CN104031172A - 一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法 - Google Patents
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Abstract
一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法，主要针对现有香蕉皮得不到充分利用等问题，提供一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法。该方法的具体步骤为香蕉皮→预处理(除杂护色→灭酶→干燥)→加入草酸铵溶液萃取→超声波处理→过滤→脱色浓缩→95％乙醇沉淀→高速离心→洗涤沉淀→高速离心→收集沉淀→干燥→产品。该方法简单、易于操作，提取成本低，为香蕉的深加工和综合利用提供了一条新途径，提高了香蕉附加值和香蕉加工企业的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法，属于食品加工领域。
背景技术
香蕉清甜柔软，口感糯滑，其独特的风味和营养价值深受广大消费者的喜爱。我国是香蕉生产大国，产量占世界香蕉总产量的10％左右。香蕉皮约占香蕉果实重量的30％，在大规模香蕉果肉深加工过程中，若得不到及时处理，会造成严重的环境污染。香蕉皮中含有大量的果胶，对其开发利用，从中提取果胶，不仅可以变废为宝，得到高生理活性的果胶，提高香蕉加工产业的附加值，同时减少环境污染。
果胶是一种天然的高分子化合物，其基本结构是由D-吡喃半乳糖醛酸以α-1,4糖苷键连接而成的长链，通常以部分甲酯化状态存在，分子量在50,000～300,000之间，是人体第七大营养素膳食纤维的主要成分之一，具有抗腹泻、治疗糖尿病、抗癌、减肥等功效，其保健功能日益受到重视。
果胶是天然的水溶性植物胶，没有毒性，使用安全可靠，广泛应用于食品、医疗制药及日用化工等行业。果胶具有良好的胶凝性和乳化作用，可作为胶凝剂和增稠剂应用在果酱、果冻、软糖、饮料等食品的生产中，也可作为稳定剂应用在冰淇淋等冷饮食品的生产中。此外，果胶还可用作化妆品的乳化剂、药品生产的辅助剂等。
目前，全世界果胶年需求量约20000吨，并以每年15％左右的速度增长。我国每年果胶消耗量在1500吨以上，而我国果胶年生产力仅为200～300吨，其余80％需要进口。果胶市场售价每吨约在10～13万元。由于进口果胶价格远高于国产果胶，国产果胶成为国内众多企业的首选。因此大力开发我国丰富的果胶资源，生产出优质果胶，满足国内外市场需求有重要现实意义。
发明内容
本发明以解决上述问题为目的，提供一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法。该方法以超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶，方法简单、易于操作，提取成本低。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法，按下述步骤实现：
a、除杂护色
选择新鲜、外表没有褐变的香蕉皮50g，洗净，初步除杂，然后切成小块，对其进行护色处理；
b、灭酶
用100℃水蒸汽对步骤a中护色后的香蕉皮灭酶5～10分钟，钝化果胶酶活性，冷却后用温度为25～30℃的温水漂洗2～3次，除去原料中的色素、苦涩物质及残余的糖酸等；
c、干燥
对上述漂洗后的香蕉皮进行干燥，再粉碎至20目以下的粉末备用；
d、超声辅助草酸铵溶液提取果胶
称取步骤c中粉碎的香蕉皮10g于烧杯中，再加入300～350mL的质量体积百分比浓度为0.8％草酸铵水溶液，在超声功率130～150W、超声温度60～65℃条件下提取65～75分钟，真空抽滤，收集滤液并将其pH调至3.5～4.0，得果胶提取液；
e、脱色
将步骤d得到的果胶提取液进行脱色处理；
f、浓缩
将步骤e得到的滤液在100℃水浴中蒸发浓缩至滤液体积的1/2，得浓缩液；
g、95％乙醇沉淀，即得浅黄色的香蕉果胶成品。
所述步骤a中的护色处理的具体步骤是将香蕉皮切成小块后放入亚硫酸氢钠、柠檬酸、氯化钠的混合水溶液200～300mL中浸泡15分钟护色，其中，各组分在混合水溶液中的浓度为亚硫酸氢钠的质量体积百分比浓度为0.4％，柠檬酸的质量体积百分比浓度为0.3％，氯化钠的质量体积百分比浓度为0.4％；
所述步骤c中的干燥是将漂洗后的香蕉皮挤压除水，然后置于60℃的烘箱干燥4～8小时；
