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菠萝皮渣中纤维素和半纤维素的分离提取及结构表征

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菠萝皮渣可溶性膳食纤维的提取及物化特性研究

菠萝皮渣可溶性膳食纤维的提取及物化特性研究
ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ Ｂ ｌ ＇ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｎｄ ａ ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ． ｈ ｅ Ｔ ｏ ｐ ｉ ｔ ｍａ ｌ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｉ ｔ ｏ ｎ ｓ
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ：ｐ ｉ ｎ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｅ ｐ ｅ ｅ ｌ ｓ ；Ｓ Ｄ Ｆ；ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ；ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ
． １ ． １ 试验 材 料与试 剂 膳 食 纤 维 是 指 不 易 被 人 体 消 化 吸 收 的 、以 多糖 １ 类 为 主 大 分 子 物 质 的 总称 ，是 由纤 维 素 、果 胶 类 物 菠 萝 皮 渣 ：收 集 市 场新 鲜 菠 萝皮 渣 ，进 行 预 处 质 、半 纤 维素 和糖 蛋 白等物 质组 成 的聚 合体 『 １ １ 。依 据 理后 备用 。 无水 乙醇 、纤维 素酶 （ 酶活 １ ０ ０ ０ ０ Ｕ ／ ｇ ） 、醋 酸 、 溶 解 性 分 为 ２个 基 本 类 型 ：可 溶 性 纤 维 与不 可 溶 性
菠萝皮 渣可溶性膳食 纤维的提 取及 物化特性研究
杭 瑜 瑜 ，胡 国欢 ， 齐 丹
５ ７ ２ ０ ２ ２ ） （ 海南 热带海洋学 院 生命科学与生态学院 ，海南 三亚
摘要 ：以干菠 萝皮渣为原料 ，运用 纤维素酶解法 提取菠萝皮 渣 中的可 溶性膳食 纤维 ，通过单 因素试验 和正交试验 ，
第 ６期 （ 总第 ４ ３ ４期） ２ ０ １ ７年 ６月

菠萝叶纤维提取与工艺设备的研究农业工程学报

菠萝叶纤维提取与工艺设备的研究农业工程学报

第16卷第6期2000年11月农业工程学报T ran sacti on s of the CSA E V o l .16　N o.6N ov .　2000菠萝叶纤维提取与工艺设备的研究3张　劲①　姚欣茂　李明福　欧忠庆(中国热带农业科学院机械研究所)摘　要:介绍了菠萝叶纤维的资源和开发利用情况,进行了刮麻机理、生产工艺和配套设备的试验研究,提出了将菠萝叶在逐步打击和振动的双重作用下使纤维和麻渣分离的原理。

用该理论指导研究和设计出的大、小两型机械取纤设备具有良好性能。

该理论成果对叶脉纤维的提取研究及生产实践具有重要意义。

关键词:菠萝叶;纤维;工艺设备;提取收稿日期:2000206219　3农业部重点课题(垦201204205)①张　劲,副研究员,湛江市湖秀新村　中国热带农业科学院机械研究所,524091　Em ail :trop icl @pub .zhangjiang .gd .cn 菠萝又名凤梨,著名热带果品。

