CN1820029A - 制备含纤维果胶的方法及其产品和应用 - Google Patents
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- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
提供一种处理含果胶的植物材料的方法,其以一种方式得到含纤维果胶产品以及后续的果胶产品,具有高分子量的果胶聚合物以及在果胶聚合物中均匀分布的去酯化位点,从而提供具有增强的形成凝胶和/或提供粘性性能的产品。
Description
技术领域
本发明涉及由含果胶的植物材料制备果胶产品的领域。特别的,提供一种制备新型含纤维果胶产品的新方法以及由所述含纤维果胶产品得到的新型果胶产品。
背景技术
在由马铃薯制备马铃薯淀粉的工业生产中,所得到的副产品中包括所谓的马铃薯浆和马铃薯的纤维物质。已知由其它农产品也得到相似的副产品或者废品,例如由甜菜制备糖过程中的甜菜片,由柑橘水果生产果汁和精油过程中的橘皮和橘浆,以及苹果酒生产过程中的果渣残留物。
这些植物副产品经常被认为是废品并以最适当和最廉价的方式处理。然而,能够理解,将这些植物副产品进一步开发为更具有商业价值的产品,具有非常明显的优点。
这些副产品的共同特征是它们主要(大约80~100%)由可溶和不溶的植物纤维组成,其中大约60~80%为可食用纤维,包括三种生物高聚物:在所有植物细胞壁结构中的纤维素、半纤维素和果胶,其被认为是纤维素-半纤维素-果胶的网络结构,在其中果胶除了作为一种结构元素外,也构成为植物细胞提供硬度的“接合剂”。果胶通过共价键、氢键和/或离子相互作用结合到其它细胞壁上的复合体结构,通常称作为原果胶(protopectin)。果胶本身可以通过对原果胶进行控制的酸或者碱水解提取来获得。
果胶是线性的聚合物,其含有α-D-半乳糖醛酸单元,其通过α-1,4-糖苷键结合形成长链的多聚半乳糖醛酸。半乳糖醛酸单元以不同的程度被甲醇酯化。这样,在酯化程度(DE)高于50%的高酯果胶与酯化程度低于50%的低酯果胶就造成了差别。酯化程度定义为甲基-酯化半乳糖醛酸单元的数目,其表示为总半乳糖醛酸单元在果胶分子中的百分比,因此可以是0%~100%之间的数值。
在来自例如马铃薯和甜菜的植物材料某些种类的果胶中,半乳糖醛酸单元的不同部分可以另外被乙酰化,表示为乙酰化程度(DAc),其与酯化程度是相似定义的,即在全部半乳糖醛酸单元中乙酰化半乳糖醛酸单元的百分比。
中性糖(neutral sugar),例如半乳糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖和木糖,也可以是果胶聚合物的部分,作为多聚半乳糖醛酸链的侧链或者成份。
半纤维素是多糖的异源类群(heterogeneous group),其含有多种己糖和戊糖,并在某些情况下含有糖醛酸残基。根据主要糖残基的种类将聚合物分类,分别称为木聚糖、阿拉伯半乳聚糖和葡甘露聚糖等。
在先技术中已知如何使用酸或碱对果胶和含果胶材料进行去酯化处理。
US-5,567,462公开了一种从含果胶植物原材料例如桔皮、甜菜浆、向日葵残渣和果渣中制备果胶-纤维素组合物和果胶的方法。该方法由以下步骤组成,使用例如磷酸或者硝酸的酸、或者例如氢氧化钠或者碳酸钠的碱,处理磨成粉末的原材料,以提供由含有纤维组分的固相与含有溶解果胶的液相组成的混合物。将混合物磨碎、中和并最终干燥,以形成果胶-纤维素干物质。也可以将捣碎的混合物分成固相和液相,其被分别被中和并干燥以得到果胶产品和果胶-纤维素产品。
现有技术中也已知如何在例如异丙醇的有机溶剂中使用氨水对果胶或者含果胶材料进行去酯化处理,其中果胶是不溶的。US-2,480,710公开了这种技术的例子。
DE-4,013,765和DE-4,042,405公开了使用氨气对于燥的植物残留物例如甜菜浆进行处理过程中,以及使用水或者高度稀释的氢氧化钠进行后续的提取的过程中,制备氨基果胶、食用纤维和填料(filler)。通过在浓缩的提取物中加入酸,得到氨基果胶,以及在提取后不溶残余物成为食用纤维和填料。
已经发现,不溶解果胶和不使用有机溶剂,也可以在处理含果胶植物材料过程中的完全水体系中进行果胶的去酯化,在去酯化处理之前含果胶植物材料已经在含有中性盐的水溶液中膨胀。
因此,本发明的目的是提供一种在去酯化条件下处理含果胶植物的新型和简单的方法,进而得到具有高商业价值和高实用价值的含纤维的果胶产物以及所分离的果胶产品。
发明简要描述
因此,本发明的一个方面是提供一种由植物材料制备含纤维果胶的方法。所述方法包括下面的步骤:
(i)通过在水溶液中膨胀植物材料提供一种原位反应体系,其中所述水溶液含有至少一种盐;
