CN104231111A - 一种以菠萝蜜果皮为原料提取果胶的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以菠萝蜜为原料提取果胶的方法。该方法，包括如下步骤：1)将菠萝蜜果皮和果腱干燥后，粉碎，得到干粉；2)将步骤1)所得干粉、水和纤维素酶混匀进行酶解，抽滤去渣，取上层清液，得到果胶清液；3)将步骤2)所得果胶清液浓缩、干燥，得到所述果胶。该方法的提取率达13.69％。且总半乳糖醛酸含量比国家规定标准高22.6％，为87.6％。且在整个提胶的工艺流程中，不用酸、碱和有机溶剂，生产安全、流程短、成本低、低碳环保。其提胶后的残渣未受溶剂污染与破坏，保留了原有营养成分，仍可作饲料、无废物排放。

Description

一种以菠萝蜜果皮为原料提取果胶的方法

技术领域

本发明涉及一种以菠萝蜜为原料提取果胶的方法。

背景技术

果胶(pectin)是人类食品和药品的天然成分，是FAO/WHO食品添加剂联合委员会推荐的公认安全的新型、天然、功能型的食品添加剂。由于它具有优良的胶凝化和胶乳作用，被广泛用于食品、医药、化妆品、纺织、国防等工业。如在食品工业上广泛用于果酱、果冻、果脯、蜜饯、软糖、冰淇淋、焙烤食品及饮料等。

据报导，2007年全球果胶需求量约为4万t，我国需求量为8000t，进口果胶约占80％，目前，果胶一般是从柑桔皮，柠檬皮、苹果皮中提取，而对果胶含量丰富，约占菠萝蜜果实44％以上的果皮却研究甚少，尚未充分开发利用。

因此，如何扩大资源的综合利用，提高果胶产业的科技含量，增加产量，提高品质，以满足国内市场需求已显得极为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种以菠萝蜜果皮为原料提取果胶的方法。

本发明提供的以菠萝蜜果皮为原料提取果胶的方法，包括如下步骤：

1)将菠萝蜜果皮和果腱干燥后，粉碎，得到干粉；

2)将步骤1)所得干粉、水和纤维素酶混匀进行酶解，抽滤去渣，取上层清液，得到果胶清液；

3)将步骤2)所得果胶清液浓缩、干燥，得到所述果胶。

菠萝蜜果实主要分：1.菠萝蜜果肉、菠萝蜜果皮、菠萝蜜果腱、菠萝蜜种子及菠萝蜜花序轴5个部分。各部分的重量比见表1。

表1、菠萝蜜各组织重量比

从表1可见，菠萝蜜果皮和没有发育成熟的苞肉—果腱约占全果重量的44.01％，它们含有丰富的果胶，是提取果胶的优质原料。

表2、不同植物组织中的果胶含量

从表2可见，不同植物组织中果胶含量差异很大，而菠萝蜜果皮中果胶含量为13.69％，仅低于向日葵和柑桔皮.比许多水果中果胶含量都高，是提取果胶的优质资源。

上述方法步骤1)干燥步骤中，温度为50-80℃，具体为60℃、70℃、75℃或60-75℃；

干燥后的菠萝蜜果皮和果腱中水的质量百分含量为2-10％，具体为2％、3％、4％或2-4％。

粉碎步骤中，筛孔的直径为60-120目，具体为80、90、100或80-100目。

步骤2)酶解步骤中，所述纤维素酶的酶活为15000u/g-200000u/g，具体为15000u/g；

酶活的定义为：采用DNS法，在pH值为4.8、50℃的条件下，1ml酶液催化2％羧甲基纤维素钠分解，每小时产生1.0mg还原糖(以葡萄糖计)定义为一个活力单位，以U/g表示。

所述干粉和水的质量比为1∶15-25，具体为1∶15、1∶20、1∶25或1∶20-25或1∶15-20。

所述纤维素酶的用量为所述干粉质量的0.1-0.6％，具体为0.3％、0.4％、0.5％或0.3-0.5％；

该酶解步骤的温度为40-60℃，具体为50℃、52℃、55℃或50-55℃；pH值为4-6，具体为4.5、4.8、5.8或4.5-5.8；时间为16-20小时，具体为16、18或20小时。

步骤3)浓缩步骤中，温度为60-80℃，具体为65℃、70℃或65-70℃；

浓缩后产物的体积为原体积的10-20％，具体为15％；固形物的质量百分含量为10-20％，具体为15％；

所述干燥步骤中，干燥方法为喷雾干燥；

所述喷雾干燥中，进风温度具体为170-190℃，出风温度具体为70-100℃。

所述方法还包括如下步骤：

在所述步骤1)干燥步骤之前，将所述菠萝蜜果皮和果腱进行如下预处理：

将所述菠萝蜜果皮和果腱在沸水中蒸制后，浸泡于水中，脱色去杂后，抽滤除水，收集滤渣。

所述蒸制步骤中，时间为10-30分钟，具体为10分钟、20分钟、25分钟或10-25分钟；

所述浸泡步骤中，水的温度为60-80℃，具体为60℃、65℃、70℃或60-70℃；

浸泡的次数为2-5次；

每次浸泡的时间均为20-40分钟，具体为20分钟、25分钟、30分钟或20-30分钟。

按照上述方法制备得到的果胶产品，也属于本发明的保护范围。

本发明提供的制备果胶的方法，以菠萝蜜的果皮和果腱为原料，通过正交试验，研究了酶法提取菠萝蜜果皮(含果腱)果胶的最佳工艺条件，提取率达13.69％。且总半乳糖醛酸含量比国家规定标准高22.6％，为87.6％。