主产国有巴西、印度、菲律宾、印尼、泰国、越南和中国。

我国产地分布在广东、海南、广西、福建、云南和台湾等省(区),种植面积约60000hm 2。

菠萝果实平均产量17t hm 2,茎叶120～150t hm 2,可提取纤维的叶片达60～90t hm 2[1]。

菠萝叶除含有2%左右的纤维外(指干纤维与鲜叶重量比),还含有植物蛋白、淀粉及葡萄糖、钙、磷和大量的叶绿素。

提取纤维后的叶渣,可提取天然色素,可制成牲畜饲料、食用菌原料和有机复合肥。

菠萝叶纤维属叶脉纤维。

加工后,其强度比棉花高,手感如蚕丝似亚麻,可混纺或纯纺,一般可纺30公支纱,精加工后可纺50公支纱甚至更高[2]。

织物吸湿透气,凉爽不贴身,挺括不起皱,容易印染,适宜制作中、高档西服、衬衫、领带、各种装饰物及高级纸张。

随着世界市场对天然纤维需求量的迅速增长,不少国家如日本、美国、印度、菲律宾和我国台湾开始对菠萝叶纤维进行开发利用并取得了一些商业成果。

菠萝皮渣果胶的提取及理化性质

菠萝皮渣果胶的提取及理化性质

菠萝皮渣果胶的提取及理化性质作者：杭瑜瑜王玉杰齐丹公维洁来源：《江苏农业科学》2016年第08期摘要：以干菠萝皮渣为原料，运用超声波辅助纤维素酶法提取菠萝皮渣中的果胶，通过单因素和响应曲面试验，确定最优的提取工艺：超声波功率507 W、10 mL提取液中酶添加量为0.51 g，在此条件下果胶的提取率为2.584 3%。

经过红外光谱分析，通过与标准样品图谱的比较证明，所提取的样品是果胶，其总半乳糖醛酸含量为68.57%，酯化度为47.99%，属于低酯果胶。

关键词：菠萝皮渣；果胶；提取；理化性质中图分类号： S814；TS255文献标志码：文章编号：1002-1302（2016）08-0379-04果胶是从植物组织中提取的一类酸性多糖物质，为植物细胞壁的重要组分。

果胶的主要成分是半乳糖醛酸，以α-D-（1-4）-糖苷键聚合形成聚半乳糖醛酸聚糖[1-2]。

相关研究表明，果胶具有抑制肿瘤[3]、降血糖[4]、降血脂[5]、吸附重金属[6]、抑制微生物生长[7]、抑制炎症[8]等作用。

目前国内外研究较多的果胶种类包括柑橘果胶、橙皮果胶、苹果果胶、向日葵果胶、甜菜果胶、马铃薯果胶、大豆果胶等[9]。

关于果胶提取研究，报道的方法有酸提取法、草酸铵提取法、酶提取法、微波提取法、超声波提取法、微生物提取法等。

Hromadkova等对比了传统碱法、超声辅助提取荞麦中半纤维素的产率，证明经过短时超声波处理后，与传统方法相比产率提高了1.2～1.5倍[10]。

Seshadri等发现，超声波提取的果胶体系更清澈，色泽更好[11]。

Panouille等发现，用纤维素酶、蛋白酶提取的果胶比用传统酸法提取的得率更高，单分子量更低[12]。

从自然界植物组织中提取的果胶以高酯果胶为主，低酯果胶主要通过高酯果胶脱酯而获得。

低酯果胶即使不加糖、酸，只要存在高价态金属离子（如Ca2+、Al3+等）也可生成凝胶，广泛用于低糖产品，可生产低热低糖的功能性保健食品[13]。

我国菠萝皮渣综合利用的研究进展

我国菠萝皮渣综合利用的研究进展

而菠萝皮渣中含大量有益人体健康的可提取物质与发酵 性。郑振峰等[9]对乳酸辅助提取果胶的方法进行优化，平
性能良好的乳酸菌菌株，扔掉会造成浪费，而且污染环 均果胶得率为 8.47%；姚春波等[10]采用纤维素酶辅助酸
境。针对目前大量产生的菠萝皮渣问题，许多实验室开 法从菠萝皮渣中提取果胶，并与直接酸法提取的果胶含
杨正楠等25经测定发现复合发酵后菠萝皮渣tca可溶蛋白小分子肽和游离氨基酸含量由054提高到086且在皮渣发酵24h后tca可溶蛋白含量变化与粗蛋白含量变化相反二者呈此消彼长的态势这说明微生物将粗蛋白大分子分解为小分子氨基酸和小分子肽进一步解释了发酵饲料中蛋白质吸收率高的原因
综合利用 Comprehensive Utilization
DOI：10.19590/ki.1008-1038.2019.08.012
Research Progress of Comprehensive Utilization of Pineapple Peel Residue in China
YANG Mei, CHI Xiao-jun (Shandong Agricultural Engineering College, Jinan 250100, China)
带地区广泛种植。由于生命力旺盛，易存活，产量大，近年 的果胶提取率，约为 2.584 3%。经理化分析测得该果胶
来菠萝的种植面积不断扩大。菠萝外皮多硬质果槽，果肉 酯化度为 47.99%，属于低酯果胶的范畴，可用作低糖或
还有刺根，在生产上多将这些不可食用部分剔除扔掉，然 无糖食品的增稠剂，以改善食品品质和增加食品的稳定
收稿日期院2019-04-10 基金项目院山东省教育厅重点实验室：特色农产品采后品控与综合利用 作者简介院杨眉（1996—），女，在读本科，专业方向为食品质量与安全

