本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品深加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種柑橘皮中果膠和多酚的提取方法，尤其涉及一種基于亞臨界水技術(shù)從柑橘皮渣中同時提取制備果膠和多酚的方法。

背景技術(shù)：
柑橘皮渣是柑橘加工的重要副產(chǎn)品，約占柑橘果實的20%～45%。2014年我國柑橘總產(chǎn)量為3494.2萬噸，每年產(chǎn)生柑橘皮渣超過700萬噸，是一種量大面廣的可再生資源。目前，除了少量作為動物飼料及深加工外，大部分皮渣被當(dāng)作廢物進(jìn)行掩埋或焚燒處理，不僅造成資源的浪費(fèi)，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。果膠和多酚是柑橘皮渣中的重要功能性成分，其中，果膠物質(zhì)占柑橘果渣干重的10%～30%，在食品工業(yè)上作為凝膠劑、增稠劑等得到廣泛的應(yīng)用。多酚物質(zhì)具有抗腫瘤、降血糖、預(yù)防心血管疾病等功效，在食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。同時，果膠因其特殊理化特性和生物學(xué)活性，在保健食品和醫(yī)藥制品中有重要的應(yīng)用。采用酸提取結(jié)合乙醇或無機(jī)鹽析出果膠是目前工業(yè)化生產(chǎn)柑橘果膠所采用的主要方法，操作簡單，對設(shè)備要求低，但其卻使酸提過程中產(chǎn)生大量的酸廢水，容易造成環(huán)境的污染。亞臨界水萃取技術(shù)是指將水加熱至沸點100℃以上，臨界點347℃以下，并控制系統(tǒng)壓力使水保持為液態(tài)，但水的極性隨溫度的變化而變化，這種水稱為亞臨界水，以亞臨界水為溶劑進(jìn)行提取的過程即亞臨界水萃取過程。因其具有無有機(jī)溶劑殘留和環(huán)境友好，且具有高效、省時和成本低的優(yōu)點，近年來亞臨界萃取技術(shù)在植物多糖、脂類、精油、生物堿以及其它活性成分方法得以應(yīng)用。但是，目前尚未存在利用亞臨界水萃取技術(shù)從柑橘皮渣中萃取果膠和多酚的報道。在現(xiàn)有技術(shù)中，對柑橘皮中的果膠和多酚的提取制備均有一些報道，例如：公開號為CN102757515A的中國專利文獻(xiàn)“一種從柑橘果皮中提取高純度類黃酮和果膠的方法”，公開號為CN102229680A的中國專利文獻(xiàn)“自橘皮中聯(lián)產(chǎn)精油、色素、果膠、黃酮的方法”，公開號為CN103263514A的中國專利文獻(xiàn)“一種柑橘皮黃酮、低分子果膠和纖維素的聯(lián)合提取方法”。但是，這些方法均是采用分步提取，工藝較復(fù)雜，并且在制備果膠時，均需外源添加無機(jī)酸溶出果膠，因此產(chǎn)生大量的廢水，易造成環(huán)境污染問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可同時提取柑橘果膠和多酚、提取時間短、提取效率高、能保持果膠凝膠特性以及多酚活性物質(zhì)、最大限度地提高柑橘果膠和多酚得率、且對環(huán)境友好的柑橘皮中果膠和多酚的提取方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種柑橘皮中果膠和多酚的提取方法，所述提取方法是以亞臨界水為萃取溶劑，對柑橘皮進(jìn)行萃取，萃取后離心，將所得上清液進(jìn)行超濾分離，得到濃縮液和濾液，濃縮液經(jīng)醇沉，得到柑橘果膠，濾液經(jīng)吸附洗脫，得到柑橘多酚。上述的柑橘皮中果膠和多酚的提取方法中，優(yōu)選的，所述提取方法包括以下步驟：（1）粉碎：將柑橘皮進(jìn)行粉碎，得到柑橘皮顆粒；（2）亞臨界水萃?。