CN105481995A - 一种提取香蕉皮果胶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提取香蕉皮果胶的方法，属于天然产物提取技术领域。本发明充分利用了香蕉深加工的废弃物香蕉皮作为原材料，经过预处理、表面活性剂增溶、微波辅助提取、脱色除味、浓缩和醇析步骤，制得天然且安全无毒的植物源果胶成品。本发明结合表面活性剂、超声及微波工艺，有效缩短提取耗时，提高提取得率，达到节能环保的目的，为香蕉综合利用提供有效可行的借鉴。
Description
【技术领域】
本发明涉及天然产物提取技术领域，具体涉及一种提取香蕉皮果胶的方法。
【背景技术】
果胶是一种天然高分子化合物，广泛应用于食品、医药、日用化工等行业。果胶在食品中的应用，主要是作为增稠剂应用在果酱、果冻、饮料生产中，以及作为稳定剂应用在冰淇淋生产中。除此之外，果胶还可用作化妆品的乳化剂，药品生产的辅助剂等。
香蕉盛产于我国的海南、广东、福建、广西等地。近年来我国香蕉种植业发展很快，2004年香蕉总产量约600多万吨，占华南四省水果总产量的47％。近年来，香蕉的深加工在广东得到较快发展。然而，香蕉皮作为香蕉深加工的主要废弃物，若不被利用，既浪费资源,又污染环境。香蕉皮中果胶含量较高，若进行提取并加以利用，将会给香蕉皮综合利用提供新的途径。
近年来，研究报道中有关提取香蕉皮果胶的方法主要有乙醇沉淀法、盐析法、离子交换法等，提取率普遍不高。为了提高果胶提取率，相关技术人员都对现有技术做了较多改进尝试，针对不同的提取剂、提取溶剂、提取条件等都多了大量尝试，并取得了良好的改进效果。然而目前从香蕉皮中提取果胶仍然还存在得率低，耗时长等问题，需要进一步深入改进。
【发明内容】
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，本发明提供一种提取香蕉皮果胶的方法，采用常见易得的表面活性剂先对香蕉皮中的果胶进行超声增溶处理，再利用微波效应辅助草酸铵从香蕉皮中提取果胶，本方法有效克服了传统果胶提取耗时长，得率低，果胶成品效果不稳定的技术问题，且采用的提取原料及设备均易于获取，操作方法可行性高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种提取香蕉皮果胶的方法，该方法包括如下步骤：
(1)预处理：香蕉皮洗净除杂后切成小块，进行护色处理，用100℃的水蒸汽对护色后的香蕉皮灭酶5-10min，待香蕉皮冷却后再用温水对其进行2-3次漂洗，用纱布挤干香蕉皮表面水分后，将香蕉皮置于60℃的烘箱干燥至水分≦5％，粉碎成香蕉皮粉末备用；
(2)表面活性剂增溶：往步骤1)处理得到的香蕉皮粉末加入草酸铵水溶液搅拌均匀后得到提取料液，往所述提取料液中加入表面活性剂后，将所述料液置于超声水浴装置中搅拌；
(3)微波辅助提取：步骤2)处理得到的提取料液输入微波装置进行提取后真空抽滤，弃去滤渣，收集滤液，并将所述滤液pH值调至3.5-4.0，得到果胶提取液；
(4)脱色除味：往步骤3)所述果胶提取液中加入活性炭，置于60℃恒温水浴装置中脱色除味10-15min，将脱色除味后的果胶提取液在4500-5000r/min的转速下离心分离10min，除去活性炭，收集离心所得滤液；
(5)浓缩：将步骤4)处理得到的滤液真空浓缩至原体积的1/2-1/3并冷却，得到浓缩液；
(6)醇析：往步骤5)处理得到的浓缩液中搅拌加入95％的乙醇水溶液浸提处理，浸提后于4500-5000r/min的转速下离心分离15-20min，收集沉淀，用无水乙醇洗涤所述沉淀2-3次后，将洗涤后的沉淀置于60℃烘箱中烘干至水分≦5％，粉碎至60-80目，即得果胶成品。
作为本发明的一种改进，所述护色处理为将香蕉皮放入含0.4％亚硫酸氢钠、0.3％柠檬酸、0.4％氯化钠混合溶液中浸泡10-15min。
作为本发明的又一种改进，所述香蕉皮粉末为100-200目的粉末。
作为本发明的又一种改进，所述草酸铵水溶液为0.8-1.0％的草酸铵水溶液，加入比例为：1kg香蕉皮粉末：30-35L草酸铵水溶液；
作为本发明的又一种改进，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、吐温80(span-80)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)或十二烷基磺酸钠(SDS)中的一种。
