CN102702379A - 一种柑橘果胶的提取及制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柑橘果胶的提取及制备工艺。以干燥的柑橘果皮为原料，增加原料预处理步骤，利用多批次微波加热法从柑橘类果皮中提取果胶。这一提取工艺缩短了提取时间，克服了果胶因在强酸提取条件下，长时间加热所造成的果胶降解，从而带来的果胶得率低的缺点。本发明利用较少的提取时间和简单的提取步骤得到产率更高，色泽更好的果胶，减少了耗能，降低了生产成本。

Description

一种柑橘果胶的提取及制备工艺

技术领域

本发明涉及一种提取和制备果胶的方法。具体来讲，是涉及一种从芸香科柑橘属植物果皮原料中提取得到果胶的方法。利用多批次微波加热法从柑橘类果皮中来提取果胶。这一提取工艺克服了在酸提取方法中加热时间长的缺点。本发明利用较少的提取时间和简单的提取步骤来得到产率更高，色泽更好的果胶，减少了耗能，降低了生产成本。

背景技术

果胶是一类构成细胞结构成分的高分子多糖物质，它广泛存在于绿色植物相邻细胞壁的中胶层。果胶是通过α-1，4糖苷键连接起来的聚半乳糖醛酸的长链聚合物，一般为白色或淡黄色粉末，略带果香味，具有水溶性。

世界粮农组织(FAO)和欧盟(EU)规定，果胶必须含有≥65％的半乳糖醛酸。除此之外，果胶分子还含有部分中性糖组分，如鼠李糖，阿拉伯糖和半乳糖。

由于果胶来源于植物提取物，无毒无害，在食品加工上具有良好的胶凝、增稠、稳定、乳化和悬浮功能。因此，果胶已广泛应用于食品，医药，化工，纺织等行业，对改善人们的生活发挥了积极的作用。

传统的制备果胶的工艺主要有沸水提取法，酸提取法，离子交换法，微生物法与盐析法等。传统的沸水提取法是最简单最容易操作的方法。将原料置于沸水中提取，使果胶溶出，将果胶提取液离心，过滤，得到果胶澄清液。此法虽操作简单，但得率低，杂质较多，且只能提取原料中部分水溶性的果胶。酸提取法是利用果胶在酸性溶液中的可溶性，进行加热提取，将果胶从植物组织中萃取出来。此法的缺点是在提取中果胶分子会发生局部降解，产率下降。离子交换法是采用酸水解与离子交换树脂相结合的方法，酸解使果胶溶解，阳离子交换树脂通过吸附阳离子来加速果胶溶解，阴离子交换树脂可吸附低分子物质，提高果胶的纯度。但此法由于加热时间过长，可能会降低果胶的产率与胶凝度。微生物法是利用原果胶酶能催化原果胶水解生成果胶这一性质，利用添加的或微生物所分泌的酶，促进原果胶的分解和果胶的溶出。但此法工艺繁琐，对设备，工艺条件要求严格，生产成本较高。盐析法是在酸提取果胶后，采用铁盐，铝盐或铁铝混合盐来沉淀果胶，从而将果胶分离出来。但此法可能由于在盐析过程中，脱盐不彻底，造成果胶粘度下降，果胶凝胶度不高。

发明内容

本发明采用一种改进的果胶提取工艺。以柑橘属植物果皮为原料，利用多批次微波加热法从柑橘类果皮中来提取果胶。这一提取工艺克服了以前方法中果胶提取得率低，加热时间长的缺点。本发明利用较少的提取时间和简单的提取步骤来得到产率更高，色泽更好的果胶，减少了溶剂，水，电的消耗，降低了生产成本。

因此，本发明的一个目的在于利用先将干皮置于温水中浸泡，待其复水后再加热的方法，减少提取时间，提高提取效率。

本发明的另一个目的是提供一种多批次微波加热提取果胶的方法。

本发明的再一个目的是提供一种简单的果胶制备方法。

本发明中，所述果胶的糖组成为阿拉伯糖、木糖、半乳糖和葡萄糖。其摩尔比为：Ara∶Xyl∶Gal∶Glc＝(1-2)∶(0.1-0.3)∶(0.1-0.3)∶(0.1-0.3)；平均分子量为1760,000Da，分子量范围为500,000-3000,000Da。半乳糖醛酸含量≥65％。

果胶糖醛酸含量测定：

称取5g试样(精确至0.0001g)，置于烧杯中，加入100ml盐酸-乙醇溶液，搅拌10min。用干燥至恒重的G3砂芯漏斗过滤，真空抽吸滤干后用盐酸-乙醇溶液洗涤6次，每次用15ml，再用乙醇溶液数次冲洗直至滤出物不含氯离子，最后用20ml无水乙醇冲洗滤干，在105℃下干燥2hrs，冷却后称重。

