CN110477404A - 一种柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法，将柑橘属果皮粉碎后与水混合，常压条件下进行均质，然后醇沉、固液分离，干燥后得到所述的柑橘纤维；通过常压均质直接对柑橘属果皮进行处理，成本较低，对设备要求不高，流程简单，且无试剂残留。本发明通过改性增大果胶的含量，将与不溶性膳食纤维结合较为紧密的部分果胶释放出来，同时果胶和不溶性膳食纤维之间物理性地结合，形成一种疏松、比表面积较大的空间结构，使改性后的柑橘纤维具有高持水力、膨胀力；本发明得到的柑橘纤维富含果胶，对于提高其加工适应性、分散稳定性、生理活性，拓宽其应用范围具有重要意义。

Description

一种柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法
技术领域
本发明属于食品添加剂技术领域，特别涉及一种柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法。
背景技术
柑橘皮渣是柑橘加工过程中的副产物，其总膳食纤维含量高达50％，是制备优质膳食纤维的理想原料。优质的柑橘纤维因其优异的持水性、膨胀性等性能而被应用于乳制品、面制品、肉制品及饮料等产品中。
另外，柑橘皮渣中含有10～20％的果胶。部分果胶通过其中性糖侧链与不溶性膳食纤维结合，在柑橘纤维中，果胶起吸水、提供黏性等作用，不溶性膳食纤维则主要提供持水的网络结构。研究表明，果胶等水溶性膳食纤维的生理活性、胶凝性、乳化性和加工适应性均优于不溶性膳食纤维。目前，国内对柑橘纤维的研究还处于起步阶段，主要集中在单独提取果胶或不溶性膳食纤维方面，关于制备富含果胶的柑橘纤维的研究极少，果胶和不溶性纤维之间的具体作用尚不明确。
均质是使悬浮液体系中的分散物微粒化、均匀化的处理过程，起降低分散物尺度和提高分散物分布均匀性的作用，可提高体系的稳定性。目前对于不溶性膳食纤维的均质改性主要通过高压均质进行，高压均质主要依靠高压流体产生强烈的空穴效应和湍流作用使流体分散相中的颗粒破碎，从而达到均质的目的，但此方法耗能较大，设备的易损件较多。
因此，如何通过更为简便、节能经济的技术进一步提高柑橘纤维的持水力、膨胀力，还有待研究。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法；直接将柑橘属果皮进行常压均质改性制备柑橘纤维。
本发明的另一目的在于提供一种柑橘纤维，所述的柑橘纤维富含果胶。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法，包括如下步骤：
(1)柑橘属果皮粉碎后与水混合，常压条件下进行均质；
(2)在步骤(1)均质得到的悬浮液中加入乙醇进行醇沉，固液分离后取沉淀，干燥，即得所述的柑橘纤维。
所述的柑橘纤维富含果胶。
所述的柑橘属果皮包括柑橘、柠檬、橙子、柚子等水果的果皮，可以是新鲜水果榨汁后经干燥所得的水果皮渣。
优选地，步骤(1)中所述的粉碎为粉碎至可过40～80目筛。
优选地，步骤(1)中所述的柑橘属果皮粉与水混合的料液比为1:15～1:35。
优选地，步骤(1)中所述的均质的时间3～30min，更优选为6～15min。
优选地，步骤(1)中所述的均质的转速为4000～12000rpm。
优选地，步骤(1)中所述的水为去离子水、蒸馏水或超纯水。
优选地，步骤(2)中所述的醇沉为调节pH至6.5～7.5后加入乙醇进行醇沉。
优选地，所述的调节pH使用的是氢氧化钠。
优选地，步骤(2)中所述的乙醇为无水乙醇或体积分数95％的乙醇；乙醇的加入量为悬浮液体积的1～2倍。
优选地，步骤(2)醇沉的时间为静置20～60min。
优选地，步骤(2)中所述的固液分离可以为过滤；所述的过滤优选用200～400目滤布过滤。
优选地，步骤(2)中所述的干燥是指在55～65℃的条件下烘干。
一种柑橘纤维，通过所述的柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法制得，所述的柑橘纤维富含果胶，果胶与不溶性膳食纤维物理性地结合，形成具有高持水力、膨胀力的空间结构。
本发明通过直接对柑橘属果皮进行常压均质改性处理，使柑橘纤维的粒度减小，对反应性能较差的不溶性膳食纤维有一定的活化作用，同时把柑橘纤维中与不溶性膳食纤维结合较为紧密的水不溶性果胶释放出来，再通过乙醇将其沉淀下来，得到富含果胶的具有良好性能的柑橘纤维。由于天然膳食纤维中的果胶含量远低于不溶性膳食纤维含量，制备一种富含果胶的柑橘纤维，对于提高其加工适应性、拓宽应用范围具有重要意义。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、采用本发明的工艺，通过改性细化颗粒、增大果胶的含量，将与不溶性膳食纤维结合较为紧密的部分果胶释放出来，同时果胶和不溶性膳食纤维之间可能进行相互作用，形成一种疏松、比表面积较大的空间结构，可得到持水力、膨胀力较高的柑橘纤维，使柑橘属果皮得到有效的利用，拓宽了柑橘纤维的应用范围。
