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1、Food and Fermentation Science&Food and Fermentation Science&TechnologyTechnology收稿日期：2023-02-10基金项目：国家自然科学基金（22367013）作者简介：姚磊（1999-），男，硕士。研究方向：植物多糖研究。*通信作者：胡浩斌（1968-），男，博士，教授。研究方向：植物多糖研究。引用格式：姚磊，胡浩斌，李永才，等.复合酶协同超声技术优化苹果果胶提取工艺及其性能研究 J.食品与发酵科技，2023，59（5）：1-927.复合酶协同超声技术优化苹果果胶提取工艺及其性能研究姚磊1，胡浩斌1，2*，李永才1，

2、王玉峰2，程振玉2（1.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃兰州 730070；2.陇东学院化学化工学院，甘肃庆阳 745000）摘要：我国果胶资源丰富，但加工利用率低，为开发优质果胶并提高其提取利用效率，本研究在单因素实验的基础上，利用Box-Behnken中心组合设计原理对复合酶与超声技术协同提取果胶工艺进行响应面分析优化。对提取产物的功能性质进行初步分析测定，并与传统方法提取的果胶做比较。结果表明，果胶提取最佳工艺条件为复合酶添加量6%、料液比1 25g/mL、酶解温度40、酶解pH 4.2、酶解时间3h、超声功率300W、超声时间32min，果胶提取率12.50%；该法相比酸法、超声法

3、、传统酶法提取率分别提高了41.56%、32.84%、23.03%。果胶酯化度88.51%，半乳糖醛酸含量78.28%，持水力与持油力分别为6.21g/g、2.3g/g，红外光谱法表明其具有果胶多糖的结构。在一定浓度下对DPPH 与ABTS 清除率分别达到71.37%、68.33%，发现果胶抗氧化活性与半乳糖醛酸含量有关，且抗氧化活性随质量浓度增加而升高。该研究为苹果果胶的进一步开发利用、拉长其产业链提供理论依据。关键词：果胶；响应面法；酯化度；抗氧化活性；红外光谱中图分类号：TS255.1文献标识码：A文章编号：1674-506X（2023）05-0001-0010Optimization

4、of Apple Pectin Extraction Process and Its PerformanceUsing Composite Enzyme Collaborative Ultrasound TechnologyYAO Lei1，HU Haobin1，2*，LI Yongcai1，WANG Yufeng2，CHENG Zhenyu2（1.College of Food Science and Engineering，Gansu Agricultural University，Lanzhou Gansu 730070，China；2.College of Chemistry and

5、Chemical Engineering，Longdong University，Qinyang Gansu 745000，China）Abstract：China is rich in pectin resources，but the processing utilization rate is low，in order to develop high-quality pectin and improve its extraction and utilization efficiency.In this study，on the basis of single-factorexperimen

6、ts，Based on the principle of Box-Behnken central composite design，the extraction process of pectinby complex enzyme and ultrasonic technology was optimized by response surface analysis.The functional properties ofthe extracted products were preliminarily analyzed and compared with pectin extracted b

7、y conventional methods.The results showed that the optimal process conditions for pectin extraction were 6%compound enzyme addition，1 25 g/mL material-liquid ratio，enzymatic hydrolysis temperature of 40 ，enzymatic hydrolysis pH 4.2，enzymatic hydrolysis time of 3 h，ultrasonic power of 300 W，ultrasoni

8、c time of 32 min，and pectin extractionrate of 12.50%.Compared with extraction rates of specific acid method，ultrasonic method and traditionalenzymatic method，this method increased by 41.56%，32.84%and 23.03%，respectively.The esterificationdegree of pectin was 88.51%，the content of galacturonic acid w

9、as 78.28%，the water holding capacity and oilholding capacity were 6.21 g/g and 2.3 g/g，respectively.Infrared spectroscopy showed that it had the structure of姚磊等：复合酶协同超声技术优化苹果果胶提取工艺及其性能研究2023年第5期pectin polysaccharides.At a certain concentration，the clearance rates of DPPH and ABTS reached71.37%and 68

10、.33%，and their antioxidant activity increased with the increase of mass and concentration，theantioxidant activity was related to the content of galacturonic acid.This study provides a theoretical basis for thefurther development and utilization of apple pectin and lengthening its industrial chain.Ke