阂詠喤R界水為萃取溶劑，對步驟（1）所得柑橘皮顆粒進(jìn)行萃取，萃取壓力控制在5MPa～10MPa，萃取溫度控制在100℃～180℃，萃取后冷卻；（3）離心：將步驟（2）冷卻后所得渣液進(jìn)行離心，收集上清液；（4）超濾分離：采用超濾膜對步驟（3）所得上清液進(jìn)行超濾分離濃縮，超濾的壓力控制在0.1MPa～0.3MPa，分別收集濃縮液和濾液，濃縮液用于制備果膠，濾液用于制備多酚；（5）柑橘果膠的制備-醇沉：向步驟（4）所得濃縮液中加醇并攪拌，靜止沉淀后，過濾收集沉淀物，經(jīng)干燥后，得到柑橘果膠；（6）柑橘多酚的制備-吸附洗脫：將步驟（4）所得濾液送至裝有樹脂的層析柱進(jìn)行吸附，吸附結(jié)束后，先用水洗脫，然后用乙醇洗脫，收集乙醇洗脫液，經(jīng)濃縮和干燥后，得到柑橘多酚。上述的柑橘皮中果膠和多酚的提取方法中，優(yōu)選的，所述步驟（2）中的亞臨界水與所述步驟（1）中的柑橘皮干基的用量之比為5mL～25mL∶1g。上述的柑橘皮中果膠和多酚的提取方法中，優(yōu)選的，所述步驟（2）中，所述萃取為動態(tài)萃取，萃取時的攪拌轉(zhuǎn)速控制在30rpm～300rpm，萃取時間為3min～15min；所述亞臨界水萃取過程是在密閉容器中、氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。上述的柑橘皮中果膠和多酚的提取方法中，優(yōu)選的，所述步驟（4）中，所述超濾膜為內(nèi)壓式中空纖維超濾膜，所述超濾膜的分子截留量為3000u～20000u。上述的柑橘皮中果膠和多酚的提取方法中，優(yōu)選的，所述步驟（5）中，所述醇為乙醇，所述濃縮液加乙醇所得混合液中乙醇終體積濃度為80%～95%；所述靜止沉淀的溫度為4℃～6℃，所述靜止沉淀的時間為24h～30h；所述干燥為真空干燥，所述干燥的溫度為40℃～65℃。上述的柑橘皮中果膠和多酚的提取方法中，優(yōu)選的，所述步驟（6）中，所述樹脂為吸附樹脂，所述吸附樹脂為AB-8弱極性吸附樹脂或D101大孔吸附樹脂；所述樹脂的質(zhì)量為所述濾液質(zhì)量的0.6%～1.2%；所述用水洗脫是采用3～8倍柱床體積的去離子水洗脫；所述用乙醇洗脫是采用5～8倍柱床體積的乙醇進(jìn)行洗脫；所述濃縮為40℃～60℃蒸餾濃縮，所述干燥為冷凍干燥。上述的柑橘皮中果膠和多酚的提取方法中，優(yōu)選的，所述步驟（3）中，所述離心是在常溫下進(jìn)行，所述離心的速度為4000×g～6000×g，所述離心的時間為10min～15min。上述的柑橘皮中果膠和多酚的提取方法中，優(yōu)選的，所述步驟（5）中，得到柑橘果膠后，回收醇并循環(huán)使用；所述步驟（6）中，得到柑橘多酚后，回收乙醇并循環(huán)使用。上述的柑橘皮中果膠和多酚的提取方法中，優(yōu)選的，所述步驟（1）中，所述柑橘皮為濕柑橘皮或干燥后的柑橘皮；所述柑橘皮為濕柑橘皮時，粉碎后的柑橘皮顆粒粒徑為0.5mm～2mm；所述柑橘皮為干燥后的柑橘皮時，粉碎后的柑橘皮顆粒粒徑為0.03mm～0.3mm。本發(fā)明的提取方法中，在粉碎前，可以先進(jìn)行原料預(yù)處理，即選取新鮮或干燥好的柑橘皮渣，除去雜質(zhì)，備用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：（1）本發(fā)明的提取方法將提取和分離偶聯(lián)起來，采用亞臨界萃取技術(shù)從柑橘皮（柑橘皮渣）中同時提取果膠和多酚物質(zhì)，結(jié)合膜過濾技術(shù)，同時制備柑橘果膠和多酚兩大類物質(zhì)。該方法所需時間短，提取效率高，能夠保持柑橘果膠的凝膠特性以及多酚活性物質(zhì)，并且可最大限度地提高柑橘果膠和多酚的提取得率，工藝過程簡單，易于降低工業(yè)化生產(chǎn)成本。