薛荔果胶提取工艺优化的研究文献综述

文

献

综

述

1薛荔果

1.1薛荔的植物学属性

薜荔(Ficus pumi la L.)属桑科榕属植物,常绿攀缘或匍匐灌木, 主要分布在我国云南、广西、湖南、四川、湖北等地^[1],别名水馒头、爬墙果、爬壁果、王不留行等。

1.2薛荔的化学营养成分

范明松^[2]等人对薛荔地上除果实部分以外的化学成分进行了研究，共分离出了16种化合物， 其中5,7,4'一三甲氧基黄烷一3-醇等8个化合物为首次分离出来。

薛荔果中还含有其他丰富的营养物质。吴文珊^[3]等人进行的有关实验表明，薛荔含有较其他植物更多的果胶：薛荔花被中的果胶含量高达32.70%，其种子种的果胶含量也有15.15%。花被中的黄酮类物质、蛋白质、脂肪等物质含量也相当可观，分别高达15.14%、15.70%、30.13%。而且，在其含有的脂肪中，超过八成的脂肪是不饱和脂肪酸，具有抗氧化等特殊的生理功效。

薜荔的种子(瘦果)和内果皮(总花序托内壁)含有很高的果胶量，干种子达20％，干内果皮为14％ ，胶凝度142，脂化度61％ ，最大凝胶PH值1左右，主要指标均符合我国商品化要求此外 ^[4]。

1.3薛荔的药用价值

薛荔以花序托，即果实薛荔果入药。据《神农本草经》、《蜀本草》等多种医药古籍记载，薛荔的根、茎、叶、花、果等各个部分都能入药。薛荔主要有活血止血、下乳等功效。

薜荔中还有有抗菌、增强免疫、抗肿瘤、抗诱导、抗炎镇痛和驱蛔虫等活性成分。空军汉口医院肿瘤防治小组通过动物试验, 研究了薜荔果多糖抗肿瘤的作用。结果表明, 薜荔籽的水洗黏液对多种小白鼠移植性肿瘤的生长有较明显的抑制作用。鄂少廷^[5]等人研究表明, 薜荔果多糖对化疗所致的免疫抑制现象似有纠正作用, 且对放疗和化疗后的骨髓有一定的保护作用。

吴文珊^[6]等人对薜荔的水提液和乙醇提取液进行抑菌药敏试验。结果显示, 薜荔的水提液对大肠杆菌抑菌效果明显; 薜荔的乙醇提取液对枯草芽孢杆菌的抑菌效果较为显著, 对啤酒酵母、橘青霉和黑曲霉等真菌均无抑菌作用。此外, 薜荔亦可用于治疗其他恶性肿瘤。详情请参见标注文献[5]、[6]。

2薛荔的开发利用

2.1薛荔的开发利用的传统历史

薛荔种子和薛荔花被中含有丰富的果胶，在中国南方，民间传统将薛荔瘦果中的薛荔籽加工成凉粉作为传统的消暑佳品^[4]。

2.2薛荔开发利用的典型特例

爱玉子是薜荔的变种(主要分布于我国台湾省),台湾省对其进行了系统和全面的研究, 并已大面积人工栽培和管理, 形成了规范产业化; 由爱玉子制成的爱玉冻, 味美、晶莹剔透、富含纤维质等营养成分,深受人们的喜爱, 是一种很好的夏日消暑食品和理想的减肥食品, 在台湾省, 爱玉冻已形成商业化生产^[7]。

3果胶

果胶是一种高分子聚合物，呈淡黄色或白色，溶于水，味微酸。

3.1果胶物质的植物存在

果胶物质广布于植物界，高等植物与低等植物皆有。在植物中，果胶存在于相邻的细胞壁的中胶层。相比之下，在根、茎、叶果实等器官中，以果实中果胶的含量最高。果胶以三种形式存在，分别是原果胶、果胶、果胶酸。

3.2果胶物质的化学本质

果胶物质在化学分类上应属于碳水化合物的衍生物。其基本组成单位^[8]是D-吡喃半乳糖醛酸，并以α-1,4-苷键链接起来而成的高分子化合物（即多聚半乳糖醛酸），分子量在50-300KD。果胶物质通常以部分甲基化形式存在。

3.3果胶物质的结构（图见附件）

3.4果胶的的分类

通常按酯化度DE分类，甲氧基含量≥7%者称为高脂果胶（HM），甲氧基≤7%者称为低脂果胶（LM）^[9]。而颜文斌等人通过酸法提取的薛荔籽果胶的酯化度为40.8%，属于低脂果胶^[6]。低酯化果胶比较适合用作增稠剂和胶凝剂。

