CN110240663A - 一种脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法。该方法包括：将柚皮清洗切块，进行灭酶处理，浸泡在水中进行加热，以除去可溶性杂质和色素，洗涤，过滤，烘干，粉碎过筛，得到柚皮干粉；将柚皮干粉加入水中，混合均匀，得到分散液，调节分散液的pH为酸性，然后进行脉冲电场处理，得到处理液；将纤维素酶加入处理液中，然后加热进行酶解处理，得到酶解液；将酶解液抽滤，取滤液，然后旋转蒸发浓缩，醇沉，过滤取滤渣，漂洗滤渣，干燥处理，研磨得到所述柚皮果胶。本发明提供的柚皮果胶提取方法简单，先用脉冲电场破坏植物细胞壁，增加果胶溶出，再用纤维素酶酶解细胞壁中的纤维素，有利于促进果胶的提取和溶出。

Description

一种脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法
技术领域
本发明属于果胶提取技术领域，具体涉及一种脉冲电场协同纤维素酶 提取柚皮果胶的方法。
背景技术
柚子是一种种植广泛、风味独特的水果，人们往往注重于柚子果肉的 经济价值而忽略果皮的回收利用，导致果皮丢弃引起的资源浪费和环境污 染。柚皮中富含果胶、柚皮苷、精油等多种活性成分，营养丰富，经济效 益高。其中，柚皮的果胶含量达20～30％，是果胶的丰富来源。
传统的果胶提取方法主要为酸法提取，这种方法局限多，污染大，污 水处理成本高，且加热工序能耗大。近年来，关于果胶提取新方法的研究 十分活跃，酶法提取专一性高，效率高，成品质量好，但对酶的品质要求 较高。脉冲电场是一种新型提取方式，利用电场破坏细胞壁使内容物流出， 溶解至溶剂中实现提取目的，可有效提高果胶得率和提取效率，但单一使 用脉冲提取得率还是不甚理想。因此，研究一种新的果胶提取方法，有效 提高提取效率，降低能耗，对果胶提取的新工艺发展有重大的意义。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种脉冲电 场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法。该方法能够实现柚皮果胶的高效、 快速提取。用该方法提取柚皮果胶，果胶得率可达9.0％-12.0％。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
本发明提供的一种脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，包括 如下步骤：
(1)柚皮前处理
以鲜柚皮为原料，将柚皮清洗切块，进行灭酶处理，然后浸泡在水中 进行加热，以除去可溶性杂质和色素，用蒸馏水洗涤数次，过滤，烘干， 粉碎过筛，得到柚皮干粉；
(2)脉冲电场处理
将步骤(1)所述柚皮干粉加入蒸馏水中，混合均匀，得到分散液，调 节分散液的pH为酸性，然后放入脉冲电场处理室中进行脉冲电场处理，得 到处理液；
(3)纤维素酶酶解
将纤维素酶加入步骤(2)所述处理液中，然后加热进行酶解处理，灭 酶得到酶解液；
(4)醇沉和干燥
将步骤(3)所述酶解液抽滤，取滤液，然后旋转蒸发浓缩，醇沉，过 滤取滤渣，漂洗滤渣，干燥处理，研磨得到所述柚皮果胶。
进一步地，步骤(1)所述灭酶处理的温度为90-100℃，灭酶处理的时 间为3-5min。
进一步地，步骤(1)所述浸泡在水中进行加热的温度为45-55℃；浸 泡在水中进行加热的时间为30-40min。
进一步地，步骤(1)所述烘干的温度为45-55℃；所述柚皮干粉的粒 度为40-80目。
进一步地，步骤(2)所述柚皮干粉与水的质量比为1：10-1：20。
进一步地，步骤(2)所述调节分散液的pH，是使调节后的分散液pH 值为4.5-5.5。
进一步地，步骤(2)所述脉冲电场处理的电场强度为1-3.5kV/cm，脉 冲次数为10-20次，脉宽为10-20μs，频率为1-5Hz，处理时间50-100s。
进一步地，步骤(3)所述纤维素酶的加入量为每g步骤(1)所述柚 皮干粉加入600U-800U纤维素酶；所述酶解反应的温度为40-50℃，酶解 反应的时间为30-90min。
进一步地，步骤(3)所述灭酶可以通过煮沸灭酶。
进一步地，步骤(4)所述醇沉为使用无水乙醇进行醇沉。
进一步地，步骤(4)所述过滤为用100目的滤布过滤；步骤(4)所 述漂洗为用无水乙醇漂洗；优选地，用无水乙醇漂洗的次数为2次。
进一步地，步骤(4)所述干燥的温度为50-60℃。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明提供的一种脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法， 有对柚皮进行前处理，克服了柚果季节性生产的难题，能够对废弃柚皮进 行长期的充分利用；