(ii)对从步骤(i)得到的膨胀植物材料中的果胶进行去酯化处理;和
(iii)分离去酯的含纤维果胶产品。
在本发明的另一个方面,提供一种制备果胶产品的方法,所述方法包括下面的步骤:
(i)提供前述的含纤维果胶产品;
(ii)在含纤维果胶产品中加入提取介质以得到提取悬浮液;
(iii)将提取悬浮液的pH调节到1~12的范围内;
(iv)将提取悬浮液的温度调节到20~100℃的温度范围内;和
(v)从提取介质的水相中分离果胶产品。
在本发明的更进一步方面中,提供一种通过前述方法获得的含纤维产品和/或果胶产品。
本发明的另一方面提供一种含果胶的产品,其满足至少一种以下要求:
(i)当以溶液中果胶浓度最多为1%(w/w)进行混合,并用方法A检测时,产品具有至少5cp的粘性,或者
(ii)当以溶液中果胶浓度最多为1%(w/w)进行混合,并用方法A检测时,产品的粘性高于传统加工的果胶产品至少2倍。
发明详细描述
本发明的主要目的是提供一种方法,其以一种方式处理含果胶植物材料以得到含纤维果胶产品以及后续的果胶产品,其具有果胶聚合物的高分子量以及在果胶聚合物中去酯化位点的更均匀分布,因此提供具有改进的形成凝胶和/或提供粘性性能的产品。
在本发明中,术语“果胶聚合物的高分子量”涉及果胶聚合物的大小,用于说明果胶聚合物中-D-半乳糖醛酸单元的数目,其大于通过使用传统方法所获得果胶聚合物的大小,因为传统使用的方法中,用酸和碱溶液处理将溶解的果胶聚合物分解为更小的链,但是本发明所提供的处理保持果胶聚合物实质上的完整。
在本发明中,术语“去酯化位点的均匀分布”涉及在果胶聚合物中酯基的平均分布,该果胶聚合物被去酯化从而能够通过金属离子以稳定和平均的方式结合其它果胶聚合物。相反,传统的果胶聚合物中去酯化位点的分布经常成簇出现,这会引起果胶聚合物与金属离子的反应非常活跃并且果胶的反应变得很难控制。
这种果胶聚合物的高分子量和去酯化位点的更均匀分布可以通过根据本发明的方法获得,例如提供一种从植物材料获得含纤维果胶产品的方法,所述方法包括步骤:(i)提供一种通过在水溶液中膨胀植物材料的原位反应体系,其中所述水溶液含有至少一种盐;(ii)对从步骤(i)得到的膨胀植物材料中存在的果胶进行去酯化处理;和(iii)分离去酯的含纤维果胶产品。
植物材料
在本发明中,术语“植物材料”、“含果胶的植物材料”以及“含果胶的植物原材料”是可以交换使用的,并涉及任何种类的植物材料,其含有可以/能够用于制备含纤维果胶产品或者果胶产品的果胶。
适合的材料是从本地新鲜或者干燥状态的植物材料得到的含果胶材料,含有果胶的酯化程度大于30%,优选为大于40%,优选为大于50%,典型的为60%~70%。
在本发明优选的实施方式中,适当的本地含果胶的植物材料包括例如柠檬、橙、柑橘、酸橙和葡萄柚的桔类水果的皮或者浆。其它的本地含果胶的植物材料包括甜菜片、马铃薯浆和苹果的果渣。
在这些含果胶植物材料中,果胶的含量因个体植物材料不同会有差别,基于干材料,例如,在桔子皮中含有30~40%重量的果胶,在马铃薯浆中含有15~30%重量的果胶。
膨胀
在水溶液中果胶可以是实质上不溶的或者只是难溶,作为本发明的方法,可以优选基于果胶的碱去酯化,其发生在植物材料中果胶的天然位置也就是原位。
在本发明优选的实施方式中,将植物材料在水溶液中进行膨胀,其提供了原位反应体系。本文中,术语“原位反应体系”涉及一种状态,其中通过膨胀植物材料作为反应室并变得可以渗透,进而允许例如碱试剂进入植物材料以及被溶解的物质离开植物材料而不溶解果胶聚合物。而且“原位反应体系”使得可以对植物材料中果胶聚合物在植物材料结构内部进行去酯化处理和/或酰胺化处理。
在使用例如碱试剂处理的过程中,在所形成水溶性果胶保持不溶状态并与不溶的植物细胞组分例如纤维素和半纤维素聚集的条件下,将植物材料中的原果胶转化成水溶性果胶,并且在该条件下至少一部分非含果胶物质例如蛋白质、糖和着色剂被去除。
在用水溶液和/或碱试剂处理的过程中所溶解的果胶将倾向于脱离反应混合物,进而导致果胶的损失。溶解的果胶另一缺点是反应混合物粘性的增高,使得所处理植物材料的分离高度困难。
水溶液可以使植物材料保持一种状态,即其实质上结构完整的。这是由于一个事实,即例如碱去酯化反应是依赖于膨胀并可渗透的植物材料,进而允许例如碱试剂进入植物材料以及被溶解的物质离开植物材料。由于纤维素-半纤维素-果胶网络可以作为反应发生的“容器”,因此这种网络的结构保持完整并必须不能被分解,因为这会导致形成难以处理的胶状物。
在本发明的一个优选实施方式中,水溶液不含有机溶剂。优选地,水溶液是无机水溶液。
上述条件可以根据本发明通过将含果胶植物原材料在盐水溶液中悬浮并膨胀来得到。在本发明上下文中,术语“盐溶液”涉及含有至少一种盐的溶液。