作为本发明的又一种改进，所述表明活性剂的添加量为提取料液重量的0.5-1％，加入表面活性剂后的水浴温度为40-50℃，搅拌时间为10-30min，超声功率为100-250W。
作为本发明的又一种改进，所述微波辅助提取功率为400-700W，提取时长为3-7min；
作为本发明的又一种改进，活性炭加入量为所述果胶提取液重量的3-5％。
草酸铵常常用于果胶的提取，草酸铵中的草酸根离子可与果胶酸钙中的钙离子螯合生成可溶性铵盐，增加果胶溶解性，是较为理想的果胶提取剂。
表面活性剂的应用可以有效降低溶液的表面张力，对果胶的溶解起到增溶作用，从而对提取得率能够产生积极作用。超声波的空化效应不仅可使可使表面活性剂溶液表面张力有效降低，同时还可促进果胶和细胞壁各组分分离，破坏细胞壁，有效缩短提取时间，有助于果胶的提取。此外，微波提取具有选择性强、操作时间短、溶剂使用量小、受热均匀、目标组分得率高等优势，在微波的高能磁场作用下，香蕉皮细胞内的果胶等物质提取较完全，可以有效缩短提取耗时，提高果胶提取得率。
采用本发明所提供的技术方案可以取得以下有益效果：
1、本发明利用香蕉深加工的废弃物作为提取原料，有效实现了资源的综合利用，且所选用的提取材料都是容易获取的原材料，提取操作容易实现，且提取得到的果胶成品具有良好的市场经济效益。
2、本发明通过优化提取工艺，结合表面活性剂、超声、微波的辅助作用改进了草酸铵提取果胶的传统工艺，有效缩短了提取耗时，提高了果胶提取得率，并制得品质稳定的果胶成品，是一种环保节能的提取方法，该方法也对从其他植物源中提取果胶有一定借鉴效果。
【具体实施方式】
本发明公开了一种提取香蕉皮果胶的方法，充分利用了香蕉深加工的废弃物香蕉皮作为原材料，结合表面活性剂、超声及微波工艺，有效缩短提取耗时，提高提取得率，制得天然且安全无毒的植物源果胶成品。以下通过具体实施例对本发明作进一步详述。
实施例1
一种提取香蕉皮果胶的方法，该方法包括如下步骤：
(1)预处理：香蕉皮洗净除杂后切成小块，放入含0.4％亚硫酸氢钠、0.3％柠檬酸、0.4％氯化钠混合溶液中护色浸泡10min，用100℃的水蒸汽对护色后的香蕉皮灭酶10min，待香蕉皮冷却后再用温水对其进行3次漂洗，用纱布挤干香蕉皮表面水分后，将香蕉皮置于60℃的烘箱干燥至水分为5％，粉碎成200目的香蕉皮粉末备用；
表面活性剂增溶：每千克香蕉皮粉末加入1.0％的草酸铵水溶液35L，搅拌均匀后得到提取料液，按料液重量的1％加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)，将所述料液置于40℃，超声水浴装置中搅拌，搅拌时间15min，超声功率为180W；
(3)微波辅助提取：将步骤2)处理得到的提取料液输入700W的微波装置中提取3min，真空抽滤弃去滤渣，收集滤液，并将所述滤液pH值调至4.0，得到果胶提取液；
(4)脱色除味：按步骤3)所述果胶提取液重量的5％往提取液中加入活性炭，置于60℃恒温水浴装置中脱色除味15min，将脱色除味后的果胶提取液在5000r/min的转速下离心分离10min，除去活性炭，收集离心所得滤液；
(5)浓缩：将步骤4)处理得到的滤液真空浓缩至原体积的1/3并冷却，得到浓缩液；
(6)醇析：往步骤5)处理得到的浓缩液中搅拌加入95％的乙醇水溶液浸提处理，浸提后于5000r/min的转速下离心分离20min，收集沉淀，用无水乙醇洗涤所述沉淀3次后，将洗涤后的沉淀置于60℃烘箱中烘干至水分为5％，粉碎至80目，即得果胶成品。
实施例2
一种提取香蕉皮果胶的方法，该方法包括如下步骤：
(1)预处理：香蕉皮洗净除杂后切成小块，放入含0.4％亚硫酸氢钠、0.3％柠檬酸、0.4％氯化钠混合溶液中护色浸泡15min，用100℃的水蒸汽对护色后的香蕉皮灭酶5min，待香蕉皮冷却后再用温水对其进行2次漂洗，用纱布挤干香蕉皮表面水分后，将香蕉皮置于60℃的烘箱干燥至水分为4％，粉碎成100目的香蕉皮粉末备用；
(2)表面活性剂增溶：每千克香蕉皮粉末加入0.8％的草酸铵水溶液30L，搅拌均匀后得到提取料液，按料液重量的0.5％加入吐温80(span-80)，将所述料液置于50℃超声水浴装置中搅拌，搅拌时间为30min，超声功率为100W；
