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摘 要 果胶主要存在于一些植物皮、茎、叶和果实的细胞中，是这些细胞的细胞壁中特有的多糖物质。苹果中果胶的含量相对比较高，研究也比较多，目前常使用的提取苹果果胶的方法主要有传统与微波辅助两种，传统方法提取出来的苹果果胶活化能、褐变指数、亮度值、表观黏度、屈服应力、色调都要明显比微波辅助工艺提取出来的好，但总酚含量和彩度值却显著低于微波工艺。本文对传统工艺与微波辅助工艺所提取苹果果胶的品质进行了详细的阐述。
关键词 传统 微波 苹果皮渣 果胶品质分析
中图分类号：TS2 文献标识码：A
The Comparison between Traditional and Microwave-assisted
Extraction of Apple Pectin Quality
BAI Yun
(North Technical School, Panjin, Liaoning 124021)
Abstract Pectin mainly exists in some plants, stems, leaves and fruits of skin cells, the cell walls in the specific polysaccharide. Apple pectin content is relatively high, study more, the commonly used extraction of apple pectin are the main methods of traditional and microwave assisted two, traditional methods to extract apple pectin activation energy, browning index, brightness value, apparent viscosity, yield stress, tone is much than microwave assisted technology extracted from the good, but the total phenol content and chroma value was significantly lower than the microwave process. Based on traditional technology of microwave assisted extraction process with the apple pectin quality in detail.
Key words traditional; microwave; apple pomace; pectin quality analysis
果膠主要存在于植物的细胞壁中，本身有较好的乳化稳定性和凝胶性，在人体的膳食纤维中有很重要的地位。在医学上它能够抗腹泻、降血脂、减肥和治疗糖尿病等方面有显著的功效，是医药和化妆品工业中不可缺少的辅料。我国是生产苹果的大国，但是对苹果渣中果胶的利用率并不高，果胶大部分依靠进口，这无形中就增加了企业生产投资成本。因此，研究从苹果皮中提取出果胶的生产工艺具有重要的现实意义。目前，常用的提取果胶方法有传统和微波辅助提取两种。采用微波辅助提取能够大大缩短提取时间，并且提取的效果也比传统的好，在减少溶剂量和增加提取率上都有很大的优势。为了进一步了解两种方法在提取苹果果胶方面的效果，我们做了以下试验。
1 试验内容
1.1 提取果胶的工艺流程
微波辅助提取果胶的工艺：（1）为了除去苹果渣中能够水解掉果胶的酶类，先用沸水煮苹果渣大概10分钟左右；（2）再用温水漂洗苹果渣几遍，洗去里面的色素和糖苷等物质；（3）把洗了的苹果渣粉碎至60目，并把烘箱的温度调到70℃，将其烘干；（4）取烘干的苹果渣，按照预先设计的比例加入一定量的HCI及一些相关溶液，调好微波炉的温度、功率、时间进行微波提取；（5）将提取出来的溶液在真空下抽滤几次；（6）将抽滤所得的溶液合并起来浓缩。
