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        柑橘果皮中提取果膠制得果凍

        2017-03-16 19:00:01姜文欣
        山東工業(yè)技術 2017年3期
        關鍵詞:經濟效益

        姜文欣

        摘 要:我國是柑桔的重要產地之一,栽培橘子的歷史已經有5000多年。柑桔的世界年產量已經超過5000萬噸,而其中的果皮產量約占果實重量的20%。如何做好果皮的綜合利用,提高附加值和經濟效益并且減少環(huán)境污染?這已經成為現(xiàn)代化柑桔加工不可缺少的重要環(huán)節(jié)。而本試驗就是提取果皮中的重要物質——果膠。

        關鍵詞:柑桔皮;酸水解;果膠;經濟效益

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.184

        1 實驗目的

        了解果膠的性質和提取原理;掌握果膠的提取工藝;了解果膠在食品工業(yè)中的用途。

        2 果膠的性質與提取原理

        果膠是以原果膠、果膠、果膠酸的形態(tài)廣泛存在于高等植物的果實、根莖、葉中的多糖類高分子化合物,是細胞壁的組成成分,平均分子量大約在50000~180000。[1] D-半乳糖醛酸是果膠分子的主要組成成分,其基本結構是以α-1,4苷鏈結合的聚半乳糖醛酸,在聚半乳糖醛酸中,部分羧基被甲醇酯化,剩余的部分與鉀、鈉或銨等離子結合。

        果膠的提取方法采用無機酸提取法,該法的原理是利用果膠在稀酸溶液中能水解,將果皮中的原果膠水解為可溶性果膠,然后分離出果膠。[2]提取液經過濾后得到的是粗果膠液,還需進一步進行純化沉淀,本實驗采用的是酒精沉淀。其基本原理是利用果膠不溶于醇類有機溶劑的特點,在果膠作為溶劑的水溶液中加入大量的醇,可以形成醇-水混合溶劑將果膠沉淀出來。一般可以先將果膠的提取液進行濃縮,再添加乙醇使果膠形成沉淀,通過離心可以得到果膠沉淀物,之后使用更高濃度的乙醇洗滌數(shù)次,再進行干燥、粉碎即可。

        3 實驗方法

        本實驗采取酸萃取,酒精沉淀這一種最簡單有效的工藝路線來萃取。

        4 實驗的主要儀器與試劑

        電爐,烘箱,堿式滴定管,碘量瓶,燒杯(100/250mL),臺秤,天平,尼龍布和紗布,0.25~0.3%HCl溶液,1%氨水,95%乙醇,混合試劑(濃鹽酸與60mL60%異丙醇以1:20體積比混合配成),1%酚酞,0.02mol/L的氫氧化鈉標準溶液,鄰苯二甲酸氫鉀,0.5mol/L氫氧化鈉溶液,0.25mol/L鹽酸溶液。

