柑橘果皮中提取果胶制得果冻

摘 要：我国是柑桔的重要产地之一，栽培橘子的历史已经有5000多年。柑桔的世界年产量已经超过5000万吨，而其中的果皮产量约占果实重量的20%。如何做好果皮的综合利用，提高附加值和经济效益并且减少环境污染？这已经成为现代化柑桔加工不可缺少的重要环节。而本试验就是提取果皮中的重要物质――果胶。

关键词：柑桔皮；酸水解；果胶；经济效益

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.184

1 实验目的

了解果胶的性质和提取原理；掌握果胶的提取工艺；了解果胶在食品工业中的用途。

2 果胶的性质与提取原理

果胶是以原果胶、果胶、果胶酸的形态广泛存在于高等植物的果实、根茎、叶中的多糖类高分子化合物，是细胞壁的组成成分，平均分子量大约在50000～180000。[1] D-半乳糖醛酸是果胶分子的主要组成成分，其基本结构是以α-1，4苷链结合的聚半乳糖醛酸，在聚半乳糖醛酸中，部分羧基被甲醇酯化，剩余的部分与钾、钠或铵等离子结合。

果胶的提取方法采用无机酸提取法，该法的原理是利用果胶在稀酸溶液中能水解，将果皮中的原果胶水解为可溶性果胶，然后分离出果胶。[2]提取液经过滤后得到的是粗果胶液，还需进一步进行纯化沉淀，本实验采用的是酒精沉淀。其基本原理是利用果胶不溶于醇类有机溶剂的特点，在果胶作为溶剂的水溶液中加入大量的醇，可以形成醇-水混合溶剂将果胶沉淀出来。一般可以先将果胶的提取液进行浓缩，再添加乙醇使果胶形成沉淀，通过离心可以得到果胶沉淀物，之后使用更高浓度的乙醇洗涤数次，再进行干燥、粉碎即可。

3 实验方法

本实验采取酸萃取，酒精沉淀这一种最简单有效的工艺路线来萃取。

4 实验的主要仪器与试剂

电炉，烘箱，碱式滴定管，碘量瓶，烧杯（100/250mL），台秤，天平，尼龙布和纱布，0.25～0.3%HCl溶液，1%氨水，95%乙醇，混合试剂（浓盐酸与60mL60%异丙醇以1：20体积比混合配成），1%酚酞，0.02mol/L的氢氧化钠标准溶液，邻苯二甲酸氢钾，0.5mol/L氢氧化钠溶液，0.25mol/L盐酸溶液。