我国菠萝皮渣综合利用的研究进展

我国菠萝皮渣综合利用的研究进展

我国菠萝皮渣综合利用的研究进展杨眉;迟晓君【摘要】菠萝外皮多硬质果槽,果肉还有刺根,在生产上通常被剔除,这造成了皮渣的浪费及环境的污染.菠萝皮渣中含大量有益人体健康的可提取物质与发酵性能良好的乳酸菌菌株.本文总结了目前菠萝皮渣在提取果胶、黄酮、制备纳米纤维素水凝胶、发酵饲料、吸附重金属等方面的综合利用情况,旨在提高菠萝皮废渣的资源利用率,加快果蔬皮渣综合利用的产业化进程,实现绿色可循环发展.【期刊名称】《中国果菜》【年(卷),期】2019(039)008【总页数】4页(P48-51)【关键词】菠萝皮渣;综合利用;果胶;纳米纤维素水凝胶;黄酮;发酵饲料【作者】杨眉;迟晓君【作者单位】山东农业工程学院,山东济南250100;山东农业工程学院,山东济南250100【正文语种】中文【中图分类】TS209菠萝是一种热带水果，在我国南部和东南部沿海热带地区广泛种植。

由于生命力旺盛，易存活，产量大，近年来菠萝的种植面积不断扩大。

菠萝外皮多硬质果槽，果肉还有刺根，在生产上多将这些不可食用部分剔除扔掉，然而菠萝皮渣中含大量有益人体健康的可提取物质与发酵性能良好的乳酸菌菌株，扔掉会造成浪费，而且污染环境。

针对目前大量产生的菠萝皮渣问题，许多实验室开展了相关研究，以提高植物资源的附加值和利用率，促进可持续发展。

1 菠萝皮渣利用现状我国是世界十大菠萝主生产国之一，自17 世纪初从葡萄牙引入以来菠萝已有400 多年的栽培历史，主要集中在广东、海南、福建、广西和云南等省区，目前菠萝已成为我国重要的热带经济作物。

菠萝生产加工过程中，会产生大量的皮渣废弃物，据统计，几乎有50%～60%的菠萝皮渣未被利用。

目前对于菠萝皮渣的研究主要是提取工业原料，如提取蛋白酶、分离纤维素和半纤维素等；在发酵方面主要是生产酒精、开发醋酸饮料[1～4]等。

总的来说，当前对菠萝皮渣的利用多处于试验阶段，产业化趋势还未形成。

2 菠萝皮渣的利用方式2.1 提取果胶果胶是植物细胞壁的重要组成部分，具有降血糖、降血脂的功效[5]，可用作天然耐酸的凝胶剂[6]，在我国《食品添加剂食用卫生标准》（GB 2760-2014）中规定：生产中可适量使用果胶。

菠萝果渣中不溶性膳食纤维提取工艺优化及其功能特性研究

菠萝果渣中不溶性膳食纤维提取工艺优化及其功能特性研究

菠萝果渣中不溶性膳食纤维提取工艺优化及其功能特性研究刘鹏;于潇淳;周家鹏;李明
【期刊名称】《粮食与油脂》
【年(卷),期】2024(37)1
【摘要】以菠萝果渣为原料,采用碱处理法提取菠萝不溶性膳食纤维(PIDF)。