含果胶植物原材料在其中被膨胀的水溶液可以含有至少一种加入的水溶中性盐,选自钠盐、钾盐、钙盐及其混合物。特别优选是氯化物,例如氯化钠、氯化钾、氯化钙及其混合物。然而,也可以使用硝酸盐,例如硝酸钠、硝酸钾和硝酸钙。在EP 0664300可以找到其它在本发明中可以使用的盐,这里作为参考文献进行引用。
加入到溶液中盐的量,在该溶液中含果胶植物原材料被悬浮和膨胀,可以选择为能够适合每克含果胶植物材料干物质盐浓度为1mmol~30mmol,优选为每克干物质含果胶植物材料5mmol~15mmol。
在本发明一个优选实施方式中,植物材料的膨胀提供一种悬浮液,其中植物材料干物质的含量为1%重量~50%重量,例如1%重量~30%重量,例如1%重量~25%重量,例如1%重量~15%重量,例如1%重量~10%重量,典型的为4%重量~8%重量,例如6%重量。
含果胶植物原材料在盐水溶液中搅拌时发生悬浮,温度为大约0℃~大约120℃的范围,优选为0℃~50℃的范围,例如0~20℃,例如0~10℃,例如0~5℃,例如大约3.5℃。通常优选0~20℃范围内的温度,因为否则会有植物材料快速膨胀并开始溶解的风险,并在某些情况下温度可以低到-10℃~20℃的范围内。
选择适当的时间以使植物材料充分膨胀,以便得到充分渗透并允许液体和溶解物质通过的结构。在根据本发明的优选实施方式中,将植物材料在水溶液中进行膨胀的时间取决于含果胶植物材料的类型和状态,从1到120分钟以得到含果胶植物材料的充分膨胀和盐饱和。在另一个实施方式中,所选择时间为1~100分钟,例如1~80分钟,例如1~70分钟,例如10~70分钟,例如10~60分钟,例如15~40分钟,例如20~30分钟。
得到充分膨胀和盐饱和所需时间依赖,和其它因素,取决于含果胶植物原材料的物理尺寸,其可以是具有平均颗径从1mm或更小到部分最大为大约5mm颗粒的形式。
去酯化
在第一个处理步骤中,使含果胶植物原材料进入部分水化和膨胀状态,其是进行适当后续处理步骤的预处理,根据本发明该后续处理包括用酸或者碱试剂对悬浮膨胀的含果胶植物原材料进行处理,以便对果胶聚合物进行去酯化或者部分去酯化。优选地,使用碱试剂对含果胶植物材料进行处理,其pH为7~14范围,例如8~14,例如8~13,例如9~13,例如10~13,例如10~12,例如11.5~12.5。在本发明的另一个实施方式中,通过加入碱试剂所提供的碱条件提供高于7的pH,例如高于8,例如9,例如高于10,例如高于11,例如高于12,例如高于13,例如14。
本发明中术语“去酯化”涉及从果胶聚合物中去除至少一个酯基的过程。
在本发明的一个实施方式中,去酯化处理是在大约0℃~120℃的温度范围内进行,优选在0℃~50℃,例如0℃~20℃,例如0℃~10℃,例如0℃~5℃,例如3.5℃。某些情况下,温度可以低到例如-10℃~20℃的范围内。
在本发明的一个实施方式中,去酯化处理进行1~120分钟,例如1~100分钟,例如1~80分钟,例如1~70分钟,例如10~70分钟,例如10~60分钟,例如15~40分钟,例如20~120分钟,例如20~30分钟。
在本发明的一个实施方式中,去酯化处理以植物材料的干物质含量为1~50%重量而进行,例如1%重量~30%重量,例如1%重量~25%重量,例如1%重量~15%重量,例如1%重量~10%重量,典型的是4%重量~8%重量,例如6%重量。
在本发明的一个实施方式中,去酯化处理是碱处理。
在本发明方法的另一个实施方式中,通过碱试剂提供碱处理,使用该碱试剂对悬浮膨胀的植物原材料进行处理。
在本发明进一步的实施方式中,用来处理悬浮膨胀的植物原材料的碱试剂选自氨或其它低分子胺、二胺、或者氨基酸,钠、钾和钙的氢氧化物,例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙,有机碱的氢氧化物,例如氢氧化四甲基铵,及其混合物。碱试剂的用量为每克含果胶植物干物质0.5mmol~5mmol碱。
在本发明的实施方式中,氨基酸选自赖氨酸、组氨酸、精氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺和色氨酸。
碱试剂可以以固体形式或者作为水溶液使用,并可以通过剧烈搅拌而加入以确保快速分散到膨胀的植物原材料的悬浮液中。
优选的碱试剂是氨、氢氧化钙和氢氧化钠。氨是最优选的,但氢氧化钙也是优选的,因为其在水中有限的溶解度保证缓慢的释放氢氧根离子。
最适合的是,碱试剂可以一种方式逐渐加入到膨胀的植物原材料中,其中整个反应过程中的pH值可以维持在11.5~12.5范围内的几乎稳定pH,例如12.0±0.1。在这种处理中所加入碱试剂的量,可以是在每公斤反应混合物20mmol~80mmol的碱范围内,例如25mmol~50mmol。