准确称取1/10干燥后的样品，移入一个250ml具塞锥形烧瓶中，用2ml无水乙醇湿润。加入100ml新煮沸并冷却的水，加上瓶塞，不时转动至试样完全溶解，加5滴酚酞指示剂，用0.1mol/L氢氧化钠标准滴定溶液滴定，滴定至粉红色30s不退色为终点，记录下所消耗的0.1mol/L氢氧化钠标准滴定溶液的体积V1(初始滴定度)。加入20.0ml 0.5mol/L氢氧化钠溶液，加上瓶塞，用力振摇后静置15min，加入20.0ml 0.5mol/L盐酸标准滴定溶液，振摇至粉红色消失，然后用0.1mol/L氢氧化钠标准滴定溶液滴定，用力振摇至弱粉红色30s不退色为终点。记录下所消耗的0.1mol/L氢氧化钠标准滴定溶液的体积V2(皂化滴定度)。

(根据GB25533-2010食品安全国家标准对于食品添加剂果胶的要求进行)本发明中，所述果胶为淡黄色粉末，略带果香味，溶于水后为粘稠溶液。

根据本发明的一个目的是提供了一种改进的干果皮的预处理方法。从芸香科柑橘属植物的干燥果皮中进行的预处理方法。包括如下步骤：

(1)取干燥的果皮，将原料搅碎至粒径2-3mm；置于适量温水中浸泡30-40分钟，待其表面膨胀复水后再进行加热至煮沸；保持沸水浴中加热8-10分钟，以钝化果胶酶的活性；再将其加热后的原料用纱布过滤，压去汁液。用清水漂洗数次，尽可能除掉原料的苦味，色素及其中的可溶性杂质。

其中步骤(1)中所述的果皮为芸香科柑橘属植物干燥，无菌斑果皮。

步骤(1)中所述的待其表面膨胀复水为干燥果皮的体积膨胀近似于新鲜果皮的体积。

步骤(1)中所述的纱布为医用纱布，压去汁液为原料解压后不再流出液体为度。

步骤(1)中所述的用清水漂洗数次，其最佳数次为3-4次。

根据本发明的另一个目的，本发明提供了一种多批次微波加热提取果胶的方法。

本发明依次包含以下步骤：

(1)称取一定量的果皮原料，按料液比1∶10-15加入蒸馏水，用盐酸调PH至1.6-1.8，置于微波设备中以600W-800W加热6-8分钟，用纱布过滤，压去汁液；得到第1次提取液。

(2)按以上步骤重复进行微波加热提取，共提取6-8次，合并提取液。

其中步骤(1)中所述的料液比为原料与蒸馏水的体积比。

其中步骤(1)中所述的W为微波设备上标注的功率瓦数。

本发明的再一个目的，本发明提供了一种简单的果胶制备方法。包括如下步骤：

(1)将合并后的提取液用干燥的纱布棉花过滤层过滤，用减压真空抽滤设备收集滤液，得到果胶提取液。

(2)该提取液用减压真空设备浓缩，控制温度60-65℃，浓缩提取液至原体积的约1/4-1/5体积为止，得到浓缩液。

(3)在浓缩液中加入等体积乙醇进行醇沉，并使得浓缩液中乙醇的终浓度为50％。在常温下使乙醇与果胶溶液的混合物静置4小时至8小时，可见沉淀。

(4)将所得到的乙醇与果胶的沉淀混合物进行高速离心，离心转速为10,000-12,000rpm，5-10分钟，得到沉淀物。

(5)将所得沉淀物在140℃下进行喷雾干燥，得到果胶粉末。

本发明采用一种改进的果胶提取工艺。以干燥的柑橘属果皮为原料，增加原料预处理步骤，利用多批次微波加热法提取果胶。这一提取工艺缩短了提取时间，克服了果胶因在强酸提取条件下，长时间加热所造成的果胶降解，从而带来的果胶得率低的缺点。

本发明利用较少的提取时间和简单的提取步骤得到产率更高，色泽更好的果胶，减少了耗能，降低了生产成本。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的果胶的提取分离流程图。

图2是根据本发明的一个实施方式的果胶的糖组成分析图(GC)图。

图3是根据本发明的一个实施方式的果胶的分子量分布图(HPLC)图。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步阐述，以下实施方式只以举例的方式描述本发明。很明显，本领域普通技术人员可在本发明的范围和实质内，对本发明进行各种变通和修改。需要了解的是，本发明意欲涵盖在所附权利要求书中包括的变通和修改。

仪器：

岛津SIL-20A自动进样器，LC-20AD高压泵，CTO-20A柱温箱，SPD-20A紫外可见光检测器，CBM-20A系统控制器及GPC数据处理软件。两根多糖专用凝胶色谱柱Ultrahydrogel500和Ultrahydrogel2000(7.8mm×300mm，羟基化的聚甲基丙烯酸甲酯，排阻极限分别为4×10⁵和7×10⁶Da)以及一根预柱Ultrahydrogel Guard Column(6μm，6x40mm)串联；色谱条件：以Buffer(7.32g磷酸氢二钾以及0.4g磷酸二氢钾混和定容至1L)为流动相，柱温为35℃，流速为每分钟0.5ml，进样量为20μl。Labconco6型冷冻干燥器(英国Labconco公司)，日立CR-22G型高速离心机(日本Hitachi公司)，电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)，EYELA-N1100型旋转蒸发仪，UV1000紫外可见分光光度计(上海天美科学仪器有限公司)，Midea微波炉(佛山微波电器制造公司)。