以PIDF得率为指标,在单因素试验基础上通过响应面法优化提取工艺,并探究PIDF的结构和功能特性。

结果表明:最优工艺参数为液料比26:1(mL/g)、Na0H体积分数6%、提取温度40℃、提取时间75min,在此条件下PIDF得率为48.81%;PIDF具有疏松的孔洞结构,其持水性、持油性和膨胀性分别为(5.16±0.21)g/g、
(3.86±0.11)g/g和(5.49±0.09)mL/g,表明PIDF具有较好的结构及功能特性。

【总页数】6页(P110-115)
【作者】刘鹏;于潇淳;周家鹏;李明
【作者单位】通化师范学院长白山食用植物资源开发工程中心;通化师范学院食品科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TS201.1
【相关文献】
1.雪莲果渣水不溶性膳食纤维的提取工艺研究
2.响应面法优化发酵法提取枣渣中不溶性膳食纤维提取工艺优化
3.碱水解法优化火棘果渣中水不溶性膳食纤维提取工
艺4.菠萝渣可溶性膳食纤维的提取工艺优化和功能特性分析5.Box-Behnken设计优化不老莓果渣不溶性膳食纤维提取工艺研究
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菠萝皮果胶的提取及结构组成研究

高 温 高 压 灭 酶： 采 用 高 压 灭 菌 锅 在 121℃ 、 0.1MPa 对菠萝皮灭酶 10min。
漂烫灭酶： 菠萝皮在沸水中热烫 10min。 酸洗灭酶： 用 pH3.5 的蒸馏水 （ 17℃ ） 洗涤菠萝 皮 20min，重复三次，其间用 HCl 溶液保持 pH3.5［10］。 1.2.2.2 酸提 将粉碎过 60 目筛的菠萝皮粉加入蒸 馏水，调节 pH，在恒温水浴中提取一定时间后，过滤 得提取液。 1.2.2.3 乙醇沉淀 将提取液加入无水 乙 醇，调 节 pH，静置 1h 后，离心，收集沉淀，依次用浓度为 70% 、 80% 、90% 的乙醇溶液洗涤纯化，烘干至恒重。 果胶得率（ % ） = （ 提取物干重 / 菠萝皮干粉重） × 100% 1.2.3 果胶性质分析 1.2.3.1 半乳糖醛酸含量测定 采用间羟基联苯比 色法［11］。 1.2.3.2 果 胶 酯 化 度 测 定 采 用 Food Chemical Codex（ FCC） 滴定法［12］ 和红外光谱分 析 确 定 果 胶 的 酯化度（ DE） 。 1.2.3.3 果 胶 红 外 光 谱 分 析 取 干 燥 样 品 1mg 与 100mg KBr 混合研磨后，制成透明压片，采用傅里叶变 换红外光谱仪在 400～4000cm －1 区内进行光谱扫描［13］。 1.2.3.4 果胶单糖组成分析 采用糖腈乙酸酯衍生 法［14］对单糖进行衍生，气相色谱法（ GC） 分析单糖组 成及其物质的量比。 取鼠李 糖、阿 拉 伯 糖、木 糖、甘 露 糖、葡 萄 糖、半 乳糖 6 种标准单糖各 2mg 置于安瓿管中，加入 10mg 盐酸羟胺，0.5mL 吡啶溶解，加塞，90℃ 恒温水浴振荡 30min，冷却至室温后，加入 0.5mL 乙酸酐，加塞，90℃ 恒温水浴振荡 30min，冷却至室温，即得混合标准单 糖糖腈乙酸酯衍生物。 称取 12mg 样品于安瓿管中，加入 2mL 浓度 为 2mol / L 的三氟乙酸，真空封管，110℃ 水解 3h，反应 完成后冷却至室温，N2 挥干，得到水解后的单糖混合 物。将水解 后 的 样 品 按 照 相 同 方 法 进 行 衍 生，得 菠 萝皮果胶单糖糖腈乙酸酯衍生物。 色谱 条 件： 色 谱 柱： DB － 1701 石 英 毛 细 管 柱 （ 30.3m × 0.32mm × 0.25μm ） ； 升 温 程 序： 初 始 温 度 170℃ ，保 持 2min，以 5℃ / min 升 至 250℃ ，保 持 10min； 色 谱 柱 温 度： 250℃ ； 进 样 口 和 检 测 器 温 度： 250℃ ； 进样量 1μL，分流比 20∶1。