在根据本发明的一个优选实施方式中,使用氨水作为碱试剂,其量为每克含果胶植物干物质20mmol~80mmol氨,例如每克含果胶植物干物质40mmol~80mmol氨。
优选地,氨可以浓缩氨水的形式使用,例如25%的溶液,但是也可以使用更低强度的氨水。
最适合的是,氨水可以一次加入到膨胀的植物原材料的悬浮液中并同时搅拌悬浮液。在处理中所使用的加入氨的量可以为每公斤反应混合物1mol~3.5mol氨的范围内,例如1.4~2.7mol氨,确保在整个反应过程中维持几乎稳定的pH。
在本发明的一个实施方式中,用氨的处理可以是在0℃~120℃的温度范围内进行,优选为0℃~50℃,例如0~20℃,例如0~10℃,例如0~5℃,例如大约3.5℃。
在本发明的另一个实施方式中,用氨的处理可以进行1~120分钟,例如1~100分钟,例如1~80分钟,例如1~70分钟,例如10~70分钟,例如10~60分钟,例如15~40分钟,例如20~30分钟,优选进行大约40分钟~大约60分钟。
在本发明的一个实施方式中,用氨处理含果胶植物材料,其提供7~14范围的pH,例如8~14,例如8~13,例如9~13,例如10~13,例如10~12,例如11.5~12.5。
在用氨在含水反应混合物进行去酯化处理的过程中,出现了下面的平衡式:
在两种亲核试剂(NH3和OH-)之间存在竞争,这是使用OH-进行去酯化反应的原因,也就是果胶中甲基酯化羧基的OCH3被OH取代形成COOH,其可以伴随着酰胺化,其中OCH3被NH2取代形成了甲酰胺,其中在去酯化条件下,果胶中转化为甲酰胺基团的甲基酯化羧基可以达到至少20%而不多于70%,典型为25%~50%。
在本发明的上述实施方式中,可以得到含纤维果胶产品具有酯化程度为至少3%而不高于40%,例如不高于35%,并且至少5%酰胺化程度,例如至少10%且不高于30%。
类似于酯化程度,酰胺化程度被定义为甲酰胺化半乳糖醛酸单元的数目,表示为在果胶分子中所有半乳糖醛酸单元的百分比。
在本发明的实施方式中,使用钠、钾或者钙的氢氧化物及其混合物所进行的处理是在大约0℃~大约20℃温度范围进行,优选大约0℃~大约5℃,例如2℃~3℃,持续20分钟~75分钟,典型的为20分钟~45分钟。本实施方式得到具有酯化程度为2%~40%的含纤维果胶产品。
在本发明另一个优选的实施方式中,涉及一种处理含果胶植物以获得具有形成凝胶和/或提供粘性性能的含纤维果胶产品的方法,其包括下列步骤:
(a)在大约0℃~20℃范围温度下,盐水溶液中,悬浮含果胶植物原材料,膨胀10~70分钟,该盐水溶液含有至少一种添加的水溶性中性盐,其选自钠盐、钾盐、钙盐及其混合物,用量为相应的盐浓度为每克含果胶植物干物质1mmol~30mmol,形成含果胶植物干物质含量为1%重量~10%重量的悬浮液;
(b)使用碱试剂在pH为11.5~12.5范围内和温度为大约0℃~20℃范围内对悬浮膨胀的含果胶植物原材料进行处理5分钟~120分钟;和
(c)从反应混合物中分离处理的植物材料,将所述材料进行至少一次清洗步骤,然后将所述材料加压以得到含纤维果胶产物,其具有干物质含量为至少16%重量,酯化程度为2%~40%,酰胺化程度不高于30%,其干燥成干物质含量为至少80%重量,如果希望,可以选择性磨碎。
酰胺化
在本发明的实施方式中,通过向膨胀的植物材料加入酰胺化试剂,可以将植物材料进一步进行酰胺化处理。
在本文中,术语“酰胺化”涉及将至少一种含氨化合物与果胶聚合物进行接触的过程。
在本发明的实施方式中,酰胺化试剂选自氨或其它低分子胺、二胺、或者氨基酸例如赖氨酸、组氨酸、精氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺和色氨酸。
优选的,膨胀的植物材料可以被酰胺化试剂处理1~120分钟,例如1~100分钟,例如1~80分钟,例如1~70分钟,例如10~70分钟,例如10~60分钟,例如15~40分钟,例如20~30分钟,优选为40分钟~60分钟。
在本发明的实施方式中,膨胀的植物材料可以被酰胺化试剂在-10℃~120℃范围的温度下处理,例如-5℃~120℃的范围,例如0℃~120℃的范围,优选为0℃~50℃的范围,例如0℃~20℃,例如0℃~10℃,例如0℃~5℃。
在本发明优选的实施方式中,果胶聚合物的去酯化和酰胺化步骤是同时或者连续进行的。同时进行去酯化和酰胺化的一个适当的实施例可以使用氨水进行两个反应。
分离、清洗和加压