3.5 果胶提取方法

薛荔果胶提取的方法主要参照一般果胶的提取，其主流方法有：①沸水抽提法；②酸法、碱法提取；③离子交换树脂提取法；④草酸铵提取法；⑤盐析法；⑥微波法；⑦逆流萃取法；等等。其中，梁瑞红^[10]有针对薛荔果胶进行过水法提取，其最佳工艺条件为：液固比28:1ml/g、温度65℃、提取时间60min。在该条件下，果胶得率可以达到6.50%，总乳糖醛酸含量为93.34%。

3.6 果胶的化学改性

所谓果胶的化学改性，是指果胶经化学、生物或物理方法处理后使果胶的性质和结构发生改变。魏子淏^[11]等人研究的改性柑橘果胶MCP，作为一种重要的食品添加剂，具有良好的凝胶性、增稠性、稳定性等特性，其产量在逐年增加。王春香^[12]等人采用醚化改性农业生产废料红桔皮中提取的植物果胶，用以去除废水中的高浓度油脂和

Cr（VI）。反应时间、PＨ值和用量等3因子正交试验表明，改性果胶对油脂和Cr（VI）的去除效果较好，平均去除率可达79%和77%

3.7 果胶在工业中的应用

有关资料显示，全世界果胶的年需求量近2万t，其中美国果胶需求量高达4500t。据有关专家预计，全世界果胶的需求量在相当长的时间内仍将以每年15%的速度增长。据不完全统计，我国每年约消耗果胶1500t以上，其中从国外进口的果胶约占80%，同世界平均水平相比，我国果胶需求量呈高速增长趋势。而薛荔果的果胶含量相对较高，是理想的果胶制备原料。采用高新技术改造传统的果胶提取工艺可为果胶工业的发展提供一条新的途径。新技术、新材料（原料）在果胶工业中的应用是科学发展与人类社会进步的需求。通过全体科技工作者的共同努力，果胶加工的生产效率、工艺水平和产品质量与安全性都将得到进一步提高。

果胶具有良好的胶凝化和乳化稳定作用，在食品工业中可作为果浆、果冻、糖果、婴儿食品、冰淇淋和果汁的稳定剂及蛋黄乳化剂和增稠剂，如在柑桔饮料中添加低甲氧基果胶和钙，可以使饮料保持长期稳定的混浊；在固形物含量低的凝胶食品中加入果胶后可提高凝胶强度；在医药工业中，果胶是铅、汞和钴等金属中毒的良好解毒剂和预防剂等并可作为轻泻剂，代血浆、止血剂原料，并具有辅助治疗糖尿病，降低血糖胆固醇，及延长抗菌素的作用等生理功能；在纺织工业中可代替淀粉作润滑剂，而不需要其它辅助剂在电子工业中可作清洗剂；在石油钻探中可作油水乳化剂等。

3.8 薛荔果胶

目前为止，对薛荔以及薛荔果的研究并不是很多。范明松等人^[8]对薛荔地上除果实以外的部分进行了化学成分的研究，而关于薛荔果胶的提取及纯化的研究目前主要以梁瑞红、唐翠娥、颜文斌等人给出的资料较具有较高的参考价值。颜文斌^[13]主要是研究薛荔果胶的胶凝特性，采取的是普通的水提法提取和酸法提取，水法提取是一种简单但得率较低的方法；而唐翠娥等人^[9]则采用低温水提醇沉法从薜荔籽中提取果胶，对其浸提和分离工艺进行了实验，并分析研究了所得薜荔籽果胶的基本理化性质、流变性和抗氧化性。以果胶提取率为指标，通过单因素和回归设计试验优化出了低温水萃取法提取薜荔籽果胶(WEP)的最佳工艺条件，同时采用传统酸提法制备了薜荔籽果胶(AEP)。

4课题研究的目的与意义

4.1果胶的市场

由于果胶的应用广泛，目前果胶的市场价格被推高到了15万-20万（人民币）/吨的高价位，尽管价格高昂，但仍处于供不应求的状态之下，并且国内外对果胶的需求量仍在高速增长，这意味着果胶的价格将会长期居高不下。目前国内生产果胶的原料种类繁多，但只有柑橘果皮、甜菜、苹果渣等几种适合工业化、大规模的生产。其果胶的提取方法以酸碱法提取居多。但是，由于原料果胶含量的不同、以及目前现有的工艺设备的限制，果胶的提取得率、纯度、品质以及经济成本和时间成本都有待进一步完善。