菠萝渣可溶性膳食纤维的提取工艺优化和功能特性分析

菠萝渣可溶性膳食纤维的提取工艺优化和功能特性分析刘焕云;张香美;王双振【摘要】通过单因素及正交试验优化纤维素酶法提取菠萝渣中可溶性膳食纤维的工艺条件,并对产品的功能特性进行分析.结果表明:纤维素酶法提取的较佳提取工艺为:蒸馏水(V)∶菠萝渣粉(m)=20(mL)∶1(g),纤维素酶添加量为30 U/g,pH4.8,温度40℃酶解2.0 h,在此工艺条件制备可溶性膳食纤维得率为(7.12±0.02)％,其持水力与溶胀力分别为(35.8 1±0.04)g/g和(73.50±-0.12) mL/g.【期刊名称】《热带作物学报》【年(卷),期】2014(035)004【总页数】4页(P801-804)【关键词】菠萝渣;可溶性膳食纤维;酶法提取【作者】刘焕云;张香美;王双振【作者单位】河北经贸大学生物科学与工程学院,河北石家庄 050061;河北经贸大学生物科学与工程学院,河北石家庄 050061;河北经贸大学生物科学与工程学院,河北石家庄 050061【正文语种】中文【中图分类】TS201.1膳食纤维根据其溶解性可分为可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber,SDF）和不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber,IDF）2类， SDF 在许多方面具有比IDF更强的生理功能，如降低血液胆固醇，预防便秘、结肠癌、冠心病、糖尿病等[1-2]。

然而许多天然膳食纤维中SDF含量仅为3%～4%，无法达到高品质膳食纤维（SDF≥10%）的要求，如何提高SDF含量，进一步提升其理化性质及生理活性已成为食品及医药等领域的研究热点[3-4]。

近年来，国内外膳食纤维的改性处理方法主要有生物技术法（酶法、发酵法）[5-7]、化学法[8]和物理法[9-10]等。

其中生物技术法的条件温和、反应速度快、专一性强，改性后所得产品纯度高、色泽浅、无异味，被认为是一种很有潜力的方法。

菠萝皮渣半纤维素多糖提取纯化及性质研究

菠萝皮渣半纤维素多糖提取纯化及性质研究*吴靖,黄恵华(华南理工大学轻工与食品学院,广东广州,510641)摘 要 通过正交试验优化了碱提醇沉菠萝皮渣半纤维素粗多糖提取条件,并用DEAE 2Ce ll u l ose (O H -)纯化得到3种半纤维素多糖组分,初步分析了半纤维素多糖的理化性质。

结果表明:半纤维素粗多糖最佳提取条件为时间2h ,NaO H 质量分数7%,固液比(g B mL )1B 10,温度40e ;菠萝粗半纤维素得率和聚戊糖含量分别为4113%和73%;柱层析菠萝半纤维素多糖21和2基本不含单糖、淀粉、蛋白质、核酸类物质;红外分析表明菠萝半纤维素多糖22具有典型多糖吸收图谱。

关键词 菠萝,半纤维素,提取,柱层析第一作者:硕士研究生(黄惠华教授为通讯作者)。

*广东省关键领域重点突破项目(2007A020901003),广东省教育部产学研综合项目(2007B090100009)收稿日期:2009-05-05,改回日期:2009-07-06菠萝(Anana s c o mosus )是一种著名热带水果,我国主要栽培地区在南方各省。