11、ywords：pectin；response surface method；esterification degree；antioxidant activity；infrared spectrumdoi：10.3969/j.issn.1674-506X.2023.05-001果胶是植物细胞壁中含量最丰富的多糖，通过-1,4糖苷键将半乳糖醛酸与中性糖连接并聚合而成，由于其胶凝、增稠、稳定和流变特性，果胶已广泛应用于化妆品、制药和食品行业1。此外，世界粮农组织和卫生组织确认果胶是一种天然、营养和健康的食品成分。果胶具有许多重要功能，如降低血糖、预防结肠癌和促进肠道有益菌的生长等2。所有陆生植物都含

12、有果胶，而商用果胶仅有少数来源，主要是甜菜类水果、柑橘和苹果等3-5。此类作物的歉收会影响果胶的供应，所以提高果胶的提取率也是缓解化妆品、制药和食品行业对果胶日益增长的方法之一6。在苹果皮内的有效成分中，目前一些抗氧化成分研究得较多，比如黄酮类、多酚类以及生物活性成分，这类成分的提取利用早在20世纪初期就开始研究7。伴随着技术的革新，果胶提取也从最开始的酸水解法，发展到现在的盐析法、超声法、单一酶法等8-10。随着果胶商业化的逐步增加，这些方法都为果胶的工业化利用开辟出新的道路。为了进一步研究开发和应用苹果果胶资源，高效的提取方法就显得十分重要。近年来，已有较多关于苹果果胶的提取、营养成分、产

13、品开发研究方面的报道11，但关于提取工艺方面的研究却鲜少报道。酶具有高效破坏细胞壁且能温和作用并保持产物活性等特点12，大多数植物的初级植物细胞壁由多种多糖（纤维素、木葡聚糖、果胶等）和蛋白质组成，形成纠缠网络，在果胶提取方面可以通过降解纤维素、木葡聚糖和蛋白质网络来分离果胶多糖13，有研究发现在不同的单一酶中纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶的提取效果相对较优良14，故选择纤维素酶、木聚糖酶和酸性蛋白酶进行复配。超声能够在溶液中产生空化效应、剧烈震荡、剪切等分散效应使得细胞壁组织破坏，具有高效，快速等特点，并且超声能够改变果胶产物的部分结构15-16。酶与超声技术相结合可更加高效地对果胶进行提取。针

14、对不同原料采用适宜的提取条件，可提高提取效率，减少提取过程中不利影响。本实验采用复合酶协同超声技术对苹果果胶进行提取。采用单因素实验确定酶的种类及最适配比，再利用响应面法中Box-Behnken中心组合设计对提取苹果果胶的工艺参数进行优化17。并使用物化方法对该研究与其他不同方法提取的果胶进行理化性能研究。1材料与方法1.1材料与试剂苹果皮由甘肃省庆阳市正宁县金牛实业有限公司提供；半乳糖醛酸、纤维素酶（50 U/mg）、木聚糖酶（10 000 U/mg）、酸性蛋白酶（50 000 U/g），上海麦克林生化科技有限公司；1,1-二苯基-苦肼基、2,2-联氮基-双-（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）

15、二铵盐、维生素C（VC），北京索莱宝科技有限公司；实验用水均为蒸馏水。1.2仪器与设备DHG型电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；GA92-II型超声波细胞粉碎机，无锡市上佳生物科技有限公司；THZ-82型台式恒温振荡器，江苏太仓医疗器械厂制造；FZ102微型植物试样粉碎机，北京中兴伟业仪器有限公司；PHS-3C酸度计，上海仪电科学仪器股份有限公司；7230G可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；FTIR-8400S型傅里叶变换红外分光光度计，日本岛津（SHIMADZU）公司。1.3实验方法1.3.1原料预处理将分离出的苹果果皮用45蒸馏水清洗3次，50 恒温干燥，再粉碎过100目筛

16、得到粉，保存于4冰箱，备用。1.3.2不同提取方法1.3.2.1复合酶协同超声法提取称取2.0 g经预处理的果皮粉，添加至50 mL体系pH 7.0缓冲液中，随后按6%质量分数添加预先配比好的复合酶（纤维素酶 木聚糖酶 酸性蛋白酶2第59卷（总第237期）姚磊等：复合酶协同超声技术优化苹果果胶提取工艺及其性能研究质量比为8 8 7），置于恒温摇床中调节温度至预设值，摇床转速180r/min，酶解反应一定时间，取出后冰水浴灭活20min，300W超声提取10min，4500r/min离心10min收取得到上清液，三倍体积无水乙醇室温下沉淀3h，4500r/min离心10min，并用无水乙醇反复洗