药品和试剂：

柑橘属果皮实体购自于上海胡庆余堂药店。

乙醇购于上海禾汽医疗器械有限公司。

实施例1果胶的制备：

(1)将干燥橘皮1kg粉碎至粒径2-3mm，浸泡于温水中30分钟，待其表面膨胀复水后再进行加热至煮沸，在沸水浴中加热8分钟，以钝化果胶酶的活性；之后用纱布过滤，压去汁液；用清水漂洗3次。

(2)称取100g预处理后的橘皮，按料液比1∶10加入蒸馏水1000ml，用酸度计调PH至1.8，置于微波炉中800W加热6min，之后进行过滤。按此方法重复进行6次800W微波加热提取，过滤得到6次提取液约5500ml。用已干燥的纱布叠置2层，并加入棉花，置于布氏漏斗中，用减压真空泵抽滤收集滤液，合并滤液，得到果胶提取液。

(3)将5500ml果胶提取液用旋转真空蒸发仪进行浓缩，温度60℃，浓缩至约1/4体积即约1375ml浓缩液。

(4)在浓缩液中加入医用乙醇进行醇沉，并使得乙醇的终浓度为50％。

(5)在常温下使乙醇与果胶溶液的混合物静置5hrs，可见沉淀。

(6)将所得到的乙醇与果胶的沉淀混合物进行离心，12000rpm离心5min，得到沉淀物。

(7)将沉淀物在140℃下进行喷雾干燥，收集得到果胶粉末，产率大于20％。

Claims (4)

1.一种提取和制备果胶的方法，其特征在于该果胶的糖组成主要为：阿拉伯糖、木糖、半乳糖和葡萄糖；其摩尔比为：Ara∶Xyl∶Gal∶Glc＝(1-2)∶(0.1-0.3)∶(0.1-0.3)∶(0.1-0.3)；平均分子量为1760,000Da；分子量范围为500,000-3000,000Da；半乳糖醛酸含量≥65％。

2.一种制备如权利要求1所述的果胶制备的方法，包括如下步骤：

(1)取芸香科柑橘属植物干燥的果皮，将原料搅碎至粒径2-3mm，置于适量温水中浸泡30-40分钟，待其表面膨胀复水后再进行加热至煮沸，保持沸水浴中加热8-10分钟，再将其加热之后的原料用纱布过滤，压去汁液，用清水漂洗3-5次；

(2)称取一定量的果皮原料，按料液比1∶10-15加入蒸馏水，用盐酸调PH至1.6-1.8，置于微波设备中600W-800W(适用于大生产，原料增多，可用适当功率的微波设备)加热6-8分钟，得到第1次提取液。按以上方法重复进行微波加热提取，共提取6-8次，合并提取液；

(3)将合并后的提取液用干燥的纱布棉花过滤层过滤，用减压真空抽滤设备收集滤液，得到果胶提取液；

(4)将提取液用减压真空浓缩，温度60-65℃，浓缩至原体积的约1/4-1/5体积为止，得到浓缩液；

(5)在浓缩液中加入95％的等体积乙醇进行醇沉，并使得浓缩液中乙醇的终浓度为50％。在常温下使乙醇与果胶溶液的混合物静置4小时至8小时，得到沉淀；

(6)将所得到的乙醇与果胶的沉淀混合物进行离心，离心转速为10000-12000rpm，5-10分钟，得到沉淀物；

(7)将所得沉淀物在140℃下进行喷雾干燥，收集得到果胶粉末。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中步骤(1)中所述的果皮为干 燥，无菌斑原料；

步骤(1)中所述的待其表面膨胀复水为原料的体积膨胀近似于新鲜品的体积；

步骤(1)中所述的纱布为医用纱布，压去汁液为原料解压后不再流出液体为度；

步骤(1)中所述的用清水漂洗数次，其最佳数次为3-4次。其中步骤(2)中所述的料液比为原料与蒸馏水的体积比；

其中步骤(4)提取液用减压真空浓缩，温度60-65℃，浓缩至原体积的约1/4-1/5体积；

其中步骤(5)加入95％的等体积乙醇进行醇沉，并使得浓缩液中乙醇的终浓度为50％；其中步骤(6)离心转速为10000-12000rpm，5-10分钟；

其中步骤(7)140℃下进行喷雾干燥；得率大于20％。

4.根据权利要求1所述的从柑橘类果皮中提取果胶的方法，其特征在于：所述的柑橘属果皮为柑橘果皮，香柚果皮或香橙果皮。 

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