（2）本發(fā)明的提取方法簡單易行，摒棄掉傳統(tǒng)冗繁、污染環(huán)境的柑橘果膠制備工藝，優(yōu)化生產(chǎn)條件，亞臨界水提取以水為提取溶劑，在果膠和多酚（如黃酮）的制備過程中不使用酸，在提高生產(chǎn)效率的同時大大節(jié)約成本，并且極大降低了對環(huán)境的污染，具有良好的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。（3）本發(fā)明的提取方法操作簡單，物料無需干燥處理，直接將物料和水置于萃取釜中，在一定溫度和壓力條件下萃取一定時間后，冷卻即得柑橘果膠和多酚的提取液。附圖說明圖1為本發(fā)明實施例中提取方法的工藝流程圖。圖2為本發(fā)明實施例1中所得橙皮果膠的分子量分布圖。圖3為18種橙皮多酚標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在283nm處的UPLC圖。圖4為18種橙皮多酚標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在330nm處的UPLC圖。圖5為本發(fā)明實施例1中所得橙皮多酚（16種多酚）在283nm的UPLC圖。圖6為本發(fā)明實施例1中所得橙皮多酚（16種多酚）在330nm的UPLC圖。圖7為本發(fā)明實施例1中橙皮果膠和酸提商品果膠的在不同鈣離子濃度條件下的凝膠彈性。圖3至圖6中各數(shù)字標(biāo)識含義如下：1.沒食子酸(Gallicacid)；2.原兒茶酸(Protocatechuicacid)；3.新綠原酸(Neochlorogenicacid)；4.香草酸(Vanillicacid)；5.咖啡酸(Caffeicacid)；6、p-香豆酸(Coumaricacid)；7.阿魏酸(Ferulicacid)；8.蘆丁(Rutin)；9.圣草次苷(Eriocitrin)；10.蕓香柚皮苷(Narirutin)；11.野漆樹苷(Rhoifolin)；12.橙皮苷(Hesperidin)；13.肉桂酸(Cinnamicacid)；14.香蜂草甙(Didymin)；15.山奈酚(Kaempferol)；16：甜橙黃酮(Sinensetin)；17.川陳皮素(Nobiletin)；18.橘皮素(Tangeretin)。具體實施方式以下結(jié)合說明書附圖和具體優(yōu)選的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。以下實施例中所采用的材料和儀器均為市售。實施例1：一種柑橘皮中果膠和多酚的提取方法，工藝流程如圖1所示，包括以下步驟：（1）粉碎：取新鮮橙皮500g，其濕基含水量為82%，粉碎成粒徑為0.5mm～2mm的顆粒。（2）亞臨界水萃?。簩⒉襟E（1）所得的橙皮顆粒置于不銹鋼提取釜中，加入1L的蒸餾水，充入氮?dú)?，放?min，以亞臨界水為提取溶劑對橙皮顆粒進(jìn)行動態(tài)亞臨界提取，提取時間為10min，不銹鋼提取釜的亞臨界壓力為8MPa，溫度為130℃，攪拌速度為100rpm，萃取后冷卻。（3）離心：將步驟（2）中冷卻后的渣液在常溫下以4000×g的條件離心10min，收集上清液。（4）超濾分離：用分子截留量為10000u的內(nèi)壓式中空纖維超濾膜對步驟（3）中的上清液進(jìn)行超濾分離濃縮，維持超濾壓力在0.15～0.18MPa，分別收集濃縮液和濾液，濃縮液用于進(jìn)一步制備果膠，濾液用于制備多酚。（5）柑橘果膠的制備：向步驟（4）所得濃縮液中徐徐加入乙醇并輕輕攪拌，使混合液的乙醇終體積濃度為80%，于4℃靜止沉淀24h，抽濾收集沉淀物；于50℃、壓力為13.3kPa進(jìn)行真空干燥48h，即得柑橘果膠21.5g，其分子量分布圖如圖2所示，從圖2可以看出，亞臨界提取的果膠分子量分布較寬，由兩個響應(yīng)較高的與兩個響應(yīng)較低的色譜峰組成，其中響應(yīng)較高的色譜峰出峰時間短，分子量大，而響應(yīng)較低的色譜峰出峰時間相對長，分子量小。