17、涤沉淀3次，真空干燥至恒重，得到果胶并按公式（1）计算提取率。X/%mM100（1）式中：m提取的果胶质量，g；M加入的果皮粉质量，g。1.3.2.2常规方法提取分别采用超声法、单一酶法、酸法按如下工艺条件进行提取，将提取得到的产物与“1.3.2.1”提取的产物进行对比分析，提取方法如下：超声法：180W、45min、40、料液比1 25g/mL、pH 2.0；单一酶法：8%质量分数的纤维素酶、pH 4.0、料液比1 20 g/mL、45 恒温摇床3 h；酸法：料液比1 20g/mL、pH 1.5、90水浴搅拌3h。按照“1.3.2.1”中的分离、沉淀、洗涤、干燥步骤分别得到不同方法提取的果胶

18、，并与“1.3.2.1”得到的果胶进行对比。1.3.3果胶提取的单因素实验称取经预处理的果皮渣粉末2.0g，以复合酶添加量6%、料液比1 25g/mL，酶解温度40为常量，相对固定酶解pH 7.0、酶解时间1h、超声功率300W、超声时间 10 min，以酶解 pH 值（3.0、4.0、5.0、6.0、7.0）、酶解时间（1、2、3、4、5h）、超声功率（100、200、300、400、500W）、超声时间（10、20、30、40、50min）4个条件为单因素变量，按照“1.3.2.1”提取、测定并计算果胶提取率。以上每个实验均重复3次。1.3.4响应面法优化实验设计在单因素实验结果基础上，采

19、用响应面法建立数学模型优化提取工艺，分别用A、B、C、D表示酶解 pH、酶解时间、超声功率和超声时间。利用Box-Behnken实验设计原理，进行四因素三水平的实验设计，实验因素及水平设计见表1。1.3.5果胶鉴别按照GB 255332010的方法，对提取到的果胶进行鉴别18。1.3.6红外光谱（IR）分析将1 mg干燥的果胶样品与100 mg预先干燥好的溴化钾置于玛瑙研钵中，混匀并研细，利用压片器将其制成厚度适宜的薄片，迅速在4004 000 cm-1的区间进行红外光谱扫描，观察谱峰情况。1.3.7性能检测1.3.7.1持水力测定称取果胶样品1.0 g（m1）加入30 mL蒸馏水，室温静置1

20、 h，4 500 r/min离心10 min，去上清液，称重（m2），按照公式（2）计算持水力：持水力/（g/g）m2-m1m1（2）1.3.7.2持油力测定称取果胶样品1.0 g（m3）加入30 mL食用油，室温静置2 h，4 500 r/min离心20 min，去上清液，称重（m4），按照公式（3）计算持油力：持油力/（g/g）m4-m3m3（3）1.3.7.3酯化度测定酯化度测定参考任秋慧等19的方法。1.3.7.4半乳糖醛酸含量的测定半乳糖醛酸含量测定采用“苯酚-硫酸法”，参考GARNA等20的方法。1.3.7.5DPPH 清除活性测定取 2 mL 新鲜配制好的 DPPH 工作液，分别

21、与1mL不同浓度（0.24.0mg/mL）经提取液浸提后的果胶样品上清液涡旋混匀，并在室温避光条件下反应30 min。以不同浓度VC溶液代替样品溶液作为阳性对照，提取液代替样品溶液作为空白组，无水乙醇代替DPPH工作液作为对照组。调节波长至515nm，提取液调零。分别记录各组吸光度并按公式（4）计算DPPH 清除率：DPPH 清除率/%1-A1-A2A0100（4）式中：A0提取液加DPPH工作液（空白组）；A1待测样品加DPPH工作液（实验组）；A2待测样品加无水乙醇（对照组）。1.3.7.6ABTS 清除活性测定取新鲜配制的ABTS工作液1 mL（30 min内使用），分别与不同浓度（0.