(2)本发明提供的一种脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法， 采用脉冲电场协同纤维素酶提取工艺，在短时间内对植物细胞壁产生破坏， 促进内容物的溶出，实现果胶的高效提取，其中，柚皮果胶得率可达 9.0％-12.0％；
(3)本发明提供的一种脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法， 操作简便，节能环保，能够有效促进果胶的提取，并保证其功能成分的完 整性，提高了柚皮果胶的应用价值。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和 保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领 域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂 商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
下面实施例和比较例所使用的柚皮为福建平和琯溪白心蜜柚的柚皮。
以下实施例和比较例的果胶得率是用柚皮果胶的质量除以柚皮干粉的 质量*100计算得到的。
实施例1
一种脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，包括如下步骤：
将柚皮清洗切块，进行灭酶处理，灭酶处理的温度为100℃，灭酶处 理的时间为3min，在45℃水浴中浸泡30min，除去可溶性杂质和色素，用 蒸馏水漂洗2次，滤干，在45℃下烘干，粉碎过筛得柚皮干粉(粒度为40-80 目)；取10g柚皮干粉，加入100mL蒸馏水，调节pH至4.5，放入脉冲电 场处理室进行处理，设定脉冲电场强度为1kV/cm，脉冲次数为10次，脉 宽10μs，频率1Hz，处理时间50s；随后在处理液中加入纤维素酶(纤维 素酶的加入量为每g柚皮干粉加入600U纤维素酶)，40℃下振荡提取 30min，取出后煮沸灭酶；将酶解液进行抽滤，旋转蒸发浓缩，在浓缩液中 加入2倍体积无水乙醇进行醇沉，室温下静置1h，用100目滤布过滤，滤 渣用无水乙醇溶液漂洗2次，滤干，在50℃下烘干，研磨得柚皮果胶，果 胶得率为11.09％。
实施例2
一种脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，包括如下步骤：
将柚皮清洗切块，进行灭酶处理，灭酶处理的温度为98℃，灭酶处理 的时间为4min，在50℃水浴中浸泡35min，除去可溶性杂质和色素，用蒸 馏水漂洗2次，滤干，在50℃下烘干，粉碎过筛得柚皮干粉(粒度为40-80 目)；取10g柚皮干粉，加入150mL蒸馏水，调节pH至5.0，放入脉冲电 场处理室进行处理，设定脉冲电场强度为2.5kV/cm，脉冲次数为15次，脉 宽15μs，频率3Hz，处理时间75s；随后在处理液中加入纤维素酶(纤维 素酶的加入量为每g柚皮干粉加入700U纤维素酶)，45℃下振荡提取 60min，取出后煮沸灭酶；将酶解液进行抽滤，旋转蒸发浓缩，在浓缩液中 加入2倍体积无水乙醇溶液，室温下静置1h，用100目滤布过滤，滤渣用 无水乙醇溶液漂洗2次，滤干，在55℃下烘干，研磨得柚皮果胶，果胶得 率为11.38％。
实施例3
一种脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，包括如下步骤：
将柚皮清洗切块，进行灭酶处理，灭酶处理的温度为90℃，灭酶处理 的时间为5min，在55℃水浴中浸泡40min，除去可溶性杂质和色素，用蒸 馏水漂洗2次，滤干，在55℃下烘干，粉碎过筛得柚皮干粉(粒度为40-80 目)；取10g柚皮干粉，加入200mL蒸馏水，调节pH至5.5，放入脉冲电 场处理室进行处理，设定脉冲电场强度为3.5kV/cm，脉冲次数为20次，脉 宽20μs，频率5Hz，处理时间100s；随后在处理液中加入纤维素酶(纤维 素酶的加入量为每g柚皮干粉加入800U纤维素酶)，50℃下振荡提取 90min，取出后煮沸灭酶；将酶解液进行抽滤，旋转蒸发浓缩，在浓缩液中 加入2倍体积无水乙醇溶液，室温下静置1h，用100目滤布过滤，滤渣用 无水乙醇溶液漂洗2次，滤干，在60℃下烘干，研磨得柚皮果胶，果胶得率为11.85％。
比较例1
一种提取柚皮果胶的方法，包括如下步骤：
将柚皮清洗切块，煮沸灭酶5min，在45℃水浴中浸泡30min，除去可 溶性杂质和色素，用蒸馏水漂洗2次，滤干，在55℃下烘干，粉碎过筛得 柚皮干粉；取10g柚皮干粉，加入200mL蒸馏水，调节pH至5.5，放入脉 冲电场处理室进行处理，设定脉冲电场强度为3.5kV/cm，脉冲次数为15 次，脉宽10μs，频率1Hz，处理时间75s；将处理液进行抽滤，旋转蒸发 浓缩，在浓缩液中加入2倍体积无水乙醇溶液，室温下静置1h，用100目 滤布过滤，滤渣用无水乙醇溶液漂洗2次，滤干，在60℃下烘干，研磨得 柚皮果胶，果胶得率为3.72％。