传统提取果胶的工艺方法：（1）为了除去苹果渣中能够水解掉果胶的酶类，先用沸水煮苹果渣大概10分钟左右；（2）再用温水漂洗苹果渣几遍，洗去里面的色素和糖苷等物质；（3）把洗了的苹果渣粉碎至60目，并把烘箱的温度调到70℃，将其烘干；（4）将苹果渣中加入一定量的HCl溶液， 升温至85℃，提取1.5h；（5）趁热用滤布过滤；（6）待滤液冷却后，用95%乙醇将滤液洗2次；（7）烘箱中50℃直到固体质量恒定。
2 结果与分析
2.1 苹果果胶品质的比较
利用微波辅助提取出来的果胶在收率和纯度方面，都要明显好于传统方法，这也与国内外的文献及先前的实验结果一致。但在果胶的黏均分子质量和酯化度方面（这两个指标直接影响着果胶的品质，与果胶的凝胶性能有直接的关系），传统工艺就要优于微波辅助工艺。试验还显示微波工艺提取的果胶溶液的褐变指数要高于传统工艺，通过测定果胶总酚含量也发现，传统工艺由于提取果胶溶液的总酚和离子含量含量均显著低于微波工艺。
2.2 果胶剪切应力的比较
实验利用动态流变仪测定其流变曲线，曲线显示在一定范围内随着剪切速率的提高，传统工艺所得果胶溶液剪切应力明显增长，而微波工艺提取出来的果胶剪切应力基本上没有变化。另外，传统工艺提取的苹果果胶的屈服应力要远远大于微波工艺所得（在果胶的一些应用过程中，屈服应力是保证果胶稳定性的重要因素，是反映果胶溶液稳定性的一项重要指标）。
2.3 不同温度下果胶稳定性的比较
一般情况下，随着温度的升高，苹果果胶溶液的黏度会下降，分子活化能直接影响着溶液的粘度，分子的活化能越高，溶液黏度就越大。微波辅助工艺提取的果胶溶液的活化能Ea为6．08KJ/mol，传统工艺的Ea = 23．35KJ/mol，将近微波提取的果胶溶液的4倍，也就是说微波辅助工艺得到的果胶的热稳定性远远低于传统工艺，这可能是由于微波辅助工艺提取的过程中容易了果胶分子的分子链，进而降低了果胶分钟的稳定性。
2.4 果胶凝胶性能比较
2.4.1 动态模式下模量随温度的变化
在果胶凝胶的性能测试中，凝胶温度是一个很重要的指标，它能够反映果胶凝胶的速度，并且凝胶温度越高，说明果胶凝胶的速度就越快。我们在动态模式下对果胶进行温度扫描，这样就会使得不同温度下果胶的储能和损耗模量在某一点交叉，这个交叉点就是果胶这个条件下的凝胶温度。影响凝胶温度高低的因素主要有酯化度、含量、质量等。采用传统工艺提取出来的苹果果胶的凝胶温度为94℃，而微波辅助工艺提取的为82℃，这就说明在相同温度下传统工艺提取的果胶溶液比微波工艺得到的果胶溶液形成凝胶的速度快。微波工艺所得果胶含量比传统工艺高，就使得微波工艺提取的果胶分子的结合能力比传统工艺强。
2.4.2 动态模式下模量随频率的变化
在低频区，果胶溶液受到的剪切时间相对较长，分子的移动就会比较频繁，这样就会减弱果胶分子之间的屈服应力，降低了其分子结构的稳定性；而在高频区，剪切时间短，分子运动得减缓，结构就不容易被破坏。在频率扫描的过程中，传统工艺提取的果胶的分子结合得比较紧密，结构不容易被破坏，保持了稳定的三维结构，具有更好的凝胶特性。
3 小结
微波是频率在300MHz到300GHz的一种高频的电磁波，它具有透射、反射、衍射并能够伴着电磁波向物质传播能量，用微波提取一些成分，不仅时间短，而且收率也高。本次试验中用微波辅助提取的果胶产率和纯度都要高于传统的工艺，因此用微波辅助提取的果胶可以满足低酸和低糖食品的需求，这样可以大大降低企业的生产成本。但在影响果胶凝胶型的黏均分子质量、酯化度、褐变指数等方面均不及传统工艺，这就说明传统工艺提取的果胶的强度要比微波提取好，也就是说传统方法提取的果胶的质量要比微波的好，可以用在一些对果胶质量要求比较严格的产品的生产上。总之，这两种方法提取出来的果胶，各有优缺点，在具体的应用中，应该根据实际的需要，选择合适的提取方法。
参考文献
[1] 谢明勇,陈奕.微波辅助萃取技术研究进展[J].食品与生物技术学报,2006.25(1):105-114．
[2] Ahmed J，Ramaswamy H S，Sashidhar K C．Rheological charaeterisitics of tamarrind(Tamarindus indica L.)juice concentrates[J].LWT,2007.40(2):225-231.