22、24.0 mg/mL）提取液浸提表1Box-Behnken实验编码表Tab.1Box-Behnken experimental coding table水平101A酶解pH3.04.05.0B酶解时间/h234C超声功率/W200300400D超声时间/min20304032023年第5期后的果胶样品上清液涡旋混匀，室温避光条件下静置 6 min。以不同浓度 VC溶液代替样品溶液作为阳性对照，提取液代替样品溶液作为空白组，缓冲液代替ABTS工作液作为对照组。调节波长至405nm，提取液调零。分别记录各吸光度并按公式（5）计算ABTS 清除率：ABTS 清除率/%1-A1-A2A0100（5）式

23、中：A0提取液加ABTS工作液（空白组）；A1待测样品加ABTS工作液（实验组）；A2待测样品加缓冲液（对照组）。1.4数据处理利用Excel 2010、SPSS 26.0进行数据归纳处理及其显著性和单因素方差（ANOVA）检验。用Origin 2021处理并绘图。2结果与分析2.1单因素实验结果2.1.1酶解pH对果胶提取率的影响如图1所示，随着酶解pH的增加，提取率先增加后降低，酶解pH值为4.0时果胶提取率最高，达到10.98%。酶解pH过低会导致糖苷键断裂，并且也会影响超声时细胞壁结构的分解；酶解pH过高会使酶促反应速率降低，使得细胞壁不能充分破裂，果胶多糖无法充分溶出21。故确定酶解

24、pH为4.0较适宜。图1不同酶解pH对苹果果胶提取率的影响Fig.1Effect of different enzymatic digestion pHon apple pectin extraction rate3456710.010.210.410.610.811.0果胶提取率/%酶解pHbbbca2.1.2酶解时间对果胶提取率的影响如图2所示，随着酶解时间的增加果胶提取率也随之提升，在酶解时间延长至3h时，果胶提取率最高，达到11.94%。随着时间继续延长，提取率下降，这可能是由于进入提取液的杂质以及酶的水解产物大量增加后与果胶分子竞争的结果22。因此确定酶解时间为3h较适宜。2.1.3

25、超声功率对果胶提取率的影响超声“空化效应”可以产生高达数百个大气压的局部瞬间压力，形成冲击波，使固体表面及液体介质受到极大冲击力，从而破碎植物细胞壁，使得果胶溶出。超声功率对果胶提取率的影响如图3所示。图3不同超声功率对苹果果胶提取率的影响Fig.3Effect of different ultrasound poweron the extraction rate of apple pectinbbcaa1002003004005008.78.88.99.09.19.2果胶提取率/%超声功率/W如图3所示，超声功率增加，果胶提取率随之增加，当超声功率达到300W时提取率最高为9.20%。超声功

26、率继续增加提取率反而下降。这是因为超声功率较低时产生的冲击未将细胞壁完全破坏，果胶不能充分溶出。当超声功率过大时会引起细胞及溶液升温过高，对目标成分造成破坏；且一般来图2不同酶解时间对苹果果胶提取率的影响Fig.2Effect of different enzymatic digestion timeon the extraction rate of apple pectinabccd12345酶解时间/h8.08.59.09.5果胶提取率/%10.010.511.011.512.012.54第59卷（总第237期）姚磊等：复合酶协同超声技术优化苹果果胶提取工艺及其性能研究说，超声效应随着强度

27、的增加而增加，但强度不会无限增加；超声效应在声源及附近产生大量空化气泡，以抑制能量传递进入反应介质的效率23。因此确定超声功率为300W较适宜。2.1.4超声时间对果胶提取率的影响如图4所示，在超声“空化效应”下随着超声时间增加果胶提取率随之增高，在持续超声30min时，果胶提取率最高为12.24%。在超声时间继续增加的情况下果胶提取率开始下降。这是因为超声时间较短时，超声对细胞壁的破坏不够彻底，果胶的溶出较少；当超声时间过长时，超声时产生的高温以及长时间的超声处理可能会使目标产物糖苷键断裂24，从而对果胶提取率造成影响，降低目标产物的获取率。故确定超声时间为30min较适宜。图4不同超声时间

28、对苹果果胶提取率的影响Fig.4Effect of different ultrasound timeon apple pectin extraction rateebacd1020304050超声时间/min10.010.511.011.512.012.5果胶提取率/%2.2果胶提取响应面优化结果与分析2.2.1实验结果及方差分析选择酶解pH（A）、酶解时间（B）、超声功率（C）、超声时间（D）作为自变量，果胶提取率（R）作为响应值，根据Box-Behnken中心组合实验原理，进行四因素三水平实验设计优化复合酶协同超声技术提取果胶的最佳条件，方案设计与结果见表2，模型方差分析结果及回归方程系

