化學(xué)畢業(yè)論文菠蘿蛋白酶提取荸薺果膠的研究(編輯修改稿)
2025-07-14 12:50 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 杯置于水浴鍋中（控制一定溫度）不斷攪拌，反應(yīng)一定時(shí)間后，立即將燒杯內(nèi)的溶液一并轉(zhuǎn)移到95℃的數(shù)顯恒溫水浴鍋中滅酶5min，趁熱離心取上層清液，將濾渣用煮沸的水沖洗2～3次并合并濾液（若濾液有顏色可加少量活性炭進(jìn)行吸附再過(guò)濾，濾液不純將其過(guò)濾為清液） 。向?yàn)V液中加入%的無(wú)水乙醇溶液（加入乙醇的量為濾液體積一倍多為好）并不斷攪拌，過(guò)一會(huì)就明顯可以觀察到加入無(wú)水乙醇后析出白色絮狀物，放置1小時(shí)后用布氏漏斗過(guò)濾，用75%的乙醇溶液洗滌沉淀2～3次，產(chǎn)品置于45～50℃的干燥箱中干燥、稱重、計(jì)算提取率，平行實(shí)驗(yàn)3～5次。 荸薺果膠中總半乳糖醛酸含量的測(cè)定 參考GB 255332022《食品添加劑果膠》中方法進(jìn)行荸薺果膠中總半乳糖醛酸含量的測(cè)定 [18]。 荸薺果膠提取率：粗提率=（粗果膠質(zhì)量/荸薺皮粉的質(zhì)量）*100%內(nèi)江師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）5 荸薺果膠的純度計(jì)算：總半乳糖醛酸百分含量 X（%）=（V 1+V2）**100%/m 24 結(jié)果與討論 單因素對(duì)荸薺果膠提取的影響 反應(yīng)時(shí)間對(duì)提取的影響控制提取溫度為55℃，緩沖溶液的 pH為6，料液比為1:22，%g/L的菠蘿蛋白酶6mL ；分別控制提取時(shí)間為1h、 ，測(cè)定荸薺果膠的提取率。結(jié)果表明（如圖1所示）：隨著反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng), 果膠的提取率逐漸增高 , 在提取時(shí)間為 時(shí)最好 , 但繼續(xù)隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng) , 果膠提取率反而降低，并且在 ～ 時(shí)果膠提取率趨于平緩，這可能是提取出的果膠隨著提取時(shí)間增長(zhǎng)被分解了, 從提取效率上來(lái)講：大量浪費(fèi)時(shí)間卻產(chǎn)量不佳，所以說(shuō)明浸提時(shí)間以 為最佳, 浸提時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短都會(huì)影響荸薺果膠提取率。 圖1 反應(yīng)時(shí)間對(duì)提取的影響 圖2 加酶量對(duì)提取的影響 Fig. 1 Effect of reaction time on Extraction Fig. 2 Effect of enzyme concentration on the extraction 酶用量對(duì)提取的影響控制提取溫度為55℃，緩沖溶液的 pH為6，料液比為1:22，分別用%g/L的菠蘿蛋白酶為2mL、4mL、6mL 、8mL 、10mL 反應(yīng)，測(cè)定荸薺果膠的提取率。結(jié)果表明（如圖2所示）：當(dāng)加入酶量低于 6mL 時(shí), 果膠提取率隨加入菠蘿蛋白酶用量的增加而逐漸上升；當(dāng)加酶量超過(guò) 6mL 時(shí), 隨加入菠蘿蛋白酶的量越多果膠提取率反而降低。故加酶量以6mL為佳。 溫度對(duì)提取的影響，緩沖溶液的pH為6，料液比為 1:22，%g/L的菠蘿蛋白酶6mL；分別控制提取溫度為40℃、45℃ 、50℃、55℃ 、60℃ 、65℃，測(cè)定荸薺果膠的提取率。結(jié)果表明（如圖3所示）：當(dāng)溫度低于 55℃ 時(shí) , 果膠提取率隨浸提溫度的升高而逐漸增高； 當(dāng)溫度超過(guò) 55℃ 時(shí), 隨浸提溫度的升高果膠提取率反而逐漸降低。這內(nèi)江師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）6可能是由于菠蘿蛋白酶有其反應(yīng)的最適溫度。溫度過(guò)低, 達(dá)不到最大活性, 溫度過(guò)高導(dǎo)致菠蘿蛋白酶酶變性失活, 使果膠提取率下降, 影響果膠產(chǎn)量 [1], 故浸提溫度以 55℃ 為佳，浸提溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響荸薺果膠提取率。 