[3] 彭凯,张燕,王似锦等.微波干燥预处理对苹果渣提取果胶的影响[J].农业工程学报,2008.24(7):222-226.
[4] 孔臻,刘钟栋,陈肇锬.微波法从苹果渣中提取果胶的研究[J].郑州粮食学院学报,2000.2l(2):1l-15.
关键词 传统 微波 苹果皮渣 果胶品质分析
中图分类号：TS2 文献标识码：A
The Comparison between Traditional and Microwave-assisted
Extraction of Apple Pectin Quality
BAI Yun
(North Technical School, Panjin, Liaoning 124021)
Abstract Pectin mainly exists in some plants, stems, leaves and fruits of skin cells, the cell walls in the specific polysaccharide. Apple pectin content is relatively high, study more, the commonly used extraction of apple pectin are the main methods of traditional and microwave assisted two, traditional methods to extract apple pectin activation energy, browning index, brightness value, apparent viscosity, yield stress, tone is much than microwave assisted technology extracted from the good, but the total phenol content and chroma value was significantly lower than the microwave process. Based on traditional technology of microwave assisted extraction process with the apple pectin quality in detail.
Key words traditional; microwave; apple pomace; pectin quality analysis
果膠主要存在于植物的细胞壁中，本身有较好的乳化稳定性和凝胶性，在人体的膳食纤维中有很重要的地位。在医学上它能够抗腹泻、降血脂、减肥和治疗糖尿病等方面有显著的功效，是医药和化妆品工业中不可缺少的辅料。我国是生产苹果的大国，但是对苹果渣中果胶的利用率并不高，果胶大部分依靠进口，这无形中就增加了企业生产投资成本。因此，研究从苹果皮中提取出果胶的生产工艺具有重要的现实意义。目前，常用的提取果胶方法有传统和微波辅助提取两种。采用微波辅助提取能够大大缩短提取时间，并且提取的效果也比传统的好，在减少溶剂量和增加提取率上都有很大的优势。为了进一步了解两种方法在提取苹果果胶方面的效果，我们做了以下试验。
1 试验内容
1.1 提取果胶的工艺流程
微波辅助提取果胶的工艺：（1）为了除去苹果渣中能够水解掉果胶的酶类，先用沸水煮苹果渣大概10分钟左右；（2）再用温水漂洗苹果渣几遍，洗去里面的色素和糖苷等物质；（3）把洗了的苹果渣粉碎至60目，并把烘箱的温度调到70℃，将其烘干；（4）取烘干的苹果渣，按照预先设计的比例加入一定量的HCI及一些相关溶液，调好微波炉的温度、功率、时间进行微波提取；（5）将提取出来的溶液在真空下抽滤几次；（6）将抽滤所得的溶液合并起来浓缩。
传统提取果胶的工艺方法：（1）为了除去苹果渣中能够水解掉果胶的酶类，先用沸水煮苹果渣大概10分钟左右；（2）再用温水漂洗苹果渣几遍，洗去里面的色素和糖苷等物质；（3）把洗了的苹果渣粉碎至60目，并把烘箱的温度调到70℃，将其烘干；（4）将苹果渣中加入一定量的HCl溶液， 升温至85℃，提取1.5h；（5）趁热用滤布过滤；（6）待滤液冷却后，用95%乙醇将滤液洗2次；（7）烘箱中50℃直到固体质量恒定。