29、数显著性检验见表3。通过Design-Expert V8.0.6 软件对表2 中测得的实验结果进行多项式拟合，得到以提取率（R）为响应值的二次多项回归方程如下：R12.410.21A0.13B0.25C0.50D0.12AB0.095AC0.085AD1.16BC0.46BD0.16CD0.58A21.26B21.89C21.88D2进一步对表3中模型及回归系数进行显著性分析。结果表明该回归模型P0.000 1，表明该模型极显著，其失拟项P0.197 8，不显著。说明实验设计可靠，可对二次回归方程相应值进行预测，并且该模型的决定系数以及校正决定系数分别为R20.998 1，R2Adj0.996

30、 2；说明该模型的拟合程度非常良好误差较小，能解释响应值的变化，并且表明预测值与实测值之间具有高度相关性。变异系数为0.99%，说明置信度高，因此可以利用该回归方表2Box-Behnken实验设计及结果Tab.2Box-Behnken experimental design and results实验编号1234567891011121314151617181920212223242526272829A酶解pH4.03.03.05.04.04.04.04.04.03.03.05.03.05.04.04.05.04.04.05.04.05.04.04.04.04.04.04.03.0B 酶解时间

31、/h32332333343233444233233234343C 超声功率/W300300300300400400400300300300300300400300200300300300300400200200200300300400200300200D 超声时间/min3030204030402030303040303020304030403030303040203030202030R 果胶提取率/%12.4210.319.3310.7110.609.628.3112.3712.4410.4510.0810.469.859.6210.219.4711.0910.1112.4810.427.8

32、19.818.688.1112.338.388.019.319.6252023年第5期程对果胶提取率进行预测与分析。由表3可知，FA、FB、FC、FD分别为71.23、26.62、107.90、417.53，各因素对果胶提取率的影响顺序为DCAB，即超声时间超声功率酶解pH酶解时间；且四个因素对果胶提取率的影响都非简单的线性关系，一次项A、B、C、D、二次项A2、B2、C2、D2和交互项 BC、BD、CD 都属于影响极显著因素（P0.01）；交互项AB、AC为影响显著因素（P0.05）；交互项AD为影响不显著因素（P0.05）。2.2.2响应面分析响应面3D曲面图与等高线如图5所示，根据Des

33、ign-Expert软件预测的回归模型分析得出果胶提取的最佳条件为酶解pH 4.19、酶解时间3h、超声功率307.79 W、超声时间31.40 min，此条件下果胶提取率为12.47%。为检验该条件可靠性，进行验证实验并将条件修正为酶解pH 4.2、酶解时间3h、超声功率300W、超声时间32min，该条件下果胶提取率为12.50%，三次平行实验得到最终结果分别为12.44%、12.55%、12.51%，与预测值相对误差较小，说明该模型的拟合性较好，数据具有一定的参考价值。2.3果胶鉴别按照GB 255332010鉴别方法，4种样品溶液经加热冷却后均形成了黏稠状液体，加入 NaOH静置15m

34、in后，均形成了半透明凝胶。加入等量HCl溶液后，均得到无色凝胶，再经煮沸时生成絮状沉淀。以上现象表明，四种方法得到的样品均为果胶产品。2.4红外光谱分析不同方法提取得到的果胶红外光谱如图6所示。4种果胶样品在大约3 700 cm-1和3 100 cm-1均出现宽吸收峰，来源于果胶分子内或分子间羟基伸缩振动25。在2941cm-1处观察到较宽的吸收峰，这来源于糖类次甲基伸缩振动。果胶作为一种多羧基多糖，不同于中性多糖，在1756cm-1和1644cm-1波长附近存在两个吸收峰，它们分别与酯基和羧基的伸缩振动与不对称伸缩振动有关。1 200 cm-1至800cm-1波长之间的吸收峰被认为是果胶中

35、半乳糖醛酸特有的“指纹”区域26。920 cm-1和810 cm-1附近的小型吸收峰说明果胶同时具有-和-糖苷键27。2.5理化性质分析由表4可知，复合酶协同超声法提取果胶提取率高于3种传统提取方法。该法比酸法、超声法、传统酶法提取率分别提高了41.56%、32.84%、23.03%。4种方法得到的均为高脂果胶（DE50%），半乳糖醛酸含量也较为可观。持水力与持油力也从侧面反映果胶吸附力可能与提取方法有关，有酶参与提取的果胶效果更佳，推测可能是因为酶处理破坏了果胶侧链某些分子键，使得化学结构中羧基、羟基、氨基等侧链增加，从而更易与油脂结合28。2.6DPPH 清除能力由图7可知，果胶的抗氧化活