从例如碱反应混合物中分离处理的植物材料(在进行去酯化和选择性酰胺化后),并对其进行至少一个清洗步骤和/或至少一次加压,得到含纤维果胶产品。在本发明的实施方式中,这样的含纤维果胶产品含有至少5%重量的干物质,例如至少10%重量,例如至少16%重量,例如至少20%重量,例如至少25%重量,例如至少50%重量。
在本发明进一步的实施方式中,分离的、清洗的和/或干燥的含纤维果胶产品含有酯化程度为0~80%,例如0~50%,例如2~50%,例如2~45%,例如2~40%,例如5~50%,例如10~50%,例如10~40%,例如15~35%,和/或酰胺化程度为不超过95%,例如不超过75%,例如不超过60%,例如不超过50%,例如不超过40%,例如不超过30%,例如不超过25%,例如不超过20%。
在本发明的实施方式中,得到的含纤维果胶产品可以干燥到干物质含量为至少40%重量,例如至少50%重量,例如至少60%重量,例如至少70%重量,例如至少80%重量,例如至少90%重量,并且可以选择性地磨碎。
从反应混合物中分离处理的植物材料可以通过任何适当的方法进行,例如排水、过滤或者离心。
使用碱试剂处理的分离的植物材料可以清洗至少一次,搅拌时将材料悬浮在无机酸水溶液例如硫酸、盐酸或者硝酸中,使得悬浮液的pH为1~6,特别是1~4,更特别的是1~2,最特别的是低于1.5,例如1.3~1.5。接着,分离所清洗的植物材料,并可以接着用水清洗至少一次,将其再悬浮在例如去盐的水中。对产品的清洗处理可以在大约15℃的温度下进行,并可以分别在酸的水溶液和水中重复进行,直到清洗悬浮液具有稳定的pH,例如在2~2.5的范围内,接着可以从清洗溶液中分离固体材料,并在滤器上加压以降低材料中液体含量到最小。
使用稀释酸进行这种清洗,通过中和碱试剂来停止果胶的去酯化反应,并且洗掉盐和水溶性杂质以便含纤维产品中的果胶转化成酸形式。
含有所处理植物材料的反应混合物可以首先与稀释的无机酸混合以使pH在1~6,特别是1~4,更特别的是1~2,最特别的是低于1.5,例如1.3~1.5,而不是立即通过排掉碱液相来分离处理的植物材料。这样,实现碱试剂的立即中和,然后通过排掉液相分离处理的植物材料。接着分别通过如上所述的悬浮在稀释酸和水例如无盐水分别进行清洗,直到清洗悬浮液具有范围在2~2.5稳定的pH值。
在潮湿状态中,分离和清洗的含纤维果胶产品可以选择性用重碳酸盐例如重碳酸钠或者重碳酸钾进行捏合,将果胶的自由羧基基本变成盐形式并以气体形式蒸发二氧化碳,接着将产品干燥和磨碎。
对清洗的含纤维果胶产品的干燥可以通过传统干燥设备的方法进行,例如干燥炉、带式干燥机、鼓式干燥机或者流化床干燥器进行充分长的时间,得到材料中干物质的含量为至少80%重量。干燥可以在25℃~100℃的温度下进行不少于36小时。有利的是,干燥可以在低于气压的压力下进行,因此可以使用相对低的干燥温度或者相对短的干燥时间,这意味着对产品更小心的处理。
对干燥产品进行磨碎也可以使用传统设备进行,因此可以得到的磨碎产品具有小于1mm的粒径,例如小于0.5mm,例如小于0.2mm。
分离果胶产品
根据本发明,根据下面的方法可以提供果胶产品:
(i)提供根据本发明的含纤维果胶产品;
(ii)在含纤维果胶产品中加入提取介质以得到提取悬浮液;
(iii)将提取悬浮液的pH调节到1~12的范围内;
(iv)将提取悬浮液的温度调节到20~100℃的温度范围内;和
(v)从提取介质的水相中分离果胶产品。
通过对含果胶植物原材料进行上面所公开的处理可以得到的含纤维果胶产品,也是高度适当的用于生产纯化的果胶产品的原材料,该纯化的果胶产品具有超过这些果胶的惊人高的胶强度和粘性性能。传统上,使用硝酸在高于50℃的温度下,通过用去酯化酸提取和纯化的高酯果胶得到,其中所纯化的高酯果胶具有大约65%~大约50%或者更小的酯化程度。
在这种制备低酯果胶的传统方法中,酰胺化产品的进一步加工通常是按照如下进行:将去酯产品在乙醇中沉淀,因此首先进行前述的强酸反应和最后与氨的反应。这样,果胶聚合物在高于50℃的温度下进行酸反应两次几小时,其显著地降低聚合物的分子量,正如与氨的反应造成相反的影响,其结合显著地减低了形成凝胶和提供粘性的性能。
如果对本发明方法得到的含纤维果胶产品接着进行包括纯化的处理,可以得到具有形成凝胶和提供粘性性能的果胶产品,其通常超过通过前述传统方式加工的相应产品。
因此,本发明进一步涉及一种制备纯化的果胶产品的方法,包括由前述通过处理含果胶植物材料得到含纤维果胶产品所组成的步骤。在本发明的实施方式中,提取含纤维果胶产品,干物质含量为至少16%重量,酯化程度为2%~40%,酰胺化程度不超过30%。
优选地,提取介质具有1~12范围内的pH,例如1~11的范围,例如1~10的范围,例如1~9的范围,例如1~7的范围,例如1~6的范围,例如2~6的范围,例如2~5的范围,例如3~5的范围,例如4~5的范围内,例如4.5。