2、本发明采用常压均质直接对柑橘属果皮进行处理，成本较低，对设备要求不高，流程简单，且无试剂残留；本发明在常压下主要通过定转子之间相对的高速运动产生的高剪切作用，更有效地对本发明较硬的柑橘属果皮进行改性，且便于使用，处理量大，效果稳定，节能经济。
3、本发明制备得到的柑橘纤维富含果胶，果胶与不溶性膳食纤维物理性地结合，形成较为疏松的具有高持水力、膨胀力的空间结构，对柑橘纤维的加工适应性、分散稳定性、生理活性等性能有积极的作用。
附图说明
图1为未经均质改性的柑橘皮粉末的扫描电子显微镜图。
图2为本发明实施例5所得柑橘纤维的扫描电子显微镜图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
以下实施例中柑橘纤维性质测定方法如下：
(1)持水力测定：
称取0.100g柑橘纤维于15mL离心管中，加入10mL蒸馏水，振荡使其混合均匀，在室温下放置12h，在1000rpm的条件下离心15min，弃上清液称重。持水力计算方式如下：
持水力(g/g)＝[样品吸水后与离心管的总质量(g)-离心管的质量(g)]/样品干重(g)。
(2)膨胀力测定：
称取0.200g柑橘纤维于10mL量筒中，记录初始体积，加入10mL蒸馏水，振荡使其混合均匀，在室温下静置24h，读取最终体积。膨胀力计算方式如下：
膨胀力(mL/g)＝[最终体积(mL)-初始体积(mL)]/样品干重(g)。
(3)果胶含量测定：
果胶含量的测定根据《NY/T 2016-2011水果及其制品中果胶含量的测定分光光度法》进行。
实施例1
将柑橘皮(新鲜柑橘榨汁后经干燥所得的柑橘皮渣，包含约12％的果胶)粉碎后过40目筛，将其与去离子水按照料液比1:15混合，在4000rpm条件下均质3min，冷却至室温，用氢氧化钠调节pH至6.5，并加入等体积的95％乙醇，静置20min后用200目滤布进行过滤，弃去液体，固体在55℃的条件下干燥至恒重，得到柑橘纤维。测定其持水力和膨胀力。
所测得的柑橘纤维持水力为13.80g/g，膨胀力为22.97mL/g。
实施例2
将柑橘皮(新鲜柑橘榨汁后经干燥所得的柑橘皮渣，包含约12％的果胶)粉碎后过60目筛，将其与去离子水按照料液比1:20混合，在6000rpm条件下均质6min，冷却至室温，用氢氧化钠调节pH至7.0，并加入1.5倍体积的无水乙醇，静置30min后用200目滤布进行过滤，弃去液体，固体在60℃的条件下干燥至恒重，得到柑橘纤维。测定其持水力和膨胀力。
所测得的柑橘纤维持水力为16.03g/g，膨胀力为24.66mL/g。
实施例3
将柑橘皮(新鲜柑橘榨汁后经干燥所得的柑橘皮渣，包含约12％的果胶)粉碎后过80目筛，将其与去离子水按照料液比1:20混合，在10000rpm条件下均质6min，冷却至室温，用氢氧化钠调节pH至7.0，并加入1.5倍体积的无水乙醇，静置30min后用200目滤布进行过滤，弃去液体，固体在60℃的条件下干燥至恒重，得到柑橘纤维。测定其持水力和膨胀力。
所测得的柑橘纤维持水力为15.18g/g，膨胀力为25.27mL/g。
实施例4
将柑橘皮(新鲜柑橘榨汁后经干燥所得的柑橘皮渣，包含约12％的果胶)粉碎后过80目筛，将其与去离子水按照料液比1:20混合，在12000rpm条件下均质6min，冷却至室温，用氢氧化钠调节pH至7.0，并加入1.5倍体积的无水乙醇，静置30min后用200目滤布进行过滤，弃去液体，固体在65℃的条件下干燥至恒重，得到柑橘纤维。测定其持水力和膨胀力。
所测得的柑橘纤维持水力为14.85g/g，膨胀力为25.69mL/g。
实施例5
将柑橘皮(新鲜柑橘榨汁后经干燥所得的柑橘皮渣，包含约12％的果胶)粉碎后过80目筛，将其与去离子水按照料液比1:30混合，在6000rpm条件下均质9min，冷却至室温，用氢氧化钠调节pH至7.5，并加入2倍体积的无水乙醇，静置40min后用300目滤布进行过滤，弃去液体，固体在65℃的条件下干燥至恒重，得到柑橘纤维。测定其持水力、膨胀力和果胶含量。
所测得的柑橘纤维持水力为18.15g/g，膨胀力为22.48mL/g，果胶含量为25.87％。
本实施例中所得柑橘纤维的微观结构通过高分辨场发射扫描电子显微镜观察，将过80目筛后的柑橘纤维经过粘台、喷金后，在加速电压为5kV、放大倍数为3000倍的条件下观察柑橘纤维的形貌，结果如图2所示。