5 实验步骤

（1）原材料预处理。积存时间过长的果皮会因果胶分解而招致损失，所以选用新鲜果皮。如果不能及时提取果胶，原材料应迅速加热至95摄氏度以上，以春花果胶酶进行热处理并保持5-7分钟。预处理的目的是出去果皮中的很多非胶物质，如糖类、色素、使用农药化肥以及在收集、运输过程中有毒性的可溶性物质。果胶的质量都有影响会受其影响。预处理步骤一般包括以下几个步骤：1）清洗 称取40g新鲜桔皮用清水洗净，以除去泥土杂志和施用的农药化肥2）灭酶 由于天然果胶酶的存在，可以把不溶性的原果胶变成水溶性的果胶，这种水溶液果胶会因漂洗而流失。所以在漂洗前要做灭酶处理。只要将其放入盛有120mL水的烧杯，并加热到90摄氏度并保持十分钟即可。3）切碎 取出果皮并用水冲洗后，切成大小为1cm左右的方块4）为避免影响果胶的色泽和质量，将果皮方块放入250mL烧杯中用50-60摄氏度的水浴加热，直到漂白水为白色，果皮无异味为止。这一过程的目的是除去色素。为提高漂洗的效率和效果，可将果皮颗粒裹在尼龙布或四层纱布里漂洗，每次漂洗后都要挤压干后在进行下一次漂洗。（2）提取。本实验采取酸提取法，此方法是依据果胶可以在稀酸下加热转变成水溶性果胶的原理而提取。果胶的质量与果胶提取时的加水量、pH值、温度、时间、酸的种类。基本步骤为：将烧杯中放入洗净晒干的果皮，加入0.25～0.3%的HCl调pH值在2.0～2.5之间，加热到90摄氏度左右，提取一小时（由于加热，水分和盐酸挥发，引起pH变化，因此需要在提取过程中要不断补充水分和盐酸），需要使用用100目尼龙布或者四层纱布过滤。（3）脱色。为去除果胶溶液的大部分色素，同时可以洗去果皮中的一些在预处理阶段未除尽的糖分和异味，并可以捕获一部分重金属，果胶萃取并且经过滤后的果胶溶液要经过脱色。将1.5～2.0%的活性炭加入到滤液中于80摄氏度加热20分钟然后进行脱色，并趁热抽滤。由于胶状物很容易堵塞使过滤困难，需加入滤液量2～4%的硅藻土做助滤剂，帮助过滤。如果萃取液清澈透明，则不用脱色。（4）沉淀。冷却脱色后的溶液，并用稀氨水调节pH3～4，加入95%的乙醇并不断搅拌，按照果胶：乙醇=1：1.3（体积比）的量加入，可使混合溶液中酒精浓度达到50%～60%（可用酒精计测量），然后o止15min，让果胶沉淀完全。用100目尼龙步滤取果胶，榨干搓碎。并于小酒杯内用10mL95%的酒精使果胶沉淀物脱水。洗涤一次，放置于尼龙布上榨干待用。酒精废液需回收。（5）干燥。产品在105摄氏度下烘干，可以制得产品。

6 酸萃取法优缺点及改进方法

优点：所得产品质量高； 缺点：果胶分子过程中发生局部水解、反应条件比较复杂、过滤时间较慢、生产周期较长。改进：采用酶提取法果胶比酸萃取法效率高2～3倍，并且所提取果胶溶解性更好。

7 果胶在食品工业中的应用

在食品工业中，果胶的重要性在于在一定条件下其溶液具有出产凝胶的能力。所以在食品加工中，果胶一般作为胶凝剂获得更多的应用。因此其广泛应用于果酱、果冻、软糖和饮料制品中，其次还可以在果汁和乳制品中可作为稳定剂和增稠剂添加。果胶绝大部分用于食品工业，少量用于药品和化妆品生产。

8 应用前景

果胶作为生产果酱、果冻之类产品的胶凝剂，有其难以匹敌的优良口感。为满足人们对低糖、低甜度低热量、食品的要求，各种酰胺化果胶和低酯果胶等系列化果胶表现相当出色。果胶因其耐酸性等特性可供作巧克力饮料和酸性乳饮料的稳定剂。随着钙反应果胶（CSP）的开发，酸性蛋白类饮料中，果胶的耗用量必将大幅度增加。脂肪替代品在西方社会是一个巨大的潜在市场，正以年递增率25%的速度增长。可以用作代脂的产品虽然不少，由果胶所制得的脂肪仿制品（Fatmimlcs）也因其独特口感而受到重视，如美国tenlcules公司生产的“sLENDI[）”脂肪仿制品果胶，可100%代替脂肪，可用于冷饮中（美国通用食品公司的无脂肪冰淇淋），具有稀奶油的口感、质地和高脂乳化体的稠度，成品表面呈脂肪状釉质感。

9 结束语

本文阐述了用新鲜橘皮制得果冻的步骤以及果胶的应用方面和前景。总之，由于果胶本身所具有的优良特性，社会对其的需求量会越来越大，生产技术应全面提高，尤其对于低酯果胶的生产技术。

参考文献：

[1]涂国云，王正武，王仲妮.果胶的制备与应用[J].食品与药品，2007.

[2]詹晓北.食用胶的生产性能及应用[M].北京中国轻工业出版社，2003：72-73.