2004年全国种植总面积和总产量分别达到6132万h m 2和126146万t 。

其中,菠萝皮渣量占全果重量的50%-60%,每年几乎都被弃之不用,这部分若加以综合利用,可以保护环境并能提高菠萝产值和资源利用效率[1-2]。

半纤维素多糖是指可被碱液抽提的除纤维素和果胶的一类植物细胞壁聚糖的总称,研究表明[3],菠萝皮渣中的半纤维素多糖主要由聚木糖和聚阿拉伯糖等聚戊糖组成。

目前,以菠萝皮渣为原料进行综合利用研究主要在菠萝蛋白酶提取、果胶、菠萝皮饲料和生物有机肥料等方面,而对菠萝半纤维素类多糖研究较少。

半纤维素多糖可应用在食品、医药行业,并可作为合成和改性工业聚合物的新型、绿色原料而替代污染环境的石化产品[4]。

本文拟从占菠萝皮渣主要组成成分入手,探讨N a O H 液作为提取剂的菠萝皮渣半纤维素最佳提取工艺,并用DE AE 2Ce ll u l o se (O H -)柱层析分离纯化,理化、紫外和红外分析研究纯化半纤维素成分部分性质,为菠萝皮渣综合利用提供相应理论依据。

一种菠萝皮渣木质纳米纤维素的制备方法[发明专利]

专利名称：一种菠萝皮渣木质纳米纤维素的制备方法专利类型：发明专利
发明人：戴宏杰,陈媛,张宇昊,周鸿媛,余永
申请号：CN202010918318.3
申请日：20200904
公开号：CN112160179A
公开日：
20210101
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于纳米纤维素制备技术领域，具体涉及了一种菠萝皮渣木质纳米纤维素的制备方法。

所述方法具体为：将菠萝皮渣烘干、粉碎和碱处理后，置于亚氯酸钠溶液进行不同程度的去木质素处理，然后在高压均质条件下进行纳米化，即得。

本发明所述的方法操作简便、快捷，通过果蔬加工废弃物的自身组分（木质素）调控纳米纤维素的性质，提高果蔬皮渣的加工利用率和改善纳米纤维素性质，从而拓宽所制备的纳米纤维素的应用潜力。

