一种低聚果胶的高效提取方法与流程

1.本发明涉及一种从砂糖桔果皮中提取低聚果胶的方法，属于农副产品加工技术领域。


背景技术：

2.砂糖桔(citrus reticulata blanco cv.shatangju)，又名十月橘，是华南地区种植面积最大的柑橘品种，砂糖桔果皮中含有众多生物活性成分，其主要成分为植物果胶。果胶作为一种天然高分子化合物，具有良好的胶凝化和乳化稳定作用，安全无毒具备生物兼容性，具有抗菌、止血、消肿、止泻等作用，广泛应用于食品、医药行业。但是，天然果胶分子量大，不易被人体吸收，高分子药物作为筋脉注射需要控制其分子量。研究发现，低聚果胶可以作为肾脏排泄物载体，以及螯合体内重金属作用，缓解人体毒害效应。目前，国内对低聚果胶的需求量不断增加，每年都需要从国外进口大量低聚果胶，因此开发低聚果胶提取新工艺应用前景十分广阔。砂糖桔经加工处理后，果皮作为废弃物直接丢弃，不仅造成严重的环境污染，还导致资源的浪费。因此，如何有效的提取砂糖桔果皮中的低聚果胶，提高产品附加值，减少环境污染，是柑橘工业亟待解决的问题。
3.就目前果胶的提取方法一直采用传统的酸式、酶式提取方法，由于其提取工艺过程长、且提取率低、提取的低聚果胶抗氧化活性低等不足等缺点，严重影响低聚果胶在抗氧化效果要求高的药物、保健产品中的应用。因此，寻求一种能从砂糖桔果皮中获得高得率，高抗氧化活性的低聚果胶的深加工提取方法是本领域的技术人员亟待解决的技术课题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种提取效率高的低聚果胶的提取方法。该制备方法以砂糖桔果皮为原料，经粉碎、提取、酶解、分离、提纯和干燥得到低聚果胶。本方法具有工艺设计合理、提取效率高、安全性高的特点。
5.本发明的目的还在于利用生物及物理手段提高低聚果胶得率，改善果胶的功能特性。本方法制备的低聚果胶具有较好抗氧化特性，从而允许其用于对抗氧化效果要求高的保健品和药品的生产，增加企业经济效益。
6.本发明的目的通过如下技术方案实现。
7.一种从砂糖桔果皮中提取低聚果胶的方法，包括如下步骤：
8.(1)粉碎：将砂糖桔果皮清洗干净后，沸水浴搅拌3min，沥干，冷冻粉碎将至粒径为50-500μm。
9.(2)提取：植物果皮粉与5-8倍体积蒸馏水混合，使用柠檬酸调节悬浊液ph值，进行超声提取。
10.(3)酶解：调节提取液ph值，与固定化酶进行混合，混合物料45-65℃下酶解60-180min。
11.(4)分离：使用截留分子量为30ku聚醚砜卷式超滤膜将步骤(3)中获得的酶解液分
离，随后用截留分子量为10ku的聚醚砜卷式超滤膜继续分离，收集10-30ku分子量滤液。
12.(5)提纯：将步骤(4)获得的滤液浓缩，采用硅藻土脱色后醇沉。
13.(6)干燥：将(5)获得的沉淀物冷冻干燥后，即可获得低聚果胶。
14.进一步地，步骤(1)中，所述冷粉碎温度为-160℃至-100℃。
15.进一步地，步骤(2)中，所述悬浊液ph值为2.0-4.0，超声温度为75-85℃，功率300～450w，超声时间10～20min，脉冲工作时间3～6s，脉冲间隔时间3～6s。
16.进一步地，步骤(3)中，所述提取液ph值为4.0-6.0，所述固定化酶为纤维素酶、果胶裂解酶和聚半乳糖醛酸酶中的一种或多种，酶添加量为干重的0.5-5.0％。
17.进一步地，步骤(4)中，所述膜分离压力为0.4-0.8mp，过膜时间为30-90min。
18.与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
19.(1)本发明制备方法以砂糖桔果皮为原料，采用冷冻粉碎、超声辅助酸提取、固定化酶解及超滤分离技术，以较高得率提取低聚果胶；
20.(2)本发明制备方法具有设计合理、安全性高的特点，能够提高柑橘工业废产物的资源利用率，扩大企业经济效益；
21.(3)本发明制备的低聚果胶具有较好的抗氧化特性，可以用于对抗氧化效果要求高的保健品和药品的生产，具有巨大的经济效益和社会效益。
附图说明
22.图1为本发明的工艺流程图；
23.图2为普通果胶(np)与实施案例1-3制备的低聚果胶的dpph自由基清除能力柱状图；
24.图3为普通果胶(np)与实施案例1-3制备的低聚果胶的半乳糖醛酸含量柱状图；
具体实施方式
25.以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围和实施方式不限于此。
26.具体实施例中，低聚果胶提取率(％)＝提取的低聚果胶制品的质量/原材料的质量
×
100％
27.实施例1
28.一种从砂糖桔果皮中提取低聚果胶的方法，具体步骤如下：
29.(1)将砂糖桔果皮清洗干净，置于沸水中搅拌3min后取出沥干，冷冻粉碎温度为-100℃，粉碎粒径为200μm；
30.(2)果皮粉与8倍体积蒸馏水混合，使用柠檬酸调节悬浊液ph值为2.0，进行超声提取，超声波处理由循环水浴装置控制超声温度为75℃，超声功率为350w，超声时间15min，脉冲工作时间4s，脉冲间隔时间4s。