2 结果与分析
2.1 苹果果胶品质的比较
利用微波辅助提取出来的果胶在收率和纯度方面，都要明显好于传统方法，这也与国内外的文献及先前的实验结果一致。但在果胶的黏均分子质量和酯化度方面（这两个指标直接影响着果胶的品质，与果胶的凝胶性能有直接的关系），传统工艺就要优于微波辅助工艺。试验还显示微波工艺提取的果胶溶液的褐变指数要高于传统工艺，通过测定果胶总酚含量也发现，传统工艺由于提取果胶溶液的总酚和离子含量含量均显著低于微波工艺。
2.2 果胶剪切应力的比较
实验利用动态流变仪测定其流变曲线，曲线显示在一定范围内随着剪切速率的提高，传统工艺所得果胶溶液剪切应力明显增长，而微波工艺提取出来的果胶剪切应力基本上没有变化。另外，传统工艺提取的苹果果胶的屈服应力要远远大于微波工艺所得（在果胶的一些应用过程中，屈服应力是保证果胶稳定性的重要因素，是反映果胶溶液稳定性的一项重要指标）。
2.3 不同温度下果胶稳定性的比较
一般情况下，随着温度的升高，苹果果胶溶液的黏度会下降，分子活化能直接影响着溶液的粘度，分子的活化能越高，溶液黏度就越大。微波辅助工艺提取的果胶溶液的活化能Ea为6．08KJ/mol，传统工艺的Ea = 23．35KJ/mol，将近微波提取的果胶溶液的4倍，也就是说微波辅助工艺得到的果胶的热稳定性远远低于传统工艺，这可能是由于微波辅助工艺提取的过程中容易了果胶分子的分子链，进而降低了果胶分钟的稳定性。
2.4 果胶凝胶性能比较
2.4.1 动态模式下模量随温度的变化
在果胶凝胶的性能测试中，凝胶温度是一个很重要的指标，它能够反映果胶凝胶的速度，并且凝胶温度越高，说明果胶凝胶的速度就越快。我们在动态模式下对果胶进行温度扫描，这样就会使得不同温度下果胶的储能和损耗模量在某一点交叉，这个交叉点就是果胶这个条件下的凝胶温度。影响凝胶温度高低的因素主要有酯化度、含量、质量等。采用传统工艺提取出来的苹果果胶的凝胶温度为94℃，而微波辅助工艺提取的为82℃，这就说明在相同温度下传统工艺提取的果胶溶液比微波工艺得到的果胶溶液形成凝胶的速度快。微波工艺所得果胶含量比传统工艺高，就使得微波工艺提取的果胶分子的结合能力比传统工艺强。
2.4.2 动态模式下模量随频率的变化
在低频区，果胶溶液受到的剪切时间相对较长，分子的移动就会比较频繁，这样就会减弱果胶分子之间的屈服应力，降低了其分子结构的稳定性；而在高频区，剪切时间短，分子运动得减缓，结构就不容易被破坏。在频率扫描的过程中，传统工艺提取的果胶的分子结合得比较紧密，结构不容易被破坏，保持了稳定的三维结构，具有更好的凝胶特性。
3 小结
微波是频率在300MHz到300GHz的一种高频的电磁波，它具有透射、反射、衍射并能够伴着电磁波向物质传播能量，用微波提取一些成分，不仅时间短，而且收率也高。本次试验中用微波辅助提取的果胶产率和纯度都要高于传统的工艺，因此用微波辅助提取的果胶可以满足低酸和低糖食品的需求，这样可以大大降低企业的生产成本。但在影响果胶凝胶型的黏均分子质量、酯化度、褐变指数等方面均不及传统工艺，这就说明传统工艺提取的果胶的强度要比微波提取好，也就是说传统方法提取的果胶的质量要比微波的好，可以用在一些对果胶质量要求比较严格的产品的生产上。总之，这两种方法提取出来的果胶，各有优缺点，在具体的应用中，应该根据实际的需要，选择合适的提取方法。
参考文献
[1] 谢明勇,陈奕.微波辅助萃取技术研究进展[J].食品与生物技术学报,2006.25(1):105-114．
[2] Ahmed J，Ramaswamy H S，Sashidhar K C．Rheological charaeterisitics of tamarrind(Tamarindus indica L.)juice concentrates[J].LWT,2007.40(2):225-231.
[3] 彭凯,张燕,王似锦等.微波干燥预处理对苹果渣提取果胶的影响[J].农业工程学报,2008.24(7):222-226.
[4] 孔臻,刘钟栋,陈肇锬.微波法从苹果渣中提取果胶的研究[J].郑州粮食学院学报,2000.2l(2):1l-15.