火龙果皮中果胶提取及改性研究

【摘要】果胶类物质是一种广泛存在于植物界的膳食纤维,具有良好的凝胶特性和安全性,因此被作为增稠剂、稳定剂、乳化剂广泛应用于食品、药品和化妆品工业中。近年来,诸多研究发现低分子改性果胶具有解酒、排铅、抗肿瘤、调节血脂等生物学活性。因此,越来越多地研究集中于低酯果胶的提取及改性方面。本论文针对火龙果皮中的果胶提取、改性工艺进行了研究,并探讨了改性果胶的解酒抗醉酒活性,为开发多种生物学活性的果胶产品提供实验数据和理论依据。主要研究内容和结果如下：通过研究酸法提取火龙果皮中提取果胶时酸的种类、料液比、pH值、提取温度、提取时间等工艺条件对产品得率和酯化度的影响,并对酸法提取的果胶的分子量和酯化度进行表征。建立了酸法提取火龙果果胶的提取工艺路线及产品质量标准。结果发现火龙果皮酸法提取果胶的最佳工艺条件为：提取酸为O.05mol/L的H2SO4,提取料液比为1：10,提取温度为95℃,提取时间为140min。100g到5000g火龙果皮提取果胶的放大工艺过程中,果胶的提取得率、酯化度、分子量均未发生显著改变,该工艺可以进行放大生产。该工艺提取的果胶呈现淡黄色,分子量介于50000到60000之间,酯化度介于40-44%之间,属于低酯中分子量果胶,可以用于排铅、解酒等功能产品的开发。通过研究酶法提取火龙果皮中提取果胶时酶的种类、加酶量、料液比、pH值、提取温度、提取时间等工艺条件对产品得率和酯化度的影响,并对酶法提取的果胶的分子量和酯化度进行表征。建立了酶法提取火龙果果胶的提取工艺路线及产品质量标准。结果发现火龙果皮酶法提取果胶的最佳工艺条件为：提取酶为4mg/g的纤维素酶,提取料液比为1：30,提取温度为40℃,提取时间为120min。100g到5000g火龙果皮提取果胶的放大工艺过程中,果胶的提取得率略有降低、酯化度和子量均未发生显著改变,该工艺可以进行放大生产。该工艺提取的果胶呈现淡灰色,分子量介于40000到50000之间,酯化度介于36-40%之间,属于低酯低分子量果胶,可以用于排铅、提高机体免疫等功能产品的开发。该生产工艺和酸法相比,生产周期缩短,生产条件温和,提取得率更高,具有环保和生产成本低的特点,是一条值得推广的生产工艺路线。通过研究碱法改性火龙果皮果胶的碱种类、碱浓度、反应温度、反应时间以及料液比对改性产品的分子量和酯化度的影响,并对碱法改性产品进行了分子量和酯化度表征,建立了碱法改性火龙果皮果胶的工艺条件。结果发现火龙果皮碱法改性工艺影响因素受碱浓度、料液比、水解温度、水解时间等因素的影响。若得到分子量低于10000、酯化度小于10%的改性低酯低分子果胶,最佳的碱解工艺条件为：碱种类为氢氧化钾,碱液浓度为1%,水解料液比为1：10,水解温度为30℃,水解时间为30min。100g到5000g火龙果皮提取果胶的放大工艺过程中,果胶的提取得率和酯化度基本未变化,重均分子量也未发生显著改变,但分子量分布范围有所改变。该工艺可用于生产分子量低于10000,酯化度低于10%的果胶改性产品。通过研究果胶酶和果胶酯酶复配对果胶的脱酯和分子降解规律的影响,并对酶法改性产品进行了分子量和酯化度的表征,建立了酶法改性火龙果皮果胶的工艺条件。结果发现火龙果皮果胶酶法改性工艺影响因素受酶浓度、料液比、水解温度和水解时间等因素的影响,低温下主要发生脱酯反应,而高温下主要发生分子降解反应。酶解工艺条件生产的改性果胶分子量基本上在2万-4万之间,酯化度在20%-30%之间,通过控制脱酯时间、温度和分子降解时间、温度可以控制改性果胶的分子量和酯化度。双酶组合工艺优化后的工艺条件为：50g果胶粉加入到1000mL水中,加热至65℃配成5%的果胶溶液,调节果胶溶液的pH值至2.8,在搅拌条件下加入质量为果胶粉干重1.5%的果胶酯酶,在温度为30℃下进行脱酯反应180min,经酶灭活后冷却至室温；然后加入质量为果胶粉干重0.15%的果胶酶,在30℃的温度下搅拌水解120min,得到低分子低酯果胶溶液；最后将低分子果胶溶液经碱中和、过滤、干燥、研磨后得到改性果胶粉。该工艺可用于生产分子量在2万-4万,酯化度20%-30%的果胶改性产品。通过研究火龙果果胶和不同酯化度、分子量的果胶对小鼠解酒、抗醉酒效果的差异,探讨具有解酒、抗醉酒效果的果胶种类。结果发现半乳糖醛酸含量不是使果胶具有解酒抗醉酒活性的主要影响因素,而酯化度和分子量对果胶的解酒抗醉酒活性影响较大,说明酯化度和分子量是影响果胶解酒活性的主要因素之一低酯低分子火龙果果胶具有良好的醒酒效果,而低酯高分子火龙果果胶具有良好的抗醉酒效果。
【作者】应姗姗；
【导师】吕秀阳；
【作者基本信息】浙江大学，制药工程，2014，硕士
【关键词】果胶；提取；改性；分子量；酯化度；解酒；抗醉酒；

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