同时，本方法还具有以下特点：

1.在整个提胶的工艺流程中，不用酸、碱和有机溶剂，生产安全、流程短、成本低、低碳环保。

2.其提胶后的残渣未受溶剂污染与破坏，保留了原有营养成分，仍可作饲料、无废物排放。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。下述实施例所用纤维素酶均购自国药集团化学试剂有限公司，酶活为15000u/g，产品编号为64001131。

实施例1

以菠萝蜜果皮为原料提取果胶的方法，包括如下步骤：

1、清洗灭酶

将菠萝蜜果皮和果腱清洗干净，切成约3～5cm³小块，在沸水上蒸10分钟，以出去果胶酶的活性。

2、脱色、脱糖和去杂

在60℃的水中浸泡20分钟，重复3次，脱色、脱糖和去杂后，用抽滤的方法去掉水分，取其果渣，60℃恒温，鼓风干燥，至含水量达3％。

3、制粉过筛

将鼓风干燥后的果皮和果腱用高速粉碎机粉碎，并过80目筛，得干粉。

4、酶解提胶

称取干粉100g，加入1500g的水和0.4g的酶活为15000u/g的纤维素酶绿色木酶，调pH值为4.5，在恒温水浴上50℃，酶解16h，然后抽滤去渣，取上层清液，得果胶清液。

5、减压浓缩

用BüCHI公司生产的小型旋转蒸发器，在70℃减压浓缩至原体积的10％，使固形物的质量百分含量达20％即可。

6、喷雾干燥

在小型喷雾干燥器(BüCHI mini spray Dryer)上调进风温度180-190℃，出风温度80-90℃，压力喷雾，即得本发明提供的果胶干粉，含水量为3.2％，果胶提取率为13.69％。

7、制袋包装

在无菌间或无菌生产线上，用小型自动制袋包装机，用铝塑复合包装袋，自动制袋包装，每小袋装10g，每大袋装10小袋，为100g。

经过如上提取果胶后所得的菠萝蜜果皮渣，其质量约占果皮总质量的85％。

由于该实施例所用提取果胶的方法，未用酸、碱和有机溶剂处理菠萝蜜果皮，故提取果胶后，果皮中的营养成分仍未被污染和破坏，种类和含量仍较丰富，其中各成分的检测报告见表3。

表3、菠萝蜜果皮(含果腱)成分检测报告

*报告为国家食品质量安全监督检验中心，依据GB5009，12-2010《食品安全国家标准，食品中铅的测定》等的检测结果。

**矿物质、维生素和氰化物的单位均为mg/Kg，总黄酮的单位为mg/100Kg。

由表3可知，该果皮渣中蛋白质含量为10.5％，高于玉米和水稻，且氨基酸种类齐全，比例较平衡，淀粉占10.6％，总糖占0.74％，畜禽类常缺乏的Ca、K、Mg、P、Fe较丰富。此外，它还含有多种维生素如Vc、Vb₁.和β-胡萝卜及具有一定生理活性的黄酮类物质，而重金属(P_b，As，Hg)和氰化物远低于国家规定的畜禽饲用标准。因此，提取果胶的果皮残渣仍可作饲料利用。

将该实施例所得果胶按照中华人民共和国卫生部2010-12-21日发布、2011-02-21实施的GB25533-2010《食品安全国家标准食品添加剂果胶》的国家标准进行测定，所得结果见表4。

表4、菠萝蜜果皮果胶成分与国家标准比较

由表4可知，该果胶产品符合中华人民共和国卫生部2010-12-21日发布、2011-02-21实施的GB25533-2010《食品安全国家标准食品添加剂果胶》的国家标准，且其中总半乳糖醛酸含量远高于国家规定标准(国标要求≥65％)的22.6％，为87.60％。

实施例2

以菠萝蜜果皮为原料提取果胶的方法，包括如下步骤：

1、清洗灭酶

将菠萝蜜果皮和果腱洗净，切成3～5cm²小块，在沸水上蒸20分钟以除去果胶酶的活性。

2.脱色，脱糖和去杂

在65℃的水中浸泡30分钟，重复4次，脱色、脱糖和去杂后，用抽滤的方法去掉水份，取其渣于70℃鼓风干燥，至含水量达4％。

3.制粉过筛

将鼓风干燥后的果皮和果腱用高速粉碎机粉碎并过90目筛，得干粉。

4.酶解提胶

称取干粉150g加入3000g的水和0.45g的酶活为15000u/g纤维素酶绿色木酶，调节体系的pH值为5.8，在恒温水浴上55℃，酶解18h，然后，抽滤去渣，取上层清液，得果胶清液。