31.(3)调节提取液ph值为5.0，与固定化酶进行混合，纤维素酶、果胶裂解酶和聚半乳糖醛酸酶添加比为1:2:1，酶添加量为干重的2.5％，55℃下酶解150min。
32.(4)使用截留分子量为30ku超滤膜分离酶解液，随后用截留分子量为10ku超滤膜继续分离，膜分离压力为0.6mp，过膜时间为60min，收集10-30ku的滤液。
33.(5)滤液采用硅藻土脱色后进行醇沉，沉淀物冷冻干燥后，得到低聚果胶，测得低聚果胶提取率为22.8％。
34.实施例2
35.一种从砂糖桔果皮中提取低聚果胶的方法，具体步骤如下：
36.(1)将砂糖桔果皮清洗干净，置于沸水中搅拌3min后取出沥干，冷冻粉碎温度为-120℃，粉碎粒径为100μm；
37.(2)果皮粉与7倍体积蒸馏水混合，使用柠檬酸调节悬浊液ph值为2.5，进行超声提取，超声波处理由循环水浴装置控制超声温度为80℃，超声功率为300w，超声时间15min，脉冲工作时间5s，脉冲间隔时间4s。
38.(3)调节提取液ph值为5.5，与固定化酶进行混合，纤维素酶、果胶裂解酶和聚半乳糖醛酸酶添加比为1:3:1，酶添加量为干重的4％，60℃下酶解150min。
39.(4)使用截留分子量为30ku超滤膜分离酶解液，随后用截留分子量为10ku的超滤膜继续分离，膜分离压力为0.5mp，过膜时间为80min，收集10-30ku分子量滤液。
40.(5)滤液采用硅藻土脱色后进行醇沉，沉淀物冷冻干燥后，得到植物低聚果胶，测得低聚果胶提取率为24.8％。
41.实施例3
42.一种从砂糖桔果皮中提取低聚果胶的方法，具体步骤如下：
43.(1)将砂糖桔果皮清洗干净，置于沸水中搅拌3min后取出沥干，冷冻粉碎温度为-110℃，粉碎粒径为150μm；
44.(2)果皮粉与6倍体积蒸馏水混合，使用柠檬酸调节悬浊液ph值为3.0，进行超声提取，超声波处理由循环水浴装置控制超声温度为80℃，超声功率为250w，超声时间20min，脉冲工作时间5s，脉冲间隔时间3s。
45.(3)调节提取液ph值为5.5，与固定化酶进行混合，纤维素酶、果胶裂解酶和聚半乳糖醛酸酶添加比为1:2:4，酶添加量为干重的3％，60℃下酶解180min。
46.(4)使用截留分子量为30ku超滤膜分离酶解液，随后用截留分子量为10ku的超滤膜继续分离，膜分离压力为0.8mp，过膜时间为60min，收集10-30ku分子量滤液。
47.(5)滤液采用硅藻土脱色后进行醇沉，沉淀物冷冻干燥后，得到低聚果胶，测得低聚果胶提取率为23.2％。
48.功能性测定实验
49.实施例1～3制备得到的植物果胶的dpph自由基清除能力、半乳糖醛酸含量测定如下：
50.(1)dpph自由基清除能力测定：
51.准确称取dpph 1mg溶于约20ml乙醇中，超声5min，充分振摇，使上下各部分均匀。精确吸取2ml dpph溶液与2ml无水乙醇混合均匀，以4ml无水乙醇为对照，用分光光度计测定上述溶液在517nm处测a0值。取2ml dpph溶液分别与2ml不同浓度的果胶样品充分混匀后，室温避光反应30min后，以4ml无水乙醇为对照，用分光光度计测定上述溶液在517nm处测a1值。精确吸取上述不同浓度的果胶样品2ml分别与2ml无水乙醇混合均匀后，以4ml无水乙醇为对照，用分光光度计分别测定各混合液在波长517nm处测a2值，将以上数据代入下列公式计算其清除率，dpph自由基清除率计算公式为：
52.dpph(％)＝(1-(a
1-a2)/a0)
×
100
53.普通果胶(np)与实施案例1-3制备的低聚果胶的dpph自由基清除能力柱状图如图2所示，由图2可知，普通果胶(np)与实施例1～3得到的果胶的dpph自由基清除能力有显著的差异：实施例1～3所制得的果胶均显著提高dpph自由基清除能力，说明采用冷冻粉碎、超声辅助酸提取、固定化酶解及超滤分离技术有助于改善果胶的抗氧化能力。
54.(2)半乳糖醛酸含量测定：
55.取干燥的半乳糖醛酸标准品10mg，用蒸馏水溶解配制成0.1mg/ml的半乳糖醛酸标准溶液，称取四硼酸钠0.48g于100ml浓h2so4中，超声溶解配成四硼酸钠硫酸溶液(0.0125g/ml)，0.15g间羟基联苯用0.5％氢氧化钠溶液溶解并定容至100ml配成间羟基联苯碱性溶液(1.5mg/ml)，准确吸取不同体积半乳糖醛酸标准溶液于10ml离心管中，加蒸馏水至体积为1ml。置于冰水浴中缓慢加入5ml四硼酸钠硫酸溶液，取出混匀，接着100℃水浴反应5min让其充分反应。自来水冷却后精确加入100μl间羟基联苯溶液进行显色反应，充分混匀并超声以消除气泡。利用分光光度计在524nm波长处测定吸光值。
56.普通果胶(np)与实施案例1-3制备的低聚果胶的半乳糖醛酸含量如图3所示，由图3可知，实施案例1-3提取砂糖桔果皮中低聚果胶，半乳糖醛酸含量高，果胶质量更好。
57.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。