柑橘果皮中天然产物的提取和评价

实验报告

一、实验目的：

1、了解柑橘果皮中的天然产物组份都有哪些

2、了解果胶的性质和提取原理

3、掌握果胶的提取工艺

4、学习果胶的检验方法和果酱的制备方法

二、实验原理：

果皮中含大量的功能性物质，如香精油、果胶、类胡萝卜素、橙皮苷、柠檬苦诉等等。

果胶是一组聚半乳糖醛酸，是由半乳糖醛酸组成的多糖混合物，它含有许多甲基化的果胶酸。天然果胶是以原果胶，果胶，果胶酸的形态广泛分布于植物的果实、根、茎、叶中的多糖类高分子化合物，是细胞壁的一种组成成分，伴随纤维素而存在。它具有水溶性，工业上即可分离，其分子量约5万一30万。在适宜条件下其溶液能形成凝胶和部分发生甲氧基化（甲酯化，也就是形成甲醇酯），其主要成分是部分甲酯化的a(l,4)一D一聚半乳糖醛酸。

在可食的植物中，有许多蔬菜、水果含有果胶。柑橘、柠檬、柚子等果皮中约含30％果胶，是果胶的最丰富来源。柑桔为芸香科柑桔属，其产量居于水果之首。而柑桔皮约占柑桔果重的20％，其中果胶含量约为30％。目前，柑桔皮除少量药用外，大从柑桔皮中提取的果胶不仅是对柑桔皮的“废物利用”，可解决废物处理问题，还可提高柑桔生产加工的经济效益，是柑桔综合利用的很好途径。

果胶的提取主要采用传统的无机酸提取法（酸法萃取）。该法的原理是是利用果胶在稀酸溶液中能水解，将果皮中的原果胶质水解为溶性果胶，从而使果胶转到水相中，生成可溶于水的果胶。然后在分离出果胶。提取液经过滤或离心分离后,得到的是粗果胶液,还需进一步纯化沉淀,本实验采用醇沉淀法。其基本原理是利用果胶不溶于醇类有机溶剂的特点，将大量的醇加入到果胶的水溶液中，形成醇—水混合溶剂将果胶沉淀出来，一般将果胶提取液进行浓缩，再添加60 %的异丙醇或乙醇，使果胶沉淀,然后离心得到果胶沉淀物，用更高些浓度的异丙醇或乙醇洗涤沉淀数次，再进行干燥、粉碎即可。

三、主要仪器试剂：

烧杯（100、250ml），电炉，纱布，电子天平，锥形瓶，胶头滴管，石棉网，PH试纸，玻璃棒，温度计，恒温水浴锅，蒸发皿，表面皿，洗瓶

柑橘皮，0.25%～0.3%HCL溶液，1%氨水，95%乙醇

四、实验步骤：

1.原材料预处理

称取新鲜柑橘皮40.09g用水漂洗干净①后，于250ml烧杯中加水约120ml，加热到90℃②，保持10分钟。取出用水冲洗后切成尺寸约1cm大小的颗粒，在250ml烧杯中用50～60℃的热水漂洗，直至漂洗水为白色，果皮无异味为止③。

2.酸法萃取

将洗净的果皮放入锥形瓶中，加水50～60ml，加0.25%～0.3%的HCL调节PH值在2.0～2.5之间（用玻璃棒沾取少量溶液滴于PH试纸上，与比色卡对比）。用保鲜膜封口④后放入恒温水浴箱（温度设置为90℃左右），提取1h。隔一段时间测量PH值，并及时补充水分和盐酸。趁热用四层纱布过滤。

3.酒精沉淀

溶液冷却后，用1%稀氨水调PH3～4，在不断搅拌下加入95%乙醇，按果胶︰乙醇=1︰1.3（体积比）的量加入，使混合液中酒精浓度达50%～60%，然后静置15min,让果胶沉淀完全。用四层纱布滤取果胶，酒精废液回收。

4.干燥

将果胶置于表面皿上，用恒温水浴箱干燥，称重，计算产量。

5.色素提取

称取柑橘皮5.g，清洗剪碎后放入锥形瓶中，加20ml乙醇，用保鲜膜封口，50～60℃恒温水域2h。将溶液抽滤，滤液置于蒸发皿中，于恒温水浴箱内蒸至含少量水分备用。