(3)微波辅助提取：将步骤2)处理得到的提取料液输入400W的微波装置中提取7min，真空抽滤弃去滤渣，收集滤液，并将所述滤液pH值调至3.5，得到果胶提取液；
(4)脱色除味：按步骤3)所述果胶提取液重量的3-5％往提取液中加入活性炭，置于60℃恒温水浴装置中脱色除味10min，将脱色除味后的果胶提取液在4500r/min的转速下离心分离10min，除去活性炭，收集离心所得滤液；
(5)浓缩：将步骤4)处理得到的滤液真空浓缩至原体积的1/2并冷却，得到浓缩液；
(6)醇析：往步骤5)处理得到的浓缩液中搅拌加入95％的乙醇水溶液浸提处理，浸提后于4500r/min的转速下离心分离15min，收集沉淀，用无水乙醇洗涤所述沉淀2次后，将洗涤后的沉淀置于60℃烘箱中烘干至水分为4％，粉碎至60目，即得果胶成品。
实施例3
一种提取香蕉皮果胶的方法，该方法包括如下步骤：
(2)预处理：香蕉皮洗净除杂后切成小块，放入含0.4％亚硫酸氢钠、0.3％柠檬酸、0.4％氯化钠混合溶液中护色浸泡15min，用100℃的水蒸汽对护色后的香蕉皮灭酶5min，待香蕉皮冷却后再用温水对其进行2次漂洗，用纱布挤干香蕉皮表面水分后，将香蕉皮置于60℃的烘箱干燥至水分为5％，粉碎成200目的香蕉皮粉末备用；
表面活性剂增溶：每千克香蕉皮粉末加入0.8％的草酸铵水溶液35L，搅拌均匀后得到提取料液，按料液重量的0.5％加入脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)，将所述料液置于45℃超声水浴装置中搅拌，搅拌时间为10min，超声功率为250W；
(3)微波辅助提取：将步骤2)处理得到的提取料液输入700W的微波装置中提取3min，真空抽滤弃去滤渣，收集滤液，并将所述滤液pH值调至3.5，得到果胶提取液；
(4)脱色除味：按步骤3)所述果胶提取液重量的3％往提取液中加入活性炭，置于60℃恒温水浴装置中脱色除味15min，将脱色除味后的果胶提取液在5000r/min的转速下离心分离10min，除去活性炭，收集离心所得滤液；
(5)浓缩：将步骤4)处理得到的滤液真空浓缩至原体积的1/2并冷却，得到浓缩液；
(6)醇析：往步骤5)处理得到的浓缩液中搅拌加入95％的乙醇水溶液浸提处理，浸提后于5000r/min的转速下离心分离20min，收集沉淀，用无水乙醇洗涤所述沉淀2次后，将洗涤后的沉淀置于60℃烘箱中烘干至水分为3％，粉碎至80目，即得果胶成品。
实施例4
一种提取香蕉皮果胶的方法，该方法包括如下步骤：
(3)预处理：香蕉皮洗净除杂后切成小块，放入含0.4％亚硫酸氢钠、0.3％柠檬酸、0.4％氯化钠混合溶液中护色浸泡10min，用100℃的水蒸汽对护色后的香蕉皮灭酶8min，待香蕉皮冷却后再用温水对其进行3次漂洗，用纱布挤干香蕉皮表面水分后，将香蕉皮置于60℃的烘箱干燥至水分为5％，粉碎成200目的香蕉皮粉末备用；
(4)表面活性剂增溶：每千克香蕉皮粉末加入1.0％的草酸铵水溶液35L，搅拌均匀后得到提取料液，按料液重量的0.8％加入十二烷基磺酸钠(SDS)，将所述料液置于40℃超声水浴装置中搅拌，搅拌时间为25min，超声功率为160W；
(3)微波辅助提取：将步骤2)处理得到的提取料液输入600W的微波装置中提取4min，真空抽滤弃去滤渣，收集滤液，并将所述滤液pH值调至3.8，得到果胶提取液；
(4)脱色除味：按步骤3)所述果胶提取液重量的4％往提取液中加入活性炭，置于60℃恒温水浴装置中脱色除味12min，将脱色除味后的果胶提取液在4500r/min的转速下离心分离10min，除去活性炭，收集离心所得滤液；
(5)浓缩：将步骤4)处理得到的滤液真空浓缩至原体积的1/2并冷却，得到浓缩液；
(6)醇析：往步骤5)处理得到的浓缩液中搅拌加入95％的乙醇水溶液浸提处理，浸提后于4500r/min的转速下离心分离20min，收集沉淀，用无水乙醇洗涤所述沉淀3次后，将洗涤后的沉淀置于60℃烘箱中烘干至水分为5％，粉碎至80目，即得果胶成品。
实施例1-4提取果胶的得率与果胶成品分析数据如表1所示，果胶成品凝胶定性测定如表2所示。
表1实施例香蕉皮果胶成品分析
| 序号 | 提取率(mg/g鲜香蕉皮) | 半乳糖醛酸含量(％) | 酯化度(％) |