36、性以计量依赖的方式增长，这与前人研究结果一致29。果胶浓度范围为0.24.0 mg/mL，酸法提取果胶溶液的抗氧化性能显著低于其他3种果胶溶液（P0.05）。在浓度为0.51.0 mg/mL与在浓度为4.0 mg/mL时超声法、单一酶法与复合酶超声协同提取的果胶溶液三者差异不显著（P0.05）。浓度为4.0mg/mL时复合酶协同超声提取果胶、单一酶法提取果胶、超声法表3回归模型方差分析表Tab.3ANOVA analysis table of regression model方差来源模型ABCDABACADBCBDCDA2B2C2D2残差失拟项纯误差总误差平方和52.760.510.190.7

37、72.980.0600.0360.0295.340.850.102.2110.3623.1222.990.1000.0860.01452.86自由度14111111111111111410428均方3.770.510.190.772.980.0600.0360.0295.340.850.102.2110.3623.1222.997.137E-0038.604E-0033.470E-003F值527.9871.2326.62107.90417.538.415.064.05747.64118.5914.35309.961452.023238.673221.542.48P值0.00010.00010

38、.00010.00010.00010.01160.04110.06380.00010.00010.00200.00010.00010.00010.00010.1978显著性*注：*表示差异极显著（P0.01）；*表示差异显著（P0.05）。6第59卷（总第237期）姚磊等：复合酶协同超声技术优化苹果果胶提取工艺及其性能研究图5响应面实验3D曲面图与等高线Fig.5Response surface experiment 3D curved surface and contour果胶提取率/%10.010.511.011.512.012.5B：酶解时间/h2.002.503.003.504.003

39、.003.504.004.505.00A：酶解pH10.010.511.011.512.012.59.53.003.504.004.505.00A：酶解pH200.00250.00300.00350.00400.00C：超声功率/W7.08.09.010.011.012.013.0D：超声时间/min200.00250.00300.00350.00400.00C：超声功率/W20.0025.0030.0035.0040.007.08.09.010.011.012.013.0D：超声时间/min20.0025.0030.0035.0040.00B：酶解时间/h2.002.503.003.504.

40、00200.00250.00300.00350.00400.00C：超声功率/WB：酶解时间/h2.002.503.003.504.007.08.09.010.011.012.013.0D：超声时间/min25.0030.0035.0040.003.504.004.505.00A:酶解pH9.010.011.012.013.03.003.504.004.505.00A:酶解pHB：酶解时间/h2.002.503.003.504.005111011123.003.504.004.505.00A:酶解pH200.00250.00300.00350.00400.00C：超声功率/W511111010

41、12200.00250.00300.00350.00400.00C：超声功率/WD：超声时间/min20.0025.0030.0035.0040.005121110101010995B：酶解时间/h2.002.503.003.504.00D：超声时间/min20.0025.0030.0035.0040.0010101011129998B：酶解时间/h2.002.503.003.504.00200.00250.00300.00350.00400.00C：超声功率/W510101011129988果胶提取率/%3.003.504.004.505.00D：超声时间/min20.0025.0030.0

42、035.0040.005111112101011果胶提取率/%果胶提取率/%果胶提取率/%果胶提取率/%果胶提取率/%果胶提取率/%果胶提取率/%果胶提取率/%果胶提取率/%果胶提取率/%1020.003.00A:酶解pH72023年第5期提取果胶、酸法提取果胶对DPPH 清除率分别达到71.37%、70.01%、67.82%、61.48%。羧基与羟基均可解离氢离子，但羧基解离氢离子能力高于羟基。推测可能是酸法提取的果胶羟基含量高于羧基使得解离氢离子的能力稍弱，故在将 DPPH还原为DPPHH时表现略低29。2.7ABTS 清除能力由图8可见，所有样品对ABTS 清除能力均随浓度提高逐渐增强，