所述步骤e中的脱色是在所述步骤d得到的果胶提取液中加入2.8g的活性炭于60℃水浴保温10分钟，脱色和除异味后，以5000r/min的速度离心10分钟除去活性炭，收集滤液；
所述步骤g中的95％乙醇沉淀是待上述步骤f的浓缩液冷却后，边搅拌边加入浓缩液体积的1～1.1倍的已预冷至55℃的95％乙醇，浸提90分钟后，以5000r/min的速度离心20分钟，收集沉淀，用与浓缩液同体积的无水乙醇洗涤2次后，于60℃烘干4～6小时。
本发明的有益效果是：
果胶多糖是以甲酯化的多聚半乳糖醛酸钙盐或镁盐形式存在且水溶性差，本发明以草酸铵为萃取剂提取果胶，将钙离子以草酸钙沉淀形式除去，使不溶性果胶酸钙转变成可溶性铵盐，降低其对果胶提取的不利影响，以提高果胶得率，同时避免了以往酸提法中的高酸环境，保证了生产安全；超声波提取法具有提取时间短、产率高、无需加热、环境污染小等特点，易实现工业化操作且提取成本较低。
本发明超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶，方法简单、易于操作，提取成本低，提取的果胶得率高且天然活性稳定，提取时间短，实现了香蕉资源的综合利用，具有明显的经济效益、社会效益和生态效益，为香蕉的深加工和综合利用提供了一条新途径，提高了香蕉附加值和香蕉加工企业的经济效益。
具体实施方式
实施例1
一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法，是通过下述具体步骤实现的：
a、除杂护色
选择新鲜、外表没有褐变的香蕉皮50g，洗净，初步除杂，然后切成小块，放入亚硫酸氢钠、柠檬酸、氯化钠的混合水溶液200mL中浸泡15分钟护色，其中，各组分在混合水溶液中的浓度为亚硫酸氢钠的质量体积百分比浓度为0.4％，柠檬酸的质量体积百分比浓度为0.3％，氯化钠的质量体积百分比浓度为0.4％；
b、灭酶
用100℃水蒸汽对步骤a中护色后的香蕉皮灭酶5分钟，钝化果胶酶活性，冷却后用温度为25℃的温水漂洗2次，除去原料中的色素、苦涩物质及残余的糖酸等；
c、干燥
将漂洗后的香蕉皮挤压除水，然后置于60℃的烘箱干燥4小时，再粉碎至20目以下的粉末备用；
d、超声辅助草酸铵溶液提取果胶
称取步骤c中粉碎的香蕉皮10g于烧杯中，再加入300mL的质量体积百分比浓度为0.8％草酸铵溶液，在超声功率130W、超声温度60℃条件下提取65分钟，真空抽滤，收集滤液并将其pH调至3.5，得果胶提取液；
e、脱色
在上述果胶提取液中加入2.8g的活性炭于60℃水浴保温10分钟，脱色和除异味后，以5000r/min的速度离心10分钟除去活性炭，收集滤液；
f、浓缩
将步骤e得到的滤液在100℃水浴中蒸发浓缩至滤液体积的1/2，得浓缩液；
g、95％乙醇沉淀
待步骤f的浓缩液冷却后，边搅拌边加入浓缩液体积的1倍的已预冷至55℃的95％乙醇，浸提90分钟后，以5000r/min的速度离心20分钟，收集沉淀，用与浓缩液同体积的无水乙醇洗涤2次后，于60℃烘干4小时，即得浅黄色的香蕉果胶成品。
实施例2
一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法，是通过下述具体步骤实现的：
a、除杂护色
选择新鲜、外表没有褐变的香蕉皮50g，洗净，初步除杂，然后切成小块，放入亚硫酸氢钠、柠檬酸、氯化钠的混合水溶液300mL中浸泡15分钟护色，其中，各组分在混合水溶液中的浓度为亚硫酸氢钠的质量体积百分比浓度为0.4％，柠檬酸的质量体积百分比浓度为0.3％，氯化钠的质量体积百分比浓度为0.4％；
b、灭酶
用100℃水蒸汽对步骤a中护色后的香蕉皮灭酶10分钟，钝化果胶酶活性，冷却后用温度为30℃的温水漂洗3次，除去原料中的色素、苦涩物质及残余的糖酸等；
c、干燥
将漂洗后的香蕉皮挤压除水，然后置于60℃的烘箱干燥8小时，再粉碎至20目以下的粉末备用；
d、超声辅助草酸铵溶液提取果胶
称取步骤c中粉碎的香蕉皮10g于烧杯中，再加入350mL的质量体积百分比浓度为0.8％草酸铵溶液，在超声功率150W、超声温度65℃条件下提取75分钟，真空抽滤，收集滤液并将其pH调至4.0，得果胶提取液；
e、脱色
在上述果胶提取液中加入2.8g的活性炭于60℃水浴保温10分钟，脱色和除异味后，以5000r/min的速度离心10分钟除去活性炭，收集滤液；
f、浓缩
将步骤e得到的滤液在100℃水浴中蒸发浓缩至滤液体积的1/2，得浓缩液；
g、95％乙醇沉淀
待步骤f的浓缩液冷却后，边搅拌边加入浓缩液体积的1.1倍的已预冷至55℃的95％乙醇，浸提90分钟后，以5000r/min的速度离心20分钟，收集沉淀，用与浓缩液同体积的无水乙醇洗涤2次后，于60℃烘干6小时，即得浅黄色的香蕉果胶成品。
