菠萝皮果胶的提取及结构组成研究

文献

冯静，梁瑞红，刘成梅，刘伟，夏天添，陈军（南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，江西南昌330047）

要：以菠萝皮为原料，采用漂烫灭酶、酸法提取和醇沉工艺提取果胶。对提取果胶的结构和组成进行分析，并与常

pH2.0、见的双子叶植物（苹果、柑橘）果胶进行比较。结果表明：菠萝皮经10min漂烫灭酶后，在料液比1∶15、温度80℃摘

条件下提取100min；提取液经2.5倍体积乙醇在pH3.7醇沉，此条件下果胶的得率为4.68%，半乳糖醛酸含量为

68.73%。菠萝皮果胶中含有部分甲氧基和少量乙酰基，FCC滴定法测定其酯化度为48.73%，是一种含乙酰基的低酯果胶。果胶多糖中含有鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖6种单糖，其组成摩尔比为0.74∶0.79∶1.54∶0.92∶0.84∶1.00，与双子叶植物果胶存在很大差异。关键词：菠萝皮，果胶，提取，结构，单糖

*

Extraction，structuralandcompositionalcharacterization

ofpineapplerindpectin

FENGJing，LIANGRui－hong，LIUCheng－mei*，LIUWei，XIATian－tian，CHENJun（StateKeyLaboratoryofFoodScienceandTechnology，NanchangUniversity，Nanchang330047，China）

Abstract：Pineapplerindpectinwaspreparedbyacidextractionafterblenching，followedbyalcoholprecipitation，andtheoptimalconditionwasinvestigated.Thestructureofpineapplerindpectinwascharacterizedwithmethylationanalysis，FT－IRspectroscopy，andwascomparedwithpectinmonosaccharidecompositionanalysis，

fromdicotyledon.Pineapplerindwasblenchedfor10minandpectinwasextractedatpH2.0，80℃，for100minwithsolid－liquidratio1∶15，andprecipitatedwithethanolintheratio1∶2.5（v/v）atpH3.7.Theyield，contentof68.73%and48.73%，respectively.FT－IRspectroscopyofgalacturonicacidanddegreeofesterificationwas4.68%，

pineapplerindpectinsuggestedthepresenceofacetylgroups.Pineapplerindpectinconsistedofsixandthecompositionwasquitedifferentfromdicotpectins.monosaccharides，

Keywords：pineapplerind；pectin；extraction；structure；monosaccharide中图分类号：TS255.1

文献标识码：B

文章编号：1002－0306（2011）11－0241－04

作为提取溶剂结合超声波振荡处理法从菠萝皮渣中

［8］

提取果胶，提取率达到90%。刘明绶研究了菠萝皮联产色素和果胶的工艺流程，菠萝皮浸提色素后

［9］

提取果胶，果胶得率为1.32%。本研究探讨酸法提取菠萝皮果胶的最佳条件，并通过改进醇沉条件改善提取效果。采用傅立叶变换红外光谱仪测定菠萝毛细管气相色谱法测定果胶多糖的皮果胶的结构，

单糖组分，分析菠萝皮果胶的结构与组成，并与常用双子叶植物（苹果、柑橘）果胶进行比较，以期为菠萝皮果胶资源的开发提供科学依据。

目前国内外果胶研究的来源几乎都是双子叶植物，包括柑橘、橙、苹果、向日葵、甜菜、马铃薯、薜荔，而对单子叶植物的果胶组成及性质研究甚

学名Ananascomosus少。菠萝（Pineapple）又名凤梨，等

（L）Merr，凤梨属凤梨科，多年生单子叶常绿草本果树。菠萝生长迅速，生产周期短，但果实不易贮存，

除极少部分直接销售外，大部分用于加工成罐头和——菠萝皮渣（包括外皮、果脯，加工副产物—两端和果眼）约占全果总重量的50%～60%，若不加以有效利用将会成为严重的环境污染源。果胶作为一种天