圖3 溫度對(duì)提取的影響 圖4 料液比對(duì)提取的影響 Fig. 3 Effect of temperature on Extraction Fig. 4 Effect of ratio of material to liquid on Extraction 料液比對(duì)提取的影響控制提取溫度為55℃，緩沖溶液的 pH為6，%g/L的菠蘿蛋白酶體積為6mL ，分別控制料液比為1:11:11:22 、1:25 、1:30，測(cè)定荸薺果膠的提取率。結(jié)果表明（如圖4所示）：在料液比不同的條件下 , 果膠的提取率也不相同。料液比由 1:12 增加到 1:22 時(shí), 果膠的提取率升高較慢；繼續(xù)再增加料液比，提取率升高幅度較大，直到料液比大于 1:25 時(shí),果膠的提取率隨料液比的增加而降低。故料液比為 1:25 時(shí)最佳。 pH值對(duì)提取的影響控制提取溫度為55℃，提取時(shí)間為 ，料液比為1:25 ，%g/L的菠蘿蛋白酶，分別用pH為8的緩沖溶液調(diào)節(jié)pH，測(cè)定不同酸度下荸薺果膠的提取率。結(jié)果表明（如圖5所示）：在不同的pH 值條件下, 果膠的提取率也不相同。在pH值小于 6 時(shí), 果膠的提取率隨pH值的升高而逐漸升高； 在pH值大于 6 時(shí), 果膠的提取率隨pH值的升高反而降低。所以菠蘿蛋白酶液酸度pH值為 6 較為合適。內(nèi)江師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）7圖5 pH值對(duì)提取的影響Fig. 5 Effect of pH value on Extraction 優(yōu)化與驗(yàn)證根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，分別對(duì)提取溫度、提取所需的酶體積量、pH 值、提取所需的料液比等因素對(duì)果膠提取率最大的3個(gè)組進(jìn)行Lg(3 4)正交試驗(yàn)來(lái)優(yōu)化提取荸薺皮中果膠的最佳工藝參數(shù)。并對(duì)正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（如下表所示） 。表 1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 水平 溫度（℃）/A 料液比/B 酶用量（mL）/C pH 值/D 1 50 1:18 4 6 2 55 1:22 6 7 3 60 1:25 8 8內(nèi)江師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）8表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果方差分析結(jié)果表明，第8組果膠提取率最高。結(jié)合極差分析可知B因素（料液比）的極差最大，D因素（pH值）的極差次之，因此料液比和pH 值為試驗(yàn)果膠提取率的重要因素，適當(dāng)增加浸提液的料液比和pH值，對(duì)荸薺皮果膠提取率影響較大。從節(jié)約能源和減少污染的角度綜合考慮，A2B1C2D3為試驗(yàn)條件的最佳組合，即在浸提溫度在55℃、浸提料液比為1:1%的菠蘿蛋白酶用量為6mL、浸提pH為8的條件下可得到果膠的最大產(chǎn)量（即A2B 1C2D3條件下提取工藝最佳） 。在此優(yōu)化的工藝條件下，其果膠的提取率% 。 產(chǎn)品檢測(cè)經(jīng)測(cè)定總半乳糖醛酸百分含量 X（% ）=% ，不符合國(guó)家 GB 255332022《食品添加劑 果膠》中純度（≥65%）和美國(guó)藥典 USP 32NF27 中果膠純度（≥74%）要求，純度有待進(jìn)一步提高。5 結(jié)論荸薺皮中含有比較豐富的果膠，利用荸薺皮提取果膠，既解決了荸薺帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，又為食品、醫(yī)藥品以及化妝品工業(yè)增加了新的果膠物質(zhì)來(lái)源。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)單因水平 溫度（℃）/A料
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