摘 要 為拉動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟增長、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，開發(fā)利用車厘子深加工產(chǎn)品通過超聲輔助酸法提取汶川和漢源車厘子中的果膠，最終確定果膠的最佳提取條件：用pH值為2的酸性水溶液作為提取劑，料液比（料、液單位分別為g、mL）為1∶35，提取溫度為60 ℃，提取時間為105 min。采用咔唑比色法測定車厘子中果膠含量，結(jié)果表明：汶川車厘子中提取到果膠的最大含量為25.89 mg·g-1，漢源車厘子中提取到果膠的最大含量為28.96 mg·g-1。

關(guān)鍵詞 車厘子；果膠；咔唑比色法；提取工藝；四川省汶川縣；四川省漢源縣

中圖分類號：S662.5 文獻標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.13.034

車厘子因本身的味道比較酸甜多汁而受到社會大眾的青睞，由于肉質(zhì)組成中富含多種營養(yǎng)物質(zhì)，包括大量的氨基酸、維生素及各種微量元素，非常適合各類人群食用，尤其是工作、學(xué)業(yè)或者日常生活壓力緊張而精神疲憊的人們[1]。蘋果、葡萄等人們最常用的果品中富含的維生素A也僅為車厘子中所含的1/4或1/5[2]。但并不是每一顆車厘子都可以進入市場流通，因此利用好“次果”進行再加工可能會帶來一定的經(jīng)濟效益，也可以更好地減少資源浪費。四川省漢源縣車厘子產(chǎn)量每年達2.5萬t，而汶川目前也已經(jīng)成為我國高質(zhì)量車厘子種植生產(chǎn)基地之一[3]，大量的產(chǎn)出也就代表著每年都有不可計量的次品車厘子。如果對這些資源加以更好地利用，不僅可以減少浪費、保護環(huán)境，還可以創(chuàng)造一筆可觀的收入。

車厘子的加工食品主要包括果汁、果脯、果醬和罐頭等，如使用果膠制作的凝固劑、乳化物和穩(wěn)定劑既可制造相關(guān)食品[4]，還可用以制作乳制品、可食用薄膜等[5]。果膠是一種由糖苷鍵連接而成的植物多糖，主要存在于活的植物的初生細胞壁中[4]。有研究表明果膠生物活性與分子量大小有關(guān)，在一定的分子量范圍內(nèi)如果該果膠具有的分子量較低，那么其生物活性就較高，反之亦然[6]。果膠的加工具有非常廣泛的空間，在食品加工應(yīng)用中可以作為一種高級的天然食品添加劑；在醫(yī)療行業(yè)中又可以作為保健品成分。果膠可在食品加工業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)、化妝品業(yè)及紡織業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用[7]，可以起到降血脂、控制體質(zhì)量、防癌抗癌[8-9]、治療腹瀉、降糖[10]等作用。根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織和聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織認為，果膠是我們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N安全的食品添加劑[11]，歐盟把它作為普通人群的日常食品添加劑，不需要規(guī)定每天的攝入量[12]。目前，國內(nèi)超80%的果膠需依賴進口且價格昂貴[13]。

車厘子資源越來越豐富，但對其果膠的加工利用率低，如能加以綜合利用，將會為車厘子產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新的思路?，F(xiàn)在提取果膠的方法主要包括生物酶降解法[11]、超聲波輔助提取法[14]、高價鐵鹽沉淀法及乙醇沉淀法等[15]。利用超聲波輔助法提取車厘子中的果膠主要是利用超聲波在傳遞過程中的振動作用，其液體中的氣泡產(chǎn)生破裂效果，使細胞內(nèi)水溶性果膠流出從而達到提取目的，這種方法便于操作且同時提高了提取效率[16]。利用酸法提取果膠是以酸性水溶液作為提取劑，植物細胞中水不溶性果膠在加熱、酸性的條件下轉(zhuǎn)化成為水溶性果膠[17]，從而達到提取目的。果膠沉淀：將果膠從提取液中分離出來的方法主要有無機鹽鹽析法、有機溶劑沉淀法等，工業(yè)上沉淀果膠的方法主要采取這兩種[18]，利用果膠幾乎不溶于乙醇等有機溶劑這一特點可以把乙醇加入果膠提取液中將其沉淀出來。目前果膠含量的測定方法主要有紫外分光光度法、原子分光光度法、紅外吸收光譜法、咔唑比色法[19]等。探究測定汶川和漢源車厘子中的果膠含量，選擇操作簡單易行、成本較低的咔唑比色法[20]。