43、此表现为剂量依赖增长。在浓度为0.2mg/mL，4种方法提取得到的果胶溶液的抗氧化性能都无显著差异（P0.05），随着浓度升高，4种果胶的抗氧化性能具有差异显著性（P0.05），表4不同方法提取果胶的理化性质Tab.4Physicochemical properties of pectin extracted by different methods提取方法复合酶超声法酸法超声法单一酶法提取率/%12.500.05a8.830.24d9.410.12c10.160.09b半乳糖醛酸含量/%78.280.08a61.810.68d71.420.23c75.400.47b酯化度/%88.510.2

44、7a67.830.67d78.491.53c84.390.16b持水力/（g/g）6.210.24a4.450.27c5.270.37b5.650.33ab持油力/（g/g）2.300.21a1.110.25b1.990.16a2.120.16a注：同列不同小写字母表示显著差异（P0.05）。图6不同方法提取的果胶红外光谱分析Fig.6Infrared spectroscopic analysis of pectinextracted by different methods4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000500波长/cm1单一酶法提取果胶酸法提取果胶复合酶

45、协同超声提取果胶超声法提取果胶图7不同方法提取果胶对DPPH 的清除率Fig.7Different methods extracted pectin on clearing rate of DPPH 注：图中同一浓度不同小写字母表示差异显著（P0.05），下同。Vc阳性对照复合酶协同超声提取果胶单一酶法提取果胶超声法提取果胶酸法提取果胶0.000.51.01.52.02.53.03.54.04.5果胶浓度/（mg/mL）102030405060708090100DPPH 清除率/%aaaaaaacccccddddcdbccccbcbbbbbbbbbbbbb图8不同方法提取果胶对ABTS 的清除

46、率Fig.8Different methods extracted pectin on clearing rate of ABTSVc阳性对照复合酶协同超声提取果胶单一酶法提取果胶超声法提取果胶酸法提取果胶0.000.51.01.52.02.53.03.54.04.5果胶浓度/（mg/mL）102030405060708090100ABTS 清除率/%aaaaaaabbbbbbbbbbbbbbbbcbcbcbcbccccccccd但当浓度达到4.0mg/mL时复合酶协同超声提取果胶、单一酶法提取果胶、超声法提取果胶、酸法提取果胶对 ABTS清除率分别为 68.33%、68.26%、67.00%

47、、64.86%，差异不显著（P0.05）。果胶浓度范围为0.24.0mg/mL时，3种方法提取得到的果胶对ABTS清除能力均高于酸法提取得到的果胶。推测可能是这3种果胶样品中羧基含量高于羟基，能更容易解离出氢离子，正向推动反应进行，表现出较好的抗氧化活性30。以上结果可知半乳糖醛酸含量高与抗氧化活性表现出正相关，因其能在反应中提供更多的氢离子正向推动反应进行。3结论本研究得到苹果果胶最佳提取工艺参数：复合8第59卷（总第237期）姚磊等：复合酶协同超声技术优化苹果果胶提取工艺及其性能研究酶添加量6%、料液比1 25g/mL、酶解温度40、酶解pH 4.2、酶解时间3h、超声功率300W、超声时

48、间32min，在此条件下果胶提取率为12.50%，与预测值（12.47%）相接近。复合酶协同超声法、传统酸法、超声法、单一酶法制备的都为高脂果胶（DE50%），且都具有良好的持水力与持油力，半乳糖醛酸含量分别为 78.28%、61.81%、71.42%、75.40%。抗氧化活性与半乳糖醛酸含量有关，含量越高活性越强，不同样品对DPPH 与ABTS 清除率分别为复合酶协同超声法（71.37%、68.33%）、传统酸法（61.48%、64.86%）、超声法（67.82%、67.00%）、单一酶法（70.01%、68.26%），红外光谱扫描表明其具有果胶多糖特征结构，也说明该果胶同时具有-和-糖苷键

49、。综上，本研究提高了果胶提取率，并为日后果胶深入研究提供参考依据。参考文献1 SANTOS E E，AMARO R C，BUSTAMANTE C CC，etal.Extractionofpectinfromagroindustrialresidue with an ecofriendly solvent：Use of FTIRand chemometrics to differentiate pectins according todegree of methyl esterification J.Food Hydrocolloids，2020，107：105921.2 WANG C，QIU

50、W Y，CHEN T T，et al.Effects ofstructural and conformational characteristics of citruspectin on its functional properties J.Food Chemistry，2021，339：128064.3 GUO X M，ZHANG T，MENG H C，et al.Ethanolprecipitationofsugarbeetpectinsasaffectedbyelectrostaticinteractionsbetweencounterionsandpectin chains J.Fo