在本发明的实施方式中,提取介质在20~120℃的范围内,例如40~100℃的范围内,例如60~80℃的范围内,从分离的含水提取物中可以回收纯化的果胶产品。
含纤维果胶产品可以被提取30分钟~30小时的时间,例如1~20小时,优选为1~10小时,例如1~5小时。
悬浮液的酸性可以调节到期望的pH,通过加入例如诸如硫酸的强酸,或者例如氢氧化钠或者氨水的碱。
在将混合物加热到期望的提取温度后,可以通过调节提取混合物的pH来进行提取。
在随着搅拌含纤维果胶产品的悬浮液所进行的提取过程中,含纤维果胶产品和提取介质的量,可以选择为使得悬浮液含有干物质含量在1%重量~5%重量的范围内,优选为2%重量~4%重量的范围内。使用所提到的提取介质的量来提供易于搅拌的悬浮液,并得到不是特别粘的提取物。
在进行适当的提取时间后,包括含纤维果胶产品和提取介质的提取混合物可以被冷却,并且提取物可以从不溶的提取残余物中分离出来,例如通过过滤或者排水。可选择的是,在过滤器上用水清洗的仍含有大量提取物的提取残余物或者提取残余物可以悬浮在水中并被再次过滤以去除尽可能多的提取物。在从提取残余物中分离清洗液体后,清洗液体可以和提取物结合。
纯化的果胶产品可以通过已知的方法从提取物中进行回收。例如,产品可以从提取物中沉淀出来,其可以选择性地离心,例如通过低压下蒸发,通过将提取物加到易于与水混合的有机溶剂中。有机溶剂可以是任何易于与水混合而果胶产品基本在其中不溶解的有机溶剂。这种有机溶剂可以是例如单价醇,例如甲醇、乙醇或者异丙醇。也可以使用这些溶剂中的两种或者更多种的混合物。
其它分离果胶产品的适合方法选自沉淀、提取、离心、过滤、层析、干燥或者上述技术的任何结合的至少一种。
当沉淀产品时,可以向浓缩的提取物中加入强酸或者强酸与金属离子例如钙的结合。可以使用的酸是无机酸,例如盐酸、硝酸、硫酸或磷酸,及其混合物。
通过例如过滤和加压或者任何上述一项分离技术从液体中分离沉淀的果胶产品,并在过滤器上进行清洗以去除可溶的盐和杂质,接着,干燥纯化的果胶产品并选择性磨碎。
在潮湿状态下,沉淀的果胶产品可以选择性地与弱碱性盐例如重碳酸盐捏和在一起,例如重碳酸钠或者重碳酸钾,将果胶的自由羧基基本变成盐的形式并以气体形式蒸发二氧化碳,接着干燥和磨碎果胶产品。
产品
可以通过本发明方法得到的含纤维果胶产品,除了果胶外,主要含有可溶和不溶纤维包括纤维素、半纤维素和木质素。所述的可食用纤维,例如纤维素、半纤维素、果胶和木质素,其量达到大约60~80%重量。
根据本发明,在对含果胶植物原材料的处理中,果胶聚合物被从纤维素-半纤维素网络松开但没有溶解,并且至少被部分去酯化,这使得功能上可以得到含纤维果胶产品。
与含果胶植物原材料不同,获得的含纤维果胶产品在有不同类型金属离子例如钙离子时,具有形成凝胶和提供粘性的性能。水溶液中有钙离子时,根据本发明的方法得到的含纤维果胶产品可以形成具有相当高胶强度的稳定胶或者具有高粘性的粘性溶液。
含纤维果胶产品的形成凝胶和提供粘性的性能使得通过本发明方法得到的产品在加工含纤维和低脂肪食物中是非常有用的,例如各种情况下果胶产品作为通用纤维产品的使用,作为在工业加工食品、饲料和宠物食品中作为形成凝胶和结合水的成份,以及作为动物和人类的腹泻抑制剂或健康增强剂。
这样,本发明涉及不同类型的产品,即:通过上述公开方法获得的含纤维果胶产品,通过上述分离方法获得的果胶产品,以及包括全部具有相同的特征例如粘性、去酯化程度和酰胺化程度的果胶的产品。
在本发明的实施方式中,提供含纤维果胶产品,所述产品具有2%~40%的酯化程度、不高于30%的酰胺化程度、至少16%重量的干物质含量,并能够形成稳定的凝胶和粘性的水溶液,其中水溶液中钙离子含量为25~65%重量,例如蔗糖的25~50%重量,例如蔗糖的30%重量,溶液的pH在1~7的范围内,例如为大约3。
在本发明优选的实施方式中,含纤维果胶产品、分离的果胶产品和/或含果胶的产品,其中果胶聚合物的酯化程度为0~80,例如0~50,例如2~50,例如2~45,例如2~40,例如5~50,例如10~50,例如10~40,例如15~35。
在本发明另一个优选实施方式中,含纤维果胶产品、分离的果胶产品和/或含有果胶的产品,其中果胶聚合物的酰胺化程度为不高于95%,例如不高于75%,例如不高于60%,不高于50%,例如不高于40%,例如不高于30%,例如不高于25%,例如不高于20%。
在本发明进一步优选的实施方式中,含纤维果胶产品、分离的果胶产品和/或含有果胶的产品,其中干物质含量为至少1%重量的干物质,例如至少5%重量干物质,例如至少10%重量的干物质,例如至少15%重量的干物质,例如至少25%重量的干物质,例如至少50%重量的干物质,例如至少75%重量的干物质,例如至少85%重量的干物质,例如至少95%重量的干物质。