实施例6
将柑橘皮(新鲜柑橘榨汁后经干燥所得的柑橘皮渣，包含约12％的果胶)粉碎后过80目筛，将其与去离子水按照料液比1:35混合，在10000rpm条件下均质30min，冷却至室温，用氢氧化钠调节pH至7.5，并加入等体积的无水乙醇，静置60min后用400目滤布进行过滤，弃去液体，固体在65℃的条件下干燥至恒重，得到柑橘纤维。测定其持水力和膨胀力。
所测得的柑橘纤维持水力为14.36g/g，膨胀力为22.29mL/g。
对比例
将柑橘皮(新鲜柑橘榨汁后经干燥所得的柑橘皮渣，包含约12％的果胶)粉碎后过80目筛，将其与去离子水按照料液比1:40混合，在30MPa、60℃的条件下均质两遍，用氢氧化钠调节pH至7，并加入等体积的无水乙醇，静置30min后用200目滤布进行过滤，弃去液体，固体在60℃的条件下干燥至恒重，得到柑橘纤维。测定其持水力和膨胀力。
所测得的柑橘纤维持水力为18.85g/g，膨胀力为26.49mL/g。
以上实施例及对比例所得的柑橘纤维和未经均质改性的柑橘纤维的持水力和膨胀力测定结果如表1所示。
表1
样品 持水力(g/g) 膨胀力
实施例1 13.80 22.97
实施例2 16.03 24.66
实施例3 15.18 25.27
实施例4 14.85 25.69
实施例5 18.15 22.48
实施例6 14.36 22.29
对比例 18.85 26.49
未经均质改性 10.08 8.10
由表1可知，经均质改性后的柑橘纤维，其持水力和膨胀力均有提高，果胶含量可达25.87％，有利于其应用于乳制品、面制品、肉制品及饮料等产品中。另外，高压均质效果与本发明的效果基本相当，由此可见，本发明更为经济、节能，产业前景良好。
另外，由图1和图2结果可见，粉碎后过80目筛得到的柑橘皮粉末在改性前，果胶与不溶性膳食纤维结合得比较紧密；本发明所得柑橘纤维与柑橘皮粉末相比，结构更为疏松，比表面积大大增加，有利于持水力和膨胀力的提升，改善柑橘纤维的加工适应性和分散稳定性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)柑橘属果皮粉碎后与水混合，常压条件下进行均质；
(2)在步骤(1)均质得到的悬浮液中加入乙醇进行醇沉，固液分离后取沉淀，干燥，即得所述的柑橘纤维。
2.根据权利要求1所述的柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的均质的转速为4000～12000rpm；
所述的柑橘属果皮为柑橘、柠檬、橙子、柚子的果皮。
3.根据权利要求1所述的柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的均质的时间为3～30min；
步骤(2)中所述的乙醇为无水乙醇或体积分数95％的乙醇。
4.根据权利要求1所述的柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的柑橘属果皮粉与水混合的料液比为1:15～1:35；
步骤(1)中所述的均质的时间为6～15min。
5.根据权利要求1所述的柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的粉碎为粉碎至可过40～80目筛；
步骤(2)中所述的乙醇的加入量为悬浮液体积的1～2倍。
6.根据权利要求1所述的柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的醇沉为调节pH至6.5～7.5后加入乙醇进行醇沉；
步骤(2)中所述的固液分离为过滤。
7.根据权利要求6所述的柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法，其特征在于：
所述的调节pH使用的是氢氧化钠；
所述的过滤用200～400目滤布过滤。
8.根据权利要求1所述的柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法，其特征在于：
步骤(2)醇沉的时间为静置20～60min。
9.根据权利要求1所述的柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的干燥是指在55～65℃的条件下烘干。
10.一种柑橘纤维，其特征在于：
通过权利要求1～9任一项所述的柑橘属果皮均质改性制备柑橘纤维的方法制得。
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