申请人：西南大学
地址：400715 重庆市北碚区天生路2号
国籍：CN
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Key words: pineapple peels; cellulose; hemicellulose; extraction; structural characterization
纤维素是植物细胞壁的重要组成成分，主要来源 于木材、棉花、亚麻等植物原料[1~2]。纤维素是由 D葡萄糖基以 β-1,4 糖苷键联接而成的链状高分子化合 物，纤维素链间存在强大的氢键作用，结构高度有序，
天津泰斯勒有限公司）；数显恒温水浴锅（购自金坛市 去除不溶物。此后用超纯水将滤液稀释 20 倍，移取
富华仪器有限公司）；数显六联磁力搅拌器（常州澳华 1.5 mL 进入色谱瓶待测。采用 L-阿拉伯糖、D-葡萄糖、
仪器有限公司）；PHS-25 pH 计（购自上海仪电科学仪 D-木糖、D-半乳糖、D-甘露糖 5 种单糖标准溶液进行
2016, Vol.32, No.10
(4×250 mm)，配备脉冲安培检测器(CAD)，AS 50 自 1.2.3.4 差示扫描量热分析（DSC）
3021HR（购自安徽嘉文仪器装备有限公司）；RE-52AA
离子色谱（ICS-3000，Dionex，美国）测定条件
旋转蒸发器（购自上海鸭绒生化仪器厂）。
为：选用 CarbopacTM PA 20 阴离子色谱交换色谱柱
79
现代食品科技
Modern Food Science and Technology
VERTEX-33 傅里叶变换红外光谱仪（购自 Bruker 1 mL 超纯水，密闭安培瓶，置于 105 ℃烘箱中水解 3
Optik GMBH 公司）；电子分析天平（购自赛多利斯科 h，水解期间每隔 0.5 h 振荡一次，水解结束后将安瓶
学仪器北京有限公司）；FW 177 中草药粉碎机（购自 从烘箱移出，自然冷却后用 0.22 μm 水系滤头过滤，
2016, Vol.32, No.10
异[6]。半纤维素可以分为水溶性半纤维素和碱溶性半 纤维素，植物细胞壁中水溶性纤维素含量较低，大多
1.2 实验方法
数为碱溶性半纤维素，无结晶结构，整体结构强度较 低[7]，因此常用碱液抽提法来分离提取植物原料中的
1.2.1 纤维素和半纤维素的分离提取
纤维素和半纤维素；分离提取；结构表征
文章篇号：1673-9078(2016)10-78-83
DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2016.10.013
Extraction and Structural Characterization of Celluloses and
半纤维素也是一种重要的壁多糖，与纤维素不同， 半纤维素不是由一种单糖构成的均一聚多糖，其主要 结构单元包括 D-木糖，L-阿拉伯糖，D-半乳糖等中性 糖和少量糖醛酸。不同原料和不同提取方法得到的半 纤维结构也不尽相同，结构单元和聚合度均有一定差
现代食品科技
Modern Food Science and Technology
器股份有限公司）；LGJ-10 冷冻干燥机（购自北京松 源华兴科技发展有限公司）；SHA-B 恒温振荡器（购
校准。分别配制浓度为 1×10-6、2×10-6、4×10-6、6×10-6、 8×10-6 和 10×10-6 的 5 种单糖混标溶液，根据标准曲线
自常州澳华仪器有限公司）；高速冷冻离心机 JW- 计算各组分样品中单糖的含量。
聚戊糖的测定方法[11]。
1.2.3 纤维素和半纤维素的结构表征
生物科技有限公司；亚氯酸钠，分析纯，购自国药集 1.2.3.1 红外光谱分析（IR）
团化学试剂有限公司；过氧化氢 H2O2，分析纯，购自 广州菲博生物科技有限公司；盐酸 HCl，分析纯，购
称取一定量粉末状样品，采用 KBr 压片法，将样 品均匀分散于 KBr 中。红外光谱测定条件为：扫描波
半纤维素。
渣原纤维 C0 经蒸馏水、2% NaOH、5% NaOH、10%
菠萝，又名凤梨，作为世界四大热带水果之一， NaOH 分步抽提，固液比为 1:20（g/mL）、处理温度
产量巨大。菠萝皮渣则是菠萝加工过程中产生的主要 75 ℃、每一阶段处理时间为 3 h，四步抽提后过滤收
废料，被丢弃在环境中，既造成大量的资源浪费，也 集滤渣为菠萝皮渣纤维组分 C1，然后将 C1 用 7.5%
戴安 ICS3000 离子色谱仪 BSA124S-CW（购自美 预处理釆用稀酸水解法进行，具体步骤简述如下：准
国 Dionex 公司）；Q 500 热重分析仪（购自美国 TA 公 确称取半纤维素组分 8.0 mg 于 2 mL 安培瓶中，在室
司）；Q 200 差示扫描热量分析仪（购自美国 TA 公司）； 温下加入 0.25 mL、72%的硫酸进行浸渍 10 min 后加
自天津市河东区红岩试剂厂；D-葡萄糖、D-半乳糖、 长范围 4000~400 cm-1，扫描次数为 32 次，分辨率为
D-木糖、D-甘露糖、L-阿拉伯糖，均为色谱纯，购自
2 cm-1，在透射模式下采集数据。
美国 Sigma 公司。
1.1.2 仪器与设备
1.2.3.2 离子色谱分析（IC） 利用离子色谱分析半纤维素的糖单元组成，样品
现代食品科技
Modern Food Science and Technology
2016, Vol.32, No.10
菠萝皮渣中纤维素和半纤维素的分离提取及 结构表征
周端，黄惠华
（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 510640）
摘要：本文利用碱性过氧化处理，分离提取菠萝皮渣中纤维素和半纤维素组分，得到 4 个不同纤维素组分（C0、C1、C2、C3）
Hemicelluloses from Pineapple Peels
