柑橘果皮中提取果膠制得果凍

姜文欣

摘 要：我國是柑桔的重要產(chǎn)地之一，栽培橘子的歷史已經(jīng)有5000多年。柑桔的世界年產(chǎn)量已經(jīng)超過5000萬噸，而其中的果皮產(chǎn)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(jīng)濟效益并且減少環(huán)境污染？這已經(jīng)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(zhì)——果膠。

關(guān)鍵詞：柑桔皮；酸水解；果膠；經(jīng)濟效益

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

1 實驗?zāi)康?/p>

了解果膠的性質(zhì)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(zhì)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(jié)構(gòu)是以α-1，4苷鏈結(jié)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(jié)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(jīng)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(biāo)準(zhǔn)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(yù)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(yīng)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(yù)處理的目的是出去果皮中的很多非膠物質(zhì)，如糖類、色素、使用農(nóng)藥化肥以及在收集、運輸過程中有毒性的可溶性物質(zhì)。果膠的質(zhì)量都有影響會受其影響。預(yù)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(nóng)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(zhì)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(zhuǎn)變成水溶性果膠的原理而提取。果膠的質(zhì)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(diào)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(yù)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(jīng)過濾后的果膠溶液要經(jīng)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(diào)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(nèi)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(chǎn)品在105攝氏度下烘干，可以制得產(chǎn)品。

6 酸萃取法優(yōu)缺點及改進方法

優(yōu)點：所得產(chǎn)品質(zhì)量高； 缺點：果膠分子過程中發(fā)生局部水解、反應(yīng)條件比較復(fù)雜、過濾時間較慢、生產(chǎn)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(yīng)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(chǎn)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(yīng)用。因此其廣泛應(yīng)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(chǎn)。

8 應(yīng)用前景

果膠作為生產(chǎn)果醬、果凍之類產(chǎn)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(dāng)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(yīng)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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)地和高脂乳化體的稠度，成品表面呈脂肪狀釉質(zhì)感。

9 結(jié)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(yīng)用方面和前景。總之，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(chǎn)技術(shù)應(yīng)全面提高，尤其對于低酯果膠的生產(chǎn)技術(shù)。

參考文獻：

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

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