已广泛用于食品、生化、化妆然耐酸的理想胶凝剂，

品和制药工业。果胶提取方法主要有：酸法、离子交

换法、草酸铵法、微波法、超声波法、微生物法、酶法等

［7］［1－6］

1

1.1

材料与方法

材料与设备

。菠萝皮中果胶物质含量丰富，占湿重的1.7%，

［8］

，远高于其他水果和蔬菜。目前，关于

张初署等采用草酸铵菠萝皮果胶提取的报道较少，干重的9.2%

新鲜菠萝皮收集于江西南昌东湖区；间羟基

联苯、半乳糖醛酸、苹果果胶、柑橘果胶Sigma公司；溴化钾阿拉丁公司，光谱纯；吡啶阿拉丁公司，色谱纯；盐酸、无水乙醇、硫酸、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、盐酸羟胺、乙酸酐、三氟乙酸国产，分析纯。

AR224CN电子天平美国Ohaus公司；SevenMulti型pH/电导率/离子综合测试仪瑞士

收稿日期：2011－18－25*通讯联系人

作者简介：冯静（1987－），女，硕士研究生，研究方向：食品加工与保藏。基金项目：国家重点实验室目标导向项目（SKLF－MB－201004）。

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文献

MettlerToledo公司；Du640紫外可见分光光度计美国BeckmanCoulter公司；NicoletFT－IR5700型傅里叶红外光谱仪美国ThermoElectron公司；6890N型气相色谱仪：配有FID检测器美国Agilent公司。

2

2.1

结果与讨论

菠萝皮果胶制备工艺选择与优化

2.1.1

不同灭酶方式对果胶得率的影响采用高温漂烫、酸洗等不同的灭酶方式，其果胶得率分高压、

1.2

1.2.1

实验方法

菠萝皮果胶的提取工艺流程

菠萝皮→灭酶→

3.86%。菠萝皮原料经漂烫和别为2.52%、3.96%、

酸洗处理，果胶得率明显高于高压灭酶处理。这可能很能是由于水分子的包围再结合高温或酸处理，好地使溶于水的果胶从不溶于水的纤维网中脱离出来，利于后续提取。Christensen报道在低于90℃的将柑橘果皮的pH调到3.2～3.9，可使果皮中温度下，

［10］

果胶不发生脱酯化，降低了的天然果胶酯酶失活，

其对钙的结合作用，降低提取难度；同时甲基的存在

对多聚半乳糖醛酸酶产生空间阻隔作用，抑制了果胶的分解。漂烫是在高温下使酶灭活，得率略高于酸洗处理。2.1.2

酸提取和醇沉工艺的确定新鲜菠萝皮经漂

烫10min灭酶后，烘干粉碎，采用酸提法提取果胶。结果表明，当提取料液比较低时，溶液粘度大，产品中包含较多杂质从而使果胶得率较高但纯度很低，在料液比达到1∶15后，半乳糖醛酸含量变化趋于平缓；料液比太大，使胶质在溶液中的浓度太低，醇沉pH太高不利于效果不理想。pH在2.0时得率最高，

pH太低使果胶非水溶性原果胶转化为水溶性果胶，

分子被破坏。当提取温度在50℃以上时，得率变化但提取温度高于80℃，果胶的色泽得到明显改不大，

善。延长提取时间有利于提高得率，但长时间的酸性环境也会引起果胶分解。醇沉时随乙醇用量增

果胶得率增加。这是由于乙醇浓度增加，使更多加，

即沉淀的杂质沉淀出来。当乙醇用量达到1.5体积，体系的乙醇浓度为60%以上时，半乳糖醛酸含量显著增加。乙醇用量为2.5倍体积（乙醇浓度约为71%）时，半乳糖醛酸含量最高。在醇沉pH3.0～4.0范围内，果胶得率随pH增加而提高，而半乳糖醛酸含量在pH3.7时最高。果胶作在水中会离解出氢离子，从而达到为一种酸性多糖，

平衡。果胶的酸离解常数pKa在3.55～4.10范围内

，随酯化度（DE）不同而变化。DE为65%的果

DE为0的果胶pKa为4.10［16］。果胶胶pKa为3.55，

［15］

干燥→粉碎→酸提→过滤→滤液→醇沉→果胶沉淀→纯化→菠萝皮果胶

1.2.2操作要点1.2.2.1

灭酶高温高压、漂烫、酸洗三种灭酶处理