ZHOU Duan, HUANG Hui-hua (Department of Food Sciences and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)
会加剧环境污染程度。研究表明，菠萝皮渣中粗纤维 （m/V）的亚氯酸钠溶液，盐酸调节亚氯酸钠溶液 Ph
含量高达 65%，主要包括纤维素和半纤维素[8]。纤维
3.8~4.0，在 80 ℃处理 2 h 后洗涤、干燥得到纤维素组
素可以作为一种膳食纤维用于预防和治疗肥胖病、高 血压、便秘等疾病；半纤维素近年来也被作为新型材
在 128.8 ℃处有一个的熔融放热峰。不同浓度碱液分步抽提半纤维样品总得率为 15.61%，且 4 个半纤维素样品结构相似；离子色谱
分析表明菠萝皮渣中的半纤维素由木糖、阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖组成；热稳定性分析表明半纤维 H3 在 285.2 ℃时热解速率达到
最大，在 124.5 ℃处出现很强的熔融放热峰。
收稿日期：2015-11-19 基金项目：国家自然科学基金项目（31271978）；教育部博士点基金项目 （20120172110017） 作者简介：周端（1991-），女，硕士研究生，研究方向：食品科学 通讯作者：黄惠华（1959-），男，博士生导师，研究方向：农产品加工与贮 藏
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形成结晶区域，故而纤维素在常温下不能溶解于水、 稀酸和稀碱等大多数普通溶剂[3]。在植物细胞壁中纤 维素通常和其他生物聚合物如半纤维素、木质素、果 胶等交联在一起，因此在提取纤维素时要不断纯化， 去除其中的半纤维素、木质素等其他组分[4~5]。
1 材料与方法
30 mL 左右，然后将其缓慢倒入 4 倍体积的 95%乙醇 中，产生的絮状沉淀则为半纤维素粗品，离心分离后
1.1 实验材料
用 70%的乙醇溶液反复洗涤，冷冻干燥得到纯化半纤 维素样品 H1~H4。所有样品均保存于干燥器中备用。
1.1.1 原料及试剂
原料预处理：将市售菠萝皮清洗、打浆、洗涤去 除其中的可溶性糖，然后用 100 目滤布过滤，于 50 ℃
分 C2，而后再用碱性（pH 11.5）H2O2（1.5% m/V）， 在 80 ℃时进一步处理 2 h，得到纤维素组分 C3。
料基质被广泛研究[9-10]。因此分离提取菠萝皮渣中纤
分步抽提后过滤所得滤液分别用 6 mol/L 的 HCl
维素和半纤维素具有重要意义。
调节 pH 至 5.5（热水抽提不用调节 pH），减压浓缩至
和 4 个半纤维素组分（H1、H2、H3、H4）。利用红外光谱、离子色谱、热重分析、差示扫描量热分析对这些组分的结构进行表征。
结果表明：纤维素提取过程中，碱性过氧化处理能有效去除原料纤维中的半纤维素和木质素，离子色谱分析显示纤维素 C3 组分的葡
萄糖含量达 93%以上，较 C0、C1、C2 有大幅度提升，纯度显著提高；热稳性分析表明纤维素 C3 在 335.8 ℃左右热解速率达到最大，
Abstract: Celluloses and hemicelluloses were isolated and extracted from pineapple peels by alkaline peroxide treatment, and four different kinds of cellulose fractions (C0, C1, C2, and C3) and four kinds of hemicellulose fractions (H1, H2, H3, and H4) were obtained. The structures of cellulose and hemicellulose were characterized by ion chromatography (IC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric (TG) analysis, and differential scanning calorimetry (DSC). The results showed that hemicellulose and lignin could be effectively removed by alkaline peroxide treatment. IC analysis indicated that the glucose content of cellulose fraction C3 was above 93%, showing a significantly higher purity than those of C0, C1, and C2. TG and DSC analysis showed that cellulose fraction C3 had a maximum decomposition rate at 335.8 ℃ and a melting exothermic peak at 128.8 ℃. The total yield of four hemicellulose fractions was about 15.61%, and the four hemicellulose samples had similar structures. IC analysis indicated that the hemicelluloses in pineapple peels were composed of arabinose, glucose, galactose, and xylose. TG and DSC showed that hemicellulose H3 had a maximum pyrolysis rate at 285.2 ℃ and a strong melting exothermic peak at 124.5 ℃.