比较例2
一种提取柚皮果胶的方法，包括如下步骤：
将柚皮清洗切块，煮沸灭酶5min，在45℃水浴中浸泡30min，除去可 溶性杂质和色素，用蒸馏水漂洗2次，滤干，在55℃下烘干，粉碎过筛得 柚皮干粉。取10g柚皮干粉，加入200mL蒸馏水，调节pH至4.5，在溶液 中加入纤维素酶(纤维素酶的加入量为每g柚皮干粉加入800U纤维素酶)， 50℃下振荡提取90min，取出后煮沸灭酶；将酶解液进行抽滤，旋转蒸发浓缩，在浓缩液中加入2倍体积无水乙醇溶液，室温下静置1h，用100目 滤布过滤，滤渣用无水乙醇溶液漂洗2次，滤干，在60℃下烘干，研磨得 柚皮果胶，果胶得率为6.33％。
比较例3
一种提取柚皮果胶的方法，包括如下步骤：
将柚皮清洗切块，煮沸灭酶5min，在45℃水浴中浸泡30min，除去可 溶性杂质和色素，用蒸馏水漂洗2次，滤干，在55℃下烘干，粉碎过筛得 柚皮干粉。取10g柚皮干粉，加入200mL蒸馏水，调节pH至4.5，50℃下 振荡提取90min；取出后进行抽滤，旋转蒸发浓缩，在浓缩液中加入2倍 体积无水乙醇溶液，室温下静置1h，用100目滤布过滤，滤渣用无水乙醇 溶液漂洗2次，滤干，在60℃下烘干，研磨得柚皮果胶，果胶得率为5.36％。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限 制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、 修饰等均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）柚皮前处理
将柚皮清洗切块，进行灭酶处理，然后浸泡在水中进行加热，以除去可溶性杂质和色素，洗涤，过滤，烘干，粉碎过筛，得到柚皮干粉；
（2）脉冲电场处理
将步骤（1）所述柚皮干粉加入水中，混合均匀，得到分散液，调节分散液的pH为酸性，然后进行脉冲电场处理，得到处理液；
（3）纤维素酶酶解
将纤维素酶加入步骤（2）所述处理液中，然后加热进行酶解处理，灭酶得到酶解液；
（4）醇沉和干燥
将步骤（3）所述酶解液抽滤，取滤液，然后旋转蒸发浓缩，醇沉，过滤取滤渣，漂洗滤渣，干燥处理，研磨得到所述柚皮果胶。
2.根据权利要求1所述的脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，其特征在于，步骤（1）所述灭酶处理的温度为90-100摄氏度；灭酶处理的时间为3-5min。
3.根据权利要求1所述的脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，其特征在于，步骤（1）所述浸泡在水中进行加热的温度为45-55℃；浸泡在水中进行加热的时间为30-40min。
4.根据权利要求1所述的脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，其特征在于，步骤（1）所述烘干的温度为45-55℃；所述柚皮干粉的粒度为40-80目。
5.根据权利要求1所述的脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，其特征在于，步骤（2）所述柚皮干粉与水的质量比为1：10-1：20。
6.根据权利要求1所述的脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，其特征在于，步骤（2）所述调节分散液的pH，是使调节后的分散液pH值为4.5-5.5。
7.根据权利要求1所述的脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，其特征在于，步骤（2）所述脉冲电场处理的电场强度为1-3.5kV/cm，脉冲次数为10-20次，脉宽为10-20μs，频率为1-5Hz，处理时间50-100s。
8.根据权利要求1所述的脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，其特征在于，步骤（3）所述纤维素酶的加入量为每g步骤（1）所述柚皮干粉加入600U-800U纤维素酶；所述酶解反应的温度为40-50℃，酶解反应的时间为30-90min。
9.根据权利要求1所述的脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，其特征在于，步骤（4）所述醇沉为使用无水乙醇进行醇沉。
10.根据权利要求1所述的脉冲电场协同纤维素酶提取柚皮果胶的方法，其特征在于，步骤（4）所述过滤为用100目的滤布过滤；所述漂洗为用无水乙醇漂洗；所述干燥的温度为50-60℃。
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