实施例3
一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法，是通过下述具体步骤实现的：
a、除杂护色
选择新鲜、外表没有褐变的香蕉皮50g，洗净，初步除杂，然后切成小块，放入亚硫酸氢钠、柠檬酸、氯化钠的混合水溶液250mL中浸泡15分钟护色，其中，各组分在混合水溶液中的浓度为亚硫酸氢钠的质量体积百分比浓度为0.4％，柠檬酸的质量体积百分比浓度为0.3％，氯化钠的质量体积百分比浓度为0.4％；
b、灭酶
用100℃水蒸汽对步骤a中护色后的香蕉皮灭酶8分钟，钝化果胶酶活性，冷却后用温度为28℃的温水漂洗2次，除去原料中的色素、苦涩物质及残余的糖酸等；
c、干燥
将漂洗后的香蕉皮挤压除水，然后置于60℃的烘箱干燥6小时，再粉碎至20目以下的粉末备用；
d、超声辅助草酸铵溶液提取果胶
称取步骤c中粉碎的香蕉皮10g于烧杯中，再加入325mL的质量体积百分比浓度为0.8％草酸铵水溶液，在超声功率140W、超声温度63℃条件下提取70分钟，真空抽滤，收集滤液并将其pH调至3.7，得果胶提取液；
e、脱色
在上述果胶提取液中加入2.8g的活性炭于60℃水浴保温10分钟，脱色和除异味后，以5000r/min的速度离心10分钟除去活性炭，收集滤液；
f、浓缩
将步骤e得到的滤液在100℃水浴中蒸发浓缩至滤液体积的1/2，得浓缩液；
g、95％乙醇沉淀
待步骤f的浓缩液冷却后，边搅拌边加入浓缩液体积的1倍的已预冷至55℃的95％乙醇，浸提90分钟后，以5000r/min的速度离心20分钟，收集沉淀，用与浓缩液同体积的无水乙醇洗涤2次后，于60℃烘干5小时，即得浅黄色的香蕉果胶成品。
Claims (5)
1.一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法，其特征在于，该方法是通过下述步骤实现的：
a、除杂护色
选择新鲜、外表没有褐变的香蕉皮50g，洗净，初步除杂，然后切成小块，对其进行护色处理；
b、灭酶
用100℃水蒸汽对步骤a中护色后的香蕉皮灭酶5～10分钟，冷却后用温度为25～30℃的温水漂洗2～3次；
c、干燥
对上述漂洗后的香蕉皮进行干燥，再粉碎至20目以下的粉末备用；
d、超声辅助草酸铵溶液提取果胶
称取步骤c中粉碎的香蕉皮10g于烧杯中，再加入300～350mL的质量体积百分比浓度为0.8％草酸铵水溶液，在超声功率130～150W、超声温度60～65℃条件下提取65～75分钟，真空抽滤，收集滤液并将其pH调至3.5～4.0，得果胶提取液；
e、脱色
将步骤d得到的果胶提取液进行脱色处理；
f、浓缩
将步骤e得到的滤液在100℃水浴中蒸发浓缩至滤液体积的1/2，得浓缩液；
g、95％乙醇沉淀，即得浅黄色的香蕉果胶成品。
2.如权利要求1所述的一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法，其特征在于：所述步骤a中的护色处理的具体步骤是将香蕉皮切成小块后放入亚硫酸氢钠、柠檬酸、氯化钠的混合水溶液200～300mL中浸泡15分钟护色，其中，各组分在混合水溶液中的浓度为亚硫酸氢钠的质量体积百分比浓度为0.4％，柠檬酸的质量体积百分比浓度为0.3％，氯化钠的质量体积百分比浓度为0.4％。
3.如权利要求1所述的一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法，其特征在于：所述步骤c中的干燥是将漂洗后的香蕉皮挤压除水，然后置于60℃的烘箱干燥4～8小时。
4.如权利要求1所述的一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法，其特征在于：所述步骤e中的脱色是在所述步骤d得到的果胶提取液中加入2.8g的活性炭于60℃水浴保温10分钟，脱色和除异味后，以5000r/min的速度离心10分钟除去活性炭，收集滤液。
5.如权利要求1所述的一种超声波协同草酸铵法提取香蕉皮中果胶的方法，其特征在于：所述步骤g中的95％乙醇沉淀是待步骤f的浓缩液冷却后，边搅拌边加入浓缩液体积的1～1.1倍的已预冷至55℃的95％乙醇，浸提90分钟后，以5000r/min的速度离心20分钟，收集沉淀，用与浓缩液同体积的无水乙醇洗涤2次后，于60℃烘干4～6小时。
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