        5 實驗步驟

        (1)原材料預處理。積存時間過長的果皮會因果膠分解而招致?lián)p失,所以選用新鮮果皮。如果不能及時提取果膠,原材料應迅速加熱至95攝氏度以上,以春花果膠酶進行熱處理并保持5-7分鐘。預處理的目的是出去果皮中的很多非膠物質,如糖類、色素、使用農藥化肥以及在收集、運輸過程中有毒性的可溶性物質。果膠的質量都有影響會受其影響。預處理步驟一般包括以下幾個步驟:1)清洗 稱取40g新鮮桔皮用清水洗凈,以除去泥土雜志和施用的農藥化肥2)滅酶 由于天然果膠酶的存在,可以把不溶性的原果膠變成水溶性的果膠,這種水溶液果膠會因漂洗而流失。所以在漂洗前要做滅酶處理。只要將其放入盛有120mL水的燒杯,并加熱到90攝氏度并保持十分鐘即可。3)切碎 取出果皮并用水沖洗后,切成大小為1cm左右的方塊4)為避免影響果膠的色澤和質量,將果皮方塊放入250mL燒杯中用50-60攝氏度的水浴加熱,直到漂白水為白色,果皮無異味為止。這一過程的目的是除去色素。為提高漂洗的效率和效果,可將果皮顆粒裹在尼龍布或四層紗布里漂洗,每次漂洗后都要擠壓干后在進行下一次漂洗。(2)提取。本實驗采取酸提取法,此方法是依據(jù)果膠可以在稀酸下加熱轉變成水溶性果膠的原理而提取。果膠的質量與果膠提取時的加水量、pH值、溫度、時間、酸的種類?;静襟E為:將燒杯中放入洗凈曬干的果皮,加入0.25~0.3%的HCl調pH值在2.0~2.5之間,加熱到90攝氏度左右,提取一小時(由于加熱,水分和鹽酸揮發(fā),引起pH變化,因此需要在提取過程中要不斷補充水分和鹽酸),需要使用用100目尼龍布或者四層紗布過濾。(3)脫色。為去除果膠溶液的大部分色素,同時可以洗去果皮中的一些在預處理階段未除盡的糖分和異味,并可以捕獲一部分重金屬,果膠萃取并且經過濾后的果膠溶液要經過脫色。將1.5~2.0%的活性炭加入到濾液中于80攝氏度加熱20分鐘然后進行脫色,并趁熱抽濾。由于膠狀物很容易堵塞使過濾困難,需加入濾液量2~4%的硅藻土做助濾劑,幫助過濾。如果萃取液清澈透明,則不用脫色。(4)沉淀。冷卻脫色后的溶液,并用稀氨水調節(jié)pH3~4,加入95%的乙醇并不斷攪拌,按照果膠:乙醇=1:1.3(體積比)的量加入,可使混合溶液中酒精濃度達到50%~60%(可用酒精計測量),然后靜止15min,讓果膠沉淀完全。用100目尼龍步濾取果膠,榨干搓碎。并于小酒杯內用10mL95%的酒精使果膠沉淀物脫水。洗滌一次,放置于尼龍布上榨干待用。酒精廢液需回收。(5)干燥。產品在105攝氏度下烘干,可以制得產品。

        6 酸萃取法優(yōu)缺點及改進方法

        優(yōu)點:所得產品質量高; 缺點:果膠分子過程中發(fā)生局部水解、反應條件比較復雜、過濾時間較慢、生產周期較長。改進:采用酶提取法果膠比酸萃取法效率高2~3倍,并且所提取果膠溶解性更好。

        7 果膠在食品工業(yè)中的應用

        在食品工業(yè)中,果膠的重要性在于在一定條件下其溶液具有出產凝膠的能力。所以在食品加工中,果膠一般作為膠凝劑獲得更多的應用。因此其廣泛應用于果醬、果凍、軟糖和飲料制品中,其次還可以在果汁和乳制品中可作為穩(wěn)定劑和增稠劑添加。果膠絕大部分用于食品工業(yè),少量用于藥品和化妝品生產。

        8 應用前景

        果膠作為生產果醬、果凍之類產品的膠凝劑,有其難以匹敵的優(yōu)良口感。為滿足人們對低糖、低甜度低熱量、食品的要求,各種酰胺化果膠和低酯果膠等系列化果膠表現(xiàn)相當出色。果膠因其耐酸性等特性可供作巧克力飲料和酸性乳飲料的穩(wěn)定劑。隨著鈣反應果膠(CSP)的開發(fā),酸性蛋白類飲料中,果膠的耗用量必將大幅度增加。脂肪替代品在西方社會是一個巨大的潛在市場,正以年遞增率25%的速度增長??梢杂米鞔漠a品雖然不少,由果膠所制得的脂肪仿制品(Fatmimlcs)也因其獨特口感而受到重視,如美國tenlcules公司生產的“sLENDI[)”脂肪仿制品果膠,可100%代替脂肪,可用于冷飲中(美國通用食品公司的無脂肪冰淇淋),具有稀奶油的口感、質地和高脂乳化體的稠度,成品表面呈脂肪狀釉質感。

        9 結束語

        本文闡述了用新鮮橘皮制得果凍的步驟以及果膠的應用方面和前景??傊?,由于果膠本身所具有的優(yōu)良特性,社會對其的需求量會越來越大,生產技術應全面提高,尤其對于低酯果膠的生產技術。

        參考文獻:

        [1]涂國云,王正武,王仲妮.果膠的制備與應用[J].食品與藥品,2007.

        [2]詹曉北.食用膠的生產性能及應用[M].北京中國輕工業(yè)出版社,2003:72-73.

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