5.减压浓缩

用BüCHI公司生产的小型旋转蒸发器，在80℃恒温下减压浓缩至原体积的15％，使固形物的质量百分含量为15％即可。

6.喷雾干燥

在小型喷雾干燥器(BüCHI mini spray Dryer)上，调进风温度170-180℃，出风温度85-90℃，压力喷雾干燥，即得本发明提供的果胶干粉，含水量为3.1％，果胶提取率为13.56％。

7.制袋包装

在无菌间或无菌生产线上，用小型自动制袋包装机，自动制袋包装，用铝型复合包装袋，每小袋装10g，每大袋装10小袋为100g。

该实施例提取果胶后所得的菠萝蜜果皮渣的成分检测报告与实施例1表3无实质性差别，不再赘述。

该果胶产品中，总半乳糖醛酸百分含量为87.26％，高于GB25533-2010国标规定的总半乳糖醛酸(≥65％)22.26％。

实施例3

以菠萝蜜果皮为原料提取果胶的方法，包括如下步骤：

1、清洗灭酶

将菠萝蜜果皮和果腱清洗干净，切成2-3cm³小块，在沸水上蒸25分钟，以除去果胶酶活性。

2、脱色脱糖和去杂

在70℃的水中浸泡25分钟，重复2次，脱色、脱糖和去杂后，用抽滤方法去掉水分，取其果皮渣于75℃鼓风干燥至含水量达2％。

3.制粉过筛

将鼓风干燥后的菠萝蜜果皮和果腱用高速粉碎机粉碎并过100目筛，得其干粉。

4.酶解提胶

称取干粉200g，加入5000g的水和1g酶活为15000u/g的纤维素酶绿色木酶，调节体系的pH为4.8，在恒温水浴上52℃酶解20h，然后，抽滤去果渣，取上层清液，得果胶清液。

5.减压浓缩

用BüHI公司生产的小型旋转蒸发器，在65℃减压浓缩至原体积的20％，使固形物的质量百分含量为10％即可。

6.喷雾干燥

在小型喷雾干燥器(BüCHI mini spray pryer)上，进风温度180～190℃，出风温度80～100℃，压力喷雾干燥、即得本发明提供的果胶干粉，含水量为3.8％，提取率为13.82％。

7.制袋包装

在无菌间或无菌生产线上，用小型自动制袋包装机，自动制袋包装，用铝塑复合袋，每小袋装10g，每大袋装10小袋，为100g。

该实施例提取果胶后所得的菠萝蜜果皮渣的成分检测报告与实施例1表3无实质性差别，不再赘述。

该果胶产品中，总半乳糖醛酸百分含量为87.3％，高于GB25533-2010国标规定的总半乳糖醛酸(≥65％)22.3％。

Claims (10)

1.一种以菠萝蜜为原料提取果胶的方法，包括如下步骤：

1)将菠萝蜜果皮和果腱干燥后，粉碎，得到干粉；

2)将步骤1)所得干粉、水和纤维素酶混匀进行酶解，抽滤去渣，取上层清液，得到果胶清液；

3)将步骤2)所得果胶清液浓缩、干燥，得到所述果胶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)干燥步骤中，温度为50-80℃；或，

干燥后的菠萝蜜果皮和果腱中水的质量百分含量为2-10％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤1)粉碎步骤中，筛孔的直径为60-120目。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：所述步骤2)酶解步骤中，

所述纤维素酶的酶活为15000u/g-200000u/g；或，

所述干粉和水的质量比为1∶15-25；或，

所述纤维素酶的用量为所述干粉质量的0.1-0.6％。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于：所述步骤2)酶解步骤中，温度为40-60℃；或，

pH值为4-6；或，

时间为16-20小时。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于：所述步骤3)浓缩步骤中，温度为60-80℃；或，

浓缩后产物的体积为原体积的10-20％；固形物的质量百分含量为10-20％；或，

所述干燥步骤中，干燥方法为喷雾干燥；或，

所述喷雾干燥中，进风温度具体为170-190℃，出风温度具体为70-100℃。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于：所述方法还包括如下步骤：

在所述步骤1)干燥步骤之前，将所述菠萝蜜果皮和果腱进行如下预处理：

将所述菠萝蜜果皮和果腱在沸水中蒸制后，浸泡于水中，脱色去杂后，抽滤除水，收集滤渣。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述蒸制步骤中，时间为10-30分钟；或，

所述浸泡步骤中，水的温度为60-80℃；或，

浸泡的次数为2-5次；或，

每次浸泡的时间均为20-40分钟。

9.权利要求1-8任一所述方法制备得到的果胶。

10.根据权利要求9所述的果胶，其特征在于：所述果胶中，总半乳糖醛酸的质量百分含量高于65％，具体为70-90％，更具体为85-88％。