| 实施例1 | 15.3 | 70.1 | 64.5 |
| 实施例2 | 16.1 | 69.3 | 65.2 |
| 实施例3 | 15.8 | 71.2 | 63.1 |
| 实施例4 | 15.5 | 68.5 | 62.3 |
表2实施例香蕉皮果胶凝胶定性测定
| 序号 | 加Ca2+体系 | 加糖、加酸体系 |
| 实施例1 | 柔软，不成型 | 凝固有型，透明、有弹性 |
| 实施例2 | 柔软，不成型 | 凝固有型，透明、有弹性 |
| 实施例3 | 柔软，不成型 | 凝固有型，透明、有弹性 |
| 实施例4 | 柔软，不成型 | 凝固有型，透明、有弹性 |
由表1可知，采用本发明方案从香蕉皮中提取果胶，不仅可以有效缩短提取耗时，提取率较高且稳定，同时可以值得品质稳定的果胶成品；由表2数据可知采用本方法制得的果胶成品在钙体系中不能凝固成型，但在含糖酸体系中能形成透明度好、结构紧密、有弹性的凝胶，可作为生产原料，用于糖果的生产。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (8)
1.一种提取香蕉皮果胶的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)预处理：香蕉皮洗净除杂后切成小块，进行护色处理，用100℃的水蒸汽对护色后的香蕉皮灭酶5-10min，待香蕉皮冷却后再用温水对其进行2-3次漂洗，用纱布挤干香蕉皮表面水分后，将香蕉皮置于60℃的烘箱干燥至水分≦5％，粉碎成香蕉皮粉末备用；
(2)表面活性剂增溶：往步骤1)处理得到的香蕉皮粉末加入草酸铵水溶液搅拌均匀后得到提取料液，往所述提取料液中加入表面活性剂后，将所述料液置于超声水浴装置中搅拌；
(3)微波辅助提取：步骤2)处理得到的提取料液输入微波装置进行提取后真空抽滤，弃去滤渣，收集滤液，并将所述滤液pH值调至3.5-4.0，得到果胶提取液；
(4)脱色除味：往步骤3)所述果胶提取液中加入活性炭，置于60℃恒温水浴装置中脱色除味10-15min，将脱色除味后的果胶提取液在4500-5000r/min的转速下离心分离10min，除去活性炭，收集离心所得滤液；
(5)浓缩：将步骤4)处理得到的滤液真空浓缩至原体积的1/2-1/3并冷却，得到浓缩液；
(6)醇析：往步骤5)处理得到的浓缩液中搅拌加入95％的乙醇水溶液浸提处理，浸提后于4500-5000r/min的转速下离心分离15-20min，收集沉淀，用无水乙醇洗涤所述沉淀2-3次后，将洗涤后的沉淀置于60℃烘箱中烘干至水分≦5％，粉碎至60-80目，即得果胶成品。
2.根据权利要求1所述提取香蕉皮果胶的方法，其特征在于：步骤1)所述护色处理为将香蕉皮放入含0.4％亚硫酸氢钠、0.3％柠檬酸、0.4％氯化钠混合溶液中浸泡10-15min。
3.根据权利要求1所述提取香蕉皮果胶的方法，其特征在于：步骤1)所述香蕉皮粉末为100-200目的粉末。
4.根据权利要求1所述提取香蕉皮果胶的方法，其特征在于：步骤2)所述草酸铵水溶液为0.8-1.0％的草酸铵水溶液，加入比例为：1kg香蕉皮粉末：30-35L草酸铵水溶液。
5.根据权利要求1所述提取香蕉皮果胶的方法，其特征在于：步骤2)所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、吐温80(span-80)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)或十二烷基磺酸钠(SDS)中的一种。
6.根据权利要求1所述提取香蕉皮果胶的方法，其特征在于：步骤2)所述表明活性剂的添加量为提取料液重量的0.5-1％，加入表面活性剂后的水浴温度为40-50℃，搅拌时间为10-30min，超声功率为100-250W。
7.根据权利要求1所述提取香蕉皮果胶的方法，其特征在于：步骤3)所述微波辅助提取功率为400-700W，提取时长为3-7min。
8.根据权利要求1所述提取香蕉皮果胶的方法，其特征在于：步骤4)活性炭加入量为所述果胶提取液重量的3-5％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160413 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |