本发明属于生物技术领域,具体涉及的是一种从柠檬皮中提取果胶的方法。
背景技术:
柠檬皮大约占柠檬质量的20%~30%, 是一种可以开发的再生性生物资源。柠檬皮中含有许多生物活性成分, 其中果胶质量分数为25%~30%。
果胶具有抗菌、降血脂、抗辐射和抗癌等多种生理功能作用, 近年来在食品、化工、医药等行业已经得到广泛的应用。如果柠檬皮直接丢弃, 不仅极大地浪费资源, 而且对周边环境造成污染。因此, 有效地提取柠檬皮中的果胶, 提高产品附加值, 减少环境污染具有重要意义。
目前, 果胶提取一般有沸水抽提、酸法萃取、离子交换法、微生物法和草酸铵提取法, 其中最常用的方法是酸法提取。传统的酸法提取存在着强酸性溶液消耗多、耗能大、工作强度大、提取效率低等缺点, 其进一步发展已经受到限制。微波萃取技术是近年来发展较快的绿色分离技术, 具有简便、高效、选择性强等优点, 颇具发展潜力。然而, 强酸性萃取剂会腐蚀设备, 还会引起果胶中的糖苷键发生断裂。因此, 选择利用高效、环保性的萃取溶剂十分必要。近年来, 离子液体作为一种绿色溶剂已广泛应用于生物活性物质的萃取分离, 但是用于果胶的萃取鲜见报道。
目前还没有报道利用离子液体、微波和纤维素酶集成技术制备果胶的报道。
技术实现要素:
本发明的目的在于针对现有技术中果胶提取效率低的不足,提供一种利用离子液体、微波和纤维素酶技术集成提取柠檬皮果胶的方法。
技术方案:本发明所述柠檬皮果胶的提取方法,包括如下步骤:
(1)将新鲜柠檬皮搅碎, 加入其3.5倍质量的水, 微波处理15 min, 用蒸馏水漂洗原料至漂洗液呈无色;
(2)以离子液体水溶液为萃取剂并结合微波处理柠檬皮,使柠檬皮中的果胶与纤维素等成分分离;
(3)离子液体处理后,加入水使柠檬皮中的果胶溶于水,纤维素、半纤维素和木质素等成分沉淀析出;
(4)取上层液体,加入纤维素酶处理,处理的温度为40-50℃,处理时间为5-20h,除去纤维素杂质;
(5)经纤维素酶处理去除杂质的液体,加入乙醇使果胶沉淀析出,用无水乙醇洗涤,烘干研磨成粉末,得到柠檬果胶。
优选的,所述离子液体是浓度为1.0 mol/L [BMM]Cl(氯化1-丁基-3-甲基咪唑)。
进一步优选的,所述离子液体处理柠檬皮的温度为85-95℃。
更进一步优选的,所述离子液体处理柠檬皮的时间为8-12min。
本发明的优点是:
1、本发明方法离子液体、微波和酶处理技术集成使用,提取方法绿色环保,离子液体和纤维素酶都可以回收重复利用,避免了生产过程中过多的废水、废气,符合可持续发展的需要。
2、本发明利用离子液体为处理剂提取柠檬皮中果胶,可以高效提取果胶,只需离子液体处理8-12min,最终果胶得率可以达到25% 左右,提高了柠檬皮的果胶提取效率。
3、本发明采用可再生的柠檬废弃物为原料,原料丰富,再生循环迅速,有助于解决原料短缺问题,同时实现了柠檬废弃物的高值转化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明:
实施例1
(1)将新鲜柠檬皮搅碎, 加入其3.5倍质量的水, 微波处理15 min, 用蒸馏水漂洗原料至漂洗液呈无色,得柠檬皮浆料;
(2)取100g 柠檬皮浆料,加入300ml 1.0 mol/L [BMM]Cl(氯化1-丁基-3-甲基咪唑),在90℃及微波功率400 W条件下,处理柠檬皮8-12min,向体系中加入1000-3000mL 水使纤维素等材料沉淀析出;
(3)取上层液体,加入纤维素酶至终浓度5FPU/mL,在温度为45℃的条件下处理12h,除去果胶中混合的纤维素杂质,得到果胶液;
(4)果胶液于80-90℃减压蒸馏除去大部分水,加入无水乙醇使果胶沉淀析出,用无水乙醇洗涤沉淀2 次,60℃条件下真空干燥,粉碎机粉碎,得到桑枝果胶粉末5.03g,相当于干柠檬皮提取率为25.15%。
注:果胶提取率/% =(提取的果胶质量/干柠檬皮的质量)×100
实施例2
(1)将新鲜柠檬皮搅碎, 加入其3.5倍质量的水, 微波处理15 min, 用蒸馏水漂洗原料至漂洗液呈无色,得柠檬皮浆料;
(2)取100g 柠檬皮浆料,加入200ml 1.0 mol/L [BMM]Cl(氯化1-丁基-3-甲基咪唑),在85℃及微波功率400 W条件下,处理柠檬皮8-12min,向体系中加入1000-4000mL 水使纤维素等材料沉淀析出;
(3)取上层液体,加入纤维素酶至终浓度6FPU/mL,在温度为50℃的条件下处理4-12h,除去果胶中混合的纤维素杂质,得到果胶液;
(4)果胶液通过高60cm 的强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂柱子;
(5)果胶液于80-90℃减压蒸馏除水分,用无水乙醇洗涤沉淀2 次,60℃条件下真空干燥,粉碎机粉碎,得到桑枝果胶粉末5.16g,相当于干柠檬皮提取率为25.8%。
注:果胶提取率/% =(提取的果胶质量/干柠檬皮的质量)×100
如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明,但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上作出各种变化。