（6）柑橘多酚的制備：將步驟（4）所得濾液流過裝有大孔吸附樹脂的吸附柱層析，吸附樹脂具體為AB-8弱極性吸附樹脂，樹脂與濾液的質(zhì)量比為1∶100，吸附結(jié)束后，用5倍柱床體積的去離子水洗脫，后用5倍柱床體積的乙醇進(jìn)行洗脫，收集乙醇洗脫液在45℃蒸餾濃縮，冷凍干燥30h，得到多酚產(chǎn)品5.6g，其超高效液相色譜圖如圖5和圖6所示，對照多酚標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖（見圖3和圖4），橙皮中共檢出16種橙皮多酚，包括7種酚酸，9種黃酮類物質(zhì)，而未檢出肉桂酸和山奈酚，經(jīng)計算，其中橙皮中含量最高的為橙皮苷，其次為蕓香柚皮苷，還檢出多種多甲氧基黃酮。上述步驟（5）和步驟（6）中，得到柑橘果膠和多酚后，乙醇均回收，循環(huán)使用。圖7為本實施例中橙皮果膠和酸提商品果膠在不同鈣離子濃度條件下的凝膠彈性。由圖7可以看出，在鈣離子濃度為35mg/g時，亞臨界提取果膠凝膠的彈性值最大，在鈣離子濃度為55mg/g時，酸提商品果膠凝膠的彈性值最大。亞臨界提取果膠形成凝膠所需的鈣離子范圍比酸提商品果膠寬，這可能是由于酸提商品果膠的甲氧基基團(tuán)很難進(jìn)入凝膠結(jié)合區(qū)。隨著鈣離子濃度的上升，形成“蛋盒”模式結(jié)合區(qū)的數(shù)量增多，有助于構(gòu)成緊密的凝膠空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，彈性變強(qiáng)，在達(dá)到最佳鈣離子濃度后，若再繼續(xù)增加，凝膠會出現(xiàn)質(zhì)地變脆、出水等現(xiàn)象，形成預(yù)凝膠，質(zhì)構(gòu)性能下降。實施例2：一種柑橘皮中果膠和多酚的提取方法，工藝流程如圖1所示，包括以下步驟：（1）粉碎：取經(jīng)105℃烘干的臍橙皮100g，粉碎成粒徑為0.03mm～0.3mm的顆粒，得到橙皮粉末。（2）亞臨界水萃取：將步驟（1）所得的橙皮粉末置于不銹鋼提取釜中，加入1.2L的蒸餾水，充入氮?dú)?，放?min，以亞臨界水為提取溶劑對橙皮粉末進(jìn)行動態(tài)亞臨界提取，提取時間為8min，不銹鋼提取釜的亞臨界壓力為9MPa，溫度為150℃，攪拌速度為150rpm，萃取后冷卻。（3）離心：將步驟（2）中冷卻后的渣液在常溫下以5000×g的條件離心15min，收集上清液。（4）超濾分離：用分子截留量為5000u的內(nèi)壓式中空纖維超濾膜對步驟（3）所得上清液進(jìn)行超濾分離濃縮，維持超濾壓力在0.20～0.25MPa，分別收集濃縮液和濾液，濃縮液用于進(jìn)一步制備果膠，濾液用于制備多酚。（5）柑橘果膠的制備：向步驟（4）所得濃縮液中徐徐加入乙醇并輕輕攪拌，使混合液的乙醇終體積濃度為80%，于4℃靜止沉淀24h，抽濾收集沉淀物；于50℃進(jìn)行真空干燥，即得柑橘果膠24.5g。乙醇回收，循環(huán)使用。（6）柑橘多酚的制備：將步驟（4）所得濾液流過裝有大孔吸附樹脂的吸附柱層析，所用樹脂為AB-8弱極性吸附樹脂，樹脂與濾液的質(zhì)量比為1∶100，吸附結(jié)束后，用8倍柱床體積的去離子水洗脫，后用6倍柱床體積的乙醇進(jìn)行洗脫，收集乙醇洗脫液在45℃蒸餾濃縮冷凍干燥30h，得到多酚產(chǎn)品6.8g。乙醇回收，循環(huán)使用。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實施例。凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)該指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下的改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。