6.制作果胶软糖

五、果胶的检验

一般果胶结构为粒状，不结块能自由流动。颗粒在0.25mm孔筛下不允许通过1％。色泽为轻度奶油色或轻度黄褐色。无味。一般水分不超过10％，灰分不超过7％。溶解度是在70℃25份水中能完全溶解和运动。在4％水溶液中pH 2.7—3.2。果胶的胶凝度等级为150±5。酯化度在50％—75％之间。低酯果胶酰胺取代不低于40％，高酯果胶半乳糖醛酸低于35％。三氧化二砷不超过3×10-6、重金属不超过5×10-6。细菌总数不超过100个/g样品，酵母和霉菌不超过10个／g样品，大肠杆菌为阴性。

果胶在实际使用时，其胶凝度是粉状果胶质量的重要指标。胶凝度表示果胶产品在一标准凝胶中所含胶凝糖的数量，也称为加糖率。胶凝度也指一份果胶能与多少份砂糖制成具有一定强度和质量的果冻的能力。例如，1g果胶具有能与150g砂糖制成果冻的能力，则这种果胶称为150度的果胶。而果胶的胶凝度又取决于半乳糖醛酸链的长短和甲氧基的含量多少。所以本实验只测定其中高酯果胶的酯化度。

   1、仪器和原料

0.1 mol·L-1氢氧化钠标准溶液，0.5 mol·L-1盐酸标准溶液，99.97％异丙醇，混合试剂（5mL浓盐酸与l00mL60％异丙醇）砂芯漏斗；100mL烧杯；10mL量筒；烘箱；250mL锥形瓶；1%的酚酞，NaOH固体(AR)，AgNO3固体（AR），36%—38%盐酸

   2、实验步骤

①准确称取0.25g高酯果胶于烧杯中，加入一定量的由2.0mL浓盐酸与50mL  60％异丙醇混合配成的混合试剂，搅拌l0分钟，移入砂芯漏斗中.

②用6份15mL的混合试剂冲洗，再以60％异丙醇冲洗样品至滤液不含氯化物为止。最后用20mL 60％异丙醇洗涤，移入105℃烘箱中干燥1小时，冷却后称重。

③称取五分之一经冷却干燥的样品，移入250mL锥形瓶中，用2mL酒精润湿，加入100mL不含二氧化碳的水，用瓶塞塞紧，不断地转动，使样品全部容解。

④加入5滴1%的酚酞。用0.1mol·L-1的氢氧化钠的标准溶液进行滴定，记录所消耗的氢氧化钠的体积（V1）。即为原始滴定度。

⑤继续加入20mL  0.5 mol·L-1的氢氧化钠溶液，加塞后强列振摇15分钟。加入20mL  0.5mol·L-1的盐酸溶液，振摇至粉红色消失为止。然后加入3滴1%的酚酞，用0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液滴定至微红色。记录所消耗的氢氧化钠mL数（V2）即为皂化滴定度. 

高脂果胶的脂化度（%）=[V2/（V1+V2）]*100

0.25g未经洗涤的原始高脂果胶样品的半乳糖酸（C5H9O5COOH）的含量（mg）=1/2（V1+V2）*19.41

六、数据处理：

称重后得到果胶3.2g

由于得到的果胶中含有一定量的水分，实际产量应为：3.2g×5%=0.16g

按照配方1计算得到制作果胶软糖所需原料的质量如下表：

七、实验小结：

1、用清水处理柑橘皮主要是为了除去泥土杂质和施用的农药化肥等。

2、加热柑橘皮的目的是灭酶，以防果胶发生酶解。

3、漂洗的目的主要是除去色素等，以免影响果胶的色泽和质量。为了提高漂洗的效率和效果，将果皮颗粒转裹在四层纱布里漂洗，每次漂洗都要挤压干再在进行下一次漂洗。

4、保鲜膜封口是为了防止加热造成水分和盐酸的挥发，进而引起PH值的变化。

八、思考与讨论：

产率低的原因可能是：

1、在酸法萃取的步骤中，加水偏少，未能使全部果胶溶解出来。

2、PH调节耗时较长，有可能在PH偏大的情况下就开始提取。

3、实验所用柑橘成熟后保存时间过长，部分果胶已经分解。

4、在将果胶蒸干的过程中，部分果胶粘在表面皿壁上。