在本文中,术语“含纤维果胶产品”涉及含有果胶和纤维的产品。在本发明优选的实施方式中,含纤维果胶产品中纤维含量为至少干物质的1%重量,例如至少干物质的5%重量,例如至少干物质的10%重量,例如至少干物质的15%重量,例如至少干物质的25%重量,例如至少干物质的50%重量,例如至少干物质的75%重量,例如至少干物质的85%重量,例如至少干物质的95%重量。
在本文中,术语“果胶产品”涉及通过这里所述分离方法得到的产品。在本发明的实施方式中,果胶产品不含有或者实质上不含有纤维。
在本文中,术语“含果胶的产品”涉及组合物、溶液或者其它类型的混合物,其中果胶聚合物占产物的1~100%重量,例如1~50%,例如1~25%,例如1~10%,例如10~100%,例如25~75%,例如50~75%。
在本发明的实施方式中,在含纤维果胶产品、分离的果胶产品和/或含果胶的产品中所包括的果胶具有0~80的酯化程度,例如0~50,例如2~50,例如2~45,例如2~40,例如5~50,例如10~50,和/或酰胺化程度为不高于95%,例如不高于75%,例如不高于60%,例如不高于50%,例如不高于40%,例如不高于30%,例如不高于25%,例如不高于20%。
根据本发明产品的一个特性是,与传统提供的果胶聚合物相比,果胶聚合物分子大小的提高。两种类型聚合物之间的这种差别可以表示为产品提供粘性性能的差别。
为了就其粘性方面评价果胶产品,提供下面的方法A。
方法A:
将带有磁力搅拌器的200ml烧杯涂上焦油。
将1.000克果胶材料转入烧杯中,在磁力搅拌下加入3ml异丙醇(IPA)。当悬浮液均匀时,在搅拌的情况下,加入100ml沸腾的柠檬酸盐缓冲液(如下)。在聚合物完全溶解后,加入250mg六偏磷酸钠。将溶液搅拌两个小时,并且质量达到100.0克。如果温度为20.0℃,在Haake Rheostress 1(如下)下,流动曲线确定为剪切速率为15~150 1/秒。
柠檬酸/柠檬酸盐缓冲液:
A:每升离子交换水中21.02g一水合柠檬酸。
B:每升离子交换水中29.41g二水合柠檬酸三钠。
将17份A和33份B混合得到最终溶液。
Haake Rheostress 1:
传感器系统转子Z34 DIN 53019Seriel。
使用温度设定为20.0℃的水浴对测试杯进行加热。
这样,在本发明优选的实施方式中,提供按照这里所述的方法可以得到的产品或者含有果胶的产品,其中所述产品至少满足以下一项要求:
(i)当混合在最多1%(w/w)果胶的溶液中并通过方法A检测,产品具有至少5cp粘度;或者
(ii)当混合在最多1%(w/w)果胶的溶液中并通过方法A检测,产品具有高于传统使用果胶产品至少两倍的粘度。
在本发明的实施方式中,当在果胶浓度最多为1%重量的溶液中混合时,产品具有至少5cp(厘泊)的粘度,例如至少10cp,例如至少15cp,例如至少20cp,例如至少25cp,例如至少35cp,例如至少40cp,例如至少45cp,例如至少50cp,例如至少75cp,例如至少100cp,例如至少150cp,例如至少200cp。在本发明进一步的实施方式中,产品具有高于传统使用果胶产品至少2.5倍的粘度,例如高于至少3倍,例如高于至少3.5倍,例如高于至少4倍,例如高于至少5倍。
技术应用
通过这里所公开的处理方法可以得到的含纤维果胶产品和果胶产品具有直接应用各种领域的技术性能。产品非常卓越的胶强度、粘性和乳化性能使得其适合于用作例如封装例如易挥发液体和/或水溶性芬芳剂和着色剂。其性能可以用于食品和饲料的生产中,以及药物和化妆品工业中,例如封装微量营养物、调味剂和维生素等。本发明的果胶产品可以生产固体和液体的药用组合物,包括例如药片、悬液、乳剂等,以及作为化妆品生产中的组分,例如香水、面霜以及洗液等。
在某些情况下,本发明的产品在需要保护的试剂周围产生保护膜,防止例如氧、光和热等影响。可以替代地,需要保护的试剂可以被包埋在根据本发明的封装胶中。
而且,该产品可以用作结构化试剂,其通过直接加入和/或重新构造食物和饲料中的组分。在饲料中,例如通过重新构造残余食物成块以作为肉汁的粘性剂,与肉和骨粉形成凝胶的试剂,并在低压挤出下作为干饲料的结构化组分。而且,添加该产品的会提高饲料产品的高压稳定性,并且强乳化效果可以防止在高压处理中流失脂肪。
在食品中,本发明的果胶产品可以有利地用作所谓“轻”产品中天然脂的替代组分。这种应用特别有利的方面是果胶产品显著的乳化效果可以省略传统的乳化剂。