1" 材料與方法

1.1" 材料

實驗樣品：車厘子，采摘于四川省汶川縣和漢源縣。

實驗藥品：無水乙醇、鹽酸、硫酸、咔唑（分析純），成都市科隆化學(xué)品有限公司；D-半乳糖醛酸（對照品），成都市科隆化學(xué)品有限公司。

儀器及設(shè)備：電熱鼓風(fēng)干燥箱（DHG-2150B），鄭州賽熱達窯爐有限公司；粉碎機（XL-08搖擺式），廣州市旭朗機械設(shè)備有限；超聲波清洗機（PS-100A），東莞市潔康超聲波設(shè)備有限公司；電子分析天平（JJ324BC），深圳市億博蘭電子有限公司；紫外可見分光光度計（UV-1800PC），上海美譜達儀器有限公司；循環(huán)水式多用真空泵（SHB-Ⅲ），鄭州長城科工貿(mào)有限公司。

1.2" 方法

1.2.1" 車厘子樣品處理

車厘子處理流程：新鮮車厘子→去核、高溫滅酶→蒸餾水漂洗脫色→烘干、粉碎→過80目篩，備用。

具體做法：將新鮮的車厘子去核后加入一定量去離子水沒過車厘子，水浴鍋加熱（90 ℃）10 min，使果膠酶失去活性，加熱完成后用去離子水漂洗車厘子果肉至洗液呈淺色，盡可能多地除去車厘子中的色素及可溶性糖等物質(zhì)。將車厘子果肉平鋪在培養(yǎng)皿上，放入鼓風(fēng)干燥機中干燥，在50 ℃下干燥至恒質(zhì)量后將其放入萬能粉碎機中粉碎得到車厘子粉末，過篩后放入具塞廣口瓶中保存?zhèn)溆谩?/p>

果膠提取流程：超聲波輔助酸法提取果膠→過濾、濃縮→無水乙醇沉淀→抽濾→干燥稱質(zhì)量→果膠粗品。

具體做法：準確稱取1 g車厘子粉末于錐形瓶中，加入一定體積的pH值為2的酸性水溶液作為提取劑，將錐形瓶放入已調(diào)節(jié)好溫度及時間的恒溫超聲波清洗機中進行提取，等超聲提取結(jié)束后，趁熱抽濾得到含有果膠的濾液。

將濾液加熱濃縮以減少藥品浪費，等待濾液冷卻后加入其體積2倍的無水乙醇，靜置60 min后使用真空泵進行抽濾，所得沉淀用無水乙醇洗滌2次。將沉淀平鋪于小燒杯底部，放置在電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)（60 ℃）干燥至恒質(zhì)量，此時將得到車厘子果膠粗產(chǎn)品，稱量并記錄。

1.2.2" 繪制果膠含量測定標(biāo)準曲線

準確稱取D-半乳糖醛酸標(biāo)準品0.1 g放置于小燒杯中，加一定量蒸餾水溶解后轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中定容，得到半乳糖醛酸標(biāo)準儲備溶液，備用。取儲備液配制濃度分別為20.00、40.00、60.00、80.00、100.00、120.00 μg·mL-1的半乳糖醛酸標(biāo)準系列。分別從6個濃度的半乳糖醛酸標(biāo)準系列中，取出1.00 mL溶液置于6個帶塞試管中，再分別緩慢加入5 mL濃硫酸于各個帶塞試管中；另取一支試管加入1 mL蒸餾水，也加入5 mL的濃硫酸作對照組。將7個試管放置在65 ℃的恒溫水浴鍋中加熱15 min，取出，待自然冷卻后分別在每個試管中加入0.1 mL的0.15%咔唑無水乙醇溶液，搖勻，放置于暗處顯色3 h。在530 nm波長處測定吸光度值，繪制出標(biāo)準曲線，線性回歸方程：y=0.006 8 x-0.046 0，相關(guān)系數(shù)R2= 0.999 6，見圖1。

