昆山市超聲儀器有限公司最新款ES型超聲波清洗器輔助提取是一種新型的技術，可以加強有效成分的提取。以八月瓜皮為原料，結合超聲提取具有的優(yōu)點，通過響應面優(yōu)化提取工藝。提取時間減一半，產(chǎn)率 8.924%，為提取果膠提供更好的參考依據(jù)。
1 主要試劑與儀器
八月瓜果皮，由陜西戶縣八月瓜基地提供（去年果皮）；鹽酸、氫氧化鈉、硫酸、乙醇、D-半乳糖醛酸標準品、咔唑、活性炭均為分析純。BSA224S 電子天平；FZ102 微型植物粉碎機；H-H 數(shù)顯恒溫水浴鍋；723N 可見分光光度計；R201L 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；TDL-40B 型離心機；玻璃比色皿；DGH-9145A 電熱鼓風干燥箱；昆山舒美超聲儀器有限公司KQ5200ES型數(shù)控超聲波清洗器；Sartorius 普及型 PH 計。
2 實驗方法
2.1 原料預處理
將八月瓜果皮用 35~40℃的蒸餾水洗滌 3、4 遍，洗掉污垢灰層，并且可以洗掉有機酸、色素、和可溶性糖，直到濾液無色。然后再將漂洗過后的八月瓜果皮加入蒸餾水煮沸 10min。于電熱鼓風干燥箱中 60℃烘干，用萬能粉碎機粉碎過篩，收集粉末備待用。
2.2 提取工藝流程
準確稱取 10.00g 八月瓜果皮粉末，用一定體積的蒸餾水滅酶10min，除去果膠酶。滅酶后的八月瓜皮濾渣用離心機 2800r/min 離心 10min 過濾。將濾渣置于 250ml 燒杯中，按照一定的料液比（g/mL）加入蒸餾水，并用鹽酸調(diào)節(jié) pH 至一定值，超聲萃取一定時間。提取結束后再次離心 5min，收集上清液。減壓蒸餾濃縮，在每 100mL 果膠提取液中加入 0.9g 活性炭 60℃保溫脫色 35min，過濾。
超聲波清洗器超聲時間介于 30~60min 之間，果膠提取率和半乳糖醛酸含量呈現(xiàn)遞增趨勢，而60~80min 遞減，因此超聲時間 60min 為宜。超聲會產(chǎn)生空穴作用，擾動效應等，從而破壞細胞壁。當超聲時間縮短時，超聲波破壞組織細胞壁的作用就變小，反之，果膠得率會提高。超聲時間過長，水溶液果膠進一步水解，導致提取率和半乳糖醛酸含量下降。
超聲波清洗槽的水溫介于 40℃~60℃之間果膠提取率和半乳糖醛酸含量呈現(xiàn)遞增趨勢，而 60℃~90℃遞減，因此溫度為 60℃為宜。果膠的水解需要一定的溫度，溫度太低，原果膠不能完全水解，導致提取率和半乳糖醛酸含量較低；溫度太高，由于果膠屬于熱穩(wěn)定性不好物質(zhì)，果膠提取不佳。
最重要的因素清洗機超聲功率介于 100~140W 之間，果膠提取率和半乳糖糖醛酸含量呈現(xiàn)逐漸遞增的趨勢，而介于 140~200W 遞減，因此超聲功率 140W 為宜。超聲功率小，對細胞破壞弱，不能使果膠完全從細胞中溢出，導致產(chǎn)率低；超聲功率大，果膠過度水解，導致提取不佳。
響應面條件優(yōu)化及驗證試驗通過軟件分析，果膠提取的最佳工藝條件為超聲功率 148.805W、pH 1.423、提取溫度 64.767℃。
在此條件下，八月果果皮這種果膠得率預測值可達 8.926%。為了試驗方便操作，將工藝條件進行修正為超聲功率 150W、 pH 1.5、提取溫度 65℃。在此條件下驗證果膠提取試驗，得率均值為8.924%，與預測值 8.926%相近，說明響應面優(yōu)化超聲波輔助提取八月瓜果皮中果膠的提取工藝條件可行。
3 分析
采用響應面優(yōu)化超聲輔助提取八月瓜果皮中果膠的工藝參數(shù)。探索了果膠含量的最佳吸收波長，以及標準曲線的繪制。分別討論了提取預處理條件過程中滅酶時所用蒸餾水體積、粉碎粒度對果膠提取率和半乳糖醛酸含量的影響。以及提取過程中超聲功率、超聲時間、pH、液料比、超聲溫度因素對果膠中半乳糖醛酸含量和果膠提取率的影響，根據(jù)單因素試驗分析，用響應面回歸方程的分析進行優(yōu)化，確定了八月瓜果皮中果膠提取的最佳工藝條件。其主要結論如下：
（ 1）果膠的最大吸收 波長為 525nm，半乳 糖醛酸溶液 的線性方程 為 Y=0.0041X-0.0225，R2=0.98816，結果表明半乳糖醛酸的含量在 10~70μg/mL 的范圍內(nèi)有良好的線性關系。
（2）預處理過程中滅酶體積 80mL，粉碎粒度 40 目。提取時最佳工藝參數(shù)為料液比 1:13（g/mL），pH=1.5，超聲時間為 60min，超聲功率為 150W，超聲溫度為 65℃，實驗驗證提取率的值8.924%，與預測值接近，說明該模型具有可行性。
（3）超聲波清洗器輔助提取與傳統(tǒng)的酸提果膠時間減少一半，減少能量，節(jié)約成本，符合廢物利用的原則。
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