表现本发明果胶产品特色的技术性能的特别应用是在烟草产品中的应用,例如作为烟草的部分替代品或者作为在加工烟草叶时的辅助剂。而且,在烟草产品中加入本发明的果胶产品可以直接构成和/或将用于重构烟草产品。本发明的果胶产品易于以高浓度悬浮在水中,并可以依赖于产品的活化程度来作为干物质高百分比的高粘性溶液来操作。基于同样的原因,在干燥之前,可以将烟草材料重构并通过注入这样的悬浮液而粘在一起。果胶产品存在于最终的烟草产品中具有水结合的效果,因此防止干燥到不可接受的水平。可以溶解其它的烟草成分,或者在聚合物混合物中形成盐,并与“活化”的果胶产品混合。需要注意的是,上面所述的香味保护性能,其是本发明果胶产品的特征,其也可以应用于保护烟草中的香味和芳香组分。
而且,本发明含果胶产品可以用作尿布、薄纸、卫生纸等的对皮肤友好的组分。
在本发明另一个实施方式中,涉及所处理的含果胶植物原材料在果胶的制备、动物饲料的制备以及食品应用中的作用。
在本发明进一步的实施方式中,也涉及所述果胶的应用。应用包括食品、化妆品、药用产品和家用产品。
根据本发明的果胶,其对于制作果酱和果冻、包括果酱和无论是否层压的生面团的面包店、酸化的蛋白质饮料、伤口护理制备物以及造口术产品等是特别有用的。
在本发明的实施方式中,含纤维果胶产品、果胶产品和/或含有果胶的产品可以用于例如易挥发液体和/或水溶性芬芳剂和着色剂的封装,或者用于封装微量营养物、调味剂和维生素等,或者用于生产固体和液体的药用组合物物,包括例如药片、悬液、乳剂等,并用作化妆产品的组分,例如香水、面霜以及洗液等,或者用作烟草的粘性剂和/或乳化剂,或者用于脂肪替代物。
在本发明进一步实施方式中,所提供的果胶聚合物也可以提供适当的释放体系以进行药物释放,由于在果胶分子的酯基和要释放药物或者化合物之间的偶联。
下面的非限制性附图将进一步描述本发明。
附图说明
图1:表示在本发明的柑橘果胶产品(三角)与传统柑橘果胶产品(方形)之间的粘度差别(cp:厘泊)。
具体实施方式
材料和方法
确定酯化程度(DE)、酰胺化程度(DA)、乙酰化程度(DAc)以及脱水半乳糖醛酸(AGA)
根据Food Chemical Codex第四版National Academic Press,Washington1996,第283页所描述的方法,确定%DE,%DA,%DAc和全部脱水半乳糖醛酸(%AGA)。
确定胶强度
在大约20℃时,基于带有30%重量的固体蔗糖含量的含水钙蔗糖胶,通过“Texture Analyser”(Stable Micro Systems,型号TA-XT2i)提高钙离子含量(pH=大约3±0.1),使用下面参数得到胶强度(以克表示):
加压圆筒活塞(SMS P/O 5R):直径5mm
长度:4mm
速率:0.5mm/秒。
以下面的方式制作胶:
将对应于1.2g果胶量的含纤维果胶产品(3~4g),或者1.2g纯化的果胶产品,在110.5g含0.100g六偏磷酸钠的无盐水形成浆液。随着用Ultra Turrax(UT)搅拌子剧烈搅拌,通过逐滴加入浓缩的氨水(25%),将pH调至4.5。
在微波炉中将混合物加热到70~80℃,并用UT处理一次,接着加入60g蔗糖,在UT搅拌下使其溶解在温的混合物中。
在称重船(weighing boat)对磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O)进行称重,并在UT-搅拌的情况下用2×5ml无盐水将其定量地转入热聚合物混合物中。将2.2g葡萄糖酸-δ-内酯(C6H10O6)溶解在12.5ml冷的无盐水中,并同样地用2.5ml无盐水定量转入热聚合物混合物中,混合物中含有磨碎的微溶磷酸氢钙。对热混合物使用UT搅拌后,将200g的混合物置于平面用条带缠绕的盘(直径60mm,高度15mm)中。在室温(大约20℃)下冷却至第二天,这样形成了胶。除去条带并用切奶酪的刀片切除多余的胶。
实施例1
将50g干燥切碎的橙皮(%AGA:40.6;%DE:71.8)悬浮在含有11.25g氯化钠和4.125g氯化钙(CaCl2·2H2O)的550g水溶液中,分别相应每克植物干物质4.375mmol氯化钠和0.6488mmol氯化钙,其中橙皮干物质含量为88%重量,最大直径为5mm。
在17℃下将悬浮液搅拌70分钟,接着将温度降至6.5℃,随着搅拌加入150g浓缩的氨水(25%),其相应于每克植物干物质2.22mol或者50.45mmol。所加入氨量为每公斤反应混合物2.96mol,反应混合物中pH为11.8。
随着缓慢的搅拌,将悬浮液维持在6.5℃。悬浮液易于搅拌,皮材料被分配到深黄色非粘性的液相。
搅拌40分钟后,液相通过滤布流出。将固体材料压/挤以去除尽可能多的液体。通过将材料悬浮在稀释的硫酸(600ml)中对固体材料清洗多次,直到得到悬浮液中2.2~2.5稳定的pH。每次清洗步骤后,都将液体流出。最后一个清洗步骤