1.2.3" 提取車厘子中果膠的單因素實驗

1.2.3.1" " 料液比

準確稱取5份1 g車厘子樣品于250 mL錐形瓶中，以鹽酸調(diào)節(jié)pH值為2的水溶液作為提取劑，在各錐形瓶中分別加入料液比（料、液單位分別為g、mL）為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50的提取液，超聲水浴溫度為60 ℃，超聲提取時間90 min后，將提取液進行抽濾濃縮，冷卻后加入濾液2倍體積的無水乙醇進行沉淀得到果膠，沉淀用無水乙醇洗滌2次，將所得果膠放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中，恒溫60 ℃進行烘干稱質(zhì)量并記錄，每組做3次平行實驗。

1.2.3.2" " 提取時間

準確稱取5份1 g車厘子樣品于250 mL錐形瓶中，以鹽酸調(diào)節(jié)pH值為2的水溶液作為提取劑，加入料液比為1∶30的酸溶液，超聲的水浴溫度為60 ℃，提取時間分別設(shè)定為30、60、90、120、150 min后，將提取液進行抽濾濃縮，冷卻后加入濾液體積2倍的無水乙醇沉淀得到果膠，沉淀用無水乙醇洗滌2次，將所得果膠放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中，恒溫60 ℃進行烘干稱質(zhì)量并記錄，每組做3次平行實驗。

1.2.3.3" " 超聲溫度

準確稱取5份1 g車厘子樣品于250 mL錐形瓶中，以鹽酸調(diào)節(jié)pH值為2的水溶液作為提取劑，加入料液比為1∶30的酸溶液，超聲水浴溫度分別設(shè)定為40、50、60、70、80 ℃，提取90 min后，將提取液進行抽濾濃縮，冷卻后加入濾液2倍體積的無水乙醇沉淀果膠，沉淀用無水乙醇洗滌2次，將所得果膠放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中，恒溫60 ℃進行烘干稱質(zhì)量并記錄，每組做3次平行實驗。

1.2.4" 正交試驗優(yōu)化提取車厘子果膠的條件

以料液比、溫度及時間作為考察因素，以提取的車厘子果膠含量為評價指標(biāo)，每個單因素設(shè)置3個平行實驗設(shè)計正交，見表1。

1.2.5" 車厘子果膠含量測定

釆用咔唑比色法測定樣液中的半乳糖醛酸含量，按照步驟1.2.2的操作方法測定出按比例稀釋后的車厘子果膠溶液的吸光度并按公式計算出車厘子中的果膠含量（P）：

P= [（C×N×V）/（W×106）]×100%

式中：C為根據(jù)步驟1.2.2中標(biāo)準曲線算得的半乳糖醛酸濃度（μg·mL-1） ；V為測定的車厘子果膠提取液的總體積（mL） ；N為稀釋倍數(shù); W為果膠樣品的質(zhì)量（g）。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 料液比對車厘子中果膠含量的影響

各組實驗中超聲時間為90 min，超聲溫度為60 ℃，用pH值為2的鹽酸溶液作為提取劑，車厘子中果膠平均含量隨料液比的變化見圖2。車厘子果膠提取量先隨著料液比的增加而增加達到最高點后開始有下降趨勢，但下降趨勢較為緩和，結(jié)果表明當(dāng)料液比為1∶40時車厘子果膠提取率最大。當(dāng)料液比過小時原材料浸提不充分從而導(dǎo)致產(chǎn)量較?。涣弦罕冗_到1∶40時車厘子中的果膠基本溶解于提取劑中從而達到最大提取量；再增加料液比提取量反而減少，因為提取劑增加，加熱時溶液揮發(fā)量增大會帶走一部分水溶性果膠導(dǎo)致產(chǎn)品量減少。另外，在相同加熱時間內(nèi)提取劑增加致使加熱不充分果膠不能完全溶解于提取劑中，如果繼續(xù)增加料液比則會造成藥品浪費[21]，因此，選擇最佳料液比為1∶40。

