用了纖維素酶能降解纖維素的特點(diǎn)以及檸檬酸為食用酸的優(yōu)點(diǎn)，既利于果膠的溶出，又符合綠色理念，對(duì)提高果膠產(chǎn)率和品質(zhì)及環(huán)境友好具有積極的作用。試驗(yàn)最優(yōu)工藝條件為：料液比為1：40( g/mL)，纖維素酶用量為9 U／mL，酶解時(shí)間為45 min，酶解溫度為35℃，在優(yōu)化條件下進(jìn)行果膠的產(chǎn)率為29.97%，總半乳糖醛酸含量為79.77%，酯化度為72 .2go-/o，含水率為8.37%。產(chǎn)品為高脂果膠，半乳糖醛酸含量及含水率符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

4摘  要  

以塔羅科血橙皮為原料，采用檸檬酸一纖維素酶法提取了其中的果膠。探索了料液比、酶用量、酶解時(shí)間、酶解pH、酶解溫度、酸提取pH、提取溫度、提取時(shí)間等因素對(duì)果膠產(chǎn)率的影響。以正交優(yōu)化建立了纖維素酶法提取果膠的最優(yōu)條件：料液比為1：40 (g/mL)、酶用量為9 U/mL、酶解時(shí)間為45 min、酶解溫度為3i℃。在最優(yōu)提取條件下果膠產(chǎn)率29.970A，總半乳糖醛酸含量為79.770A，酯化度為72.2goA，含水率為8_370A。研究結(jié)果對(duì)塔羅科血橙廢棄物的綜合利用具有一定的參考意義。