2.2" 超聲時間對車厘子中果膠含量的影響

各組實驗中提取液用量為40 mL，超聲溫度為60 ℃，提取液pH值為2，車厘子中果膠平均含量隨超聲時間的變化見圖3。車厘子果膠提取量隨超聲時間的變化呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，但下降幅度不明顯。超聲時間過短果膠只有少部分轉(zhuǎn)化為水溶性果膠；當(dāng)超聲時間增加至90 min時達到最高點，此時果膠轉(zhuǎn)化達到最大，車厘子果膠提取量最大；超聲時間超過90 min，再增加超聲時間，在熱酸性作用下果膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞從而發(fā)生降解，導(dǎo)致提取量反而呈現(xiàn)降低的趨勢[22]，因此，選擇最佳超聲時間為90 min。

2.3" 超聲溫度對車厘子中果膠含量的影響

各組實驗中提取液用量為40 mL，超聲時間為90 min，提取液pH值為2，車厘子中果膠平均含量隨超聲溫度的變化見圖4。整體變化呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，當(dāng)溫度保持在40～60 ℃時隨著超聲溫度的不斷增加，車厘子果膠的提取量也在增加，溫度過低果膠在酸作用下不能達到轉(zhuǎn)化為水溶性果膠的條件，也不能溶解于提取劑中[23]；當(dāng)溫度達到60 ℃時果膠溶解達到最大，有最高的提取量；繼續(xù)升高溫度可能會破壞果膠的結(jié)構(gòu)并且會增加多糖的溶解，而果膠本就是一種植物多糖[6]，增加溫度導(dǎo)致果膠溶解反而使其提取量減小，因此，選擇最佳超聲溫度為60 ℃。

2.4" 正交實驗

結(jié)果見表2，可以看出第6組在最佳提取條件下有最大提取量。極差R結(jié)果表明，影響提取車厘子中的果膠含量的因素為：超聲溫度＞超聲時間＞料液比，從中可以看出料液比對實驗結(jié)果數(shù)據(jù)影響小于超聲時間，而超聲溫度對實驗結(jié)果的影響最大。從表2中還可以得出提取果膠的最佳條件：料液比為1∶35，提取溫度為60 ℃，提取時間為105 min。

2.5" 驗證實驗

在優(yōu)化后的最佳條件下再次進行3次平行實驗，得到用鹽酸調(diào)節(jié)pH為2的水溶液作為提取劑，料液比為1∶35，超聲溫度為60℃，超聲時間為105 min為最佳提取條件。在此條件下分別提取漢源車厘子和汶川車厘子中的果膠，做3次平行實驗取平均值，測定出漢源車厘子中果膠的最大含量為28.96 mg·g-1， 相對標(biāo)準偏差為0.29%；汶川車厘子中果膠的最大含量為25.89 mg·g-1，相對標(biāo)準偏差為0.19%。相對標(biāo)準偏差均小于0.30%，重現(xiàn)性較好。

3" 結(jié)論與討論

利用咔唑比色法測得漢源車厘子中果膠的最大含量為28.96 mg·g-1，汶川車厘子中果膠的最大含量為25.89 mg·g-1。果肉中的果膠酶會使果膠分解成為小分子寡糖[20]，從而導(dǎo)致果膠流失，讓提取的果膠產(chǎn)量減少，因此先進行滅酶，使果膠酶失去活性。汶川縣經(jīng)災(zāi)后重建和政府脫貧攻堅政策實施，經(jīng)濟的發(fā)展與人民生活質(zhì)量有了很大提升。車厘子作為當(dāng)?shù)靥厣慕?jīng)濟作物，與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟密切相關(guān)，對拉動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟增長、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型起到了至關(guān)重要的作用。

車厘子果膠加工業(yè)還具有很大的發(fā)展空間和良好的市場前景。在我國果膠的消費量每年高達1 500 t，其中80%的果膠依靠于國外進口[21]。如果將扔掉的車厘子加以更好地利用，從中提取果膠，不僅可以減少資源的浪費、保護環(huán)境，還可以創(chuàng)造一筆可觀的收入，提高人民的生活質(zhì)量。

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（責(zé)任編輯：易" 婧）

收稿日期：2024-03-04

基金項目：阿壩師范學(xué)院校級青年基金項目（ASC21-01）。

作者簡介：廖輝（1984—），碩士，講師，主要從事天然產(chǎn)物及中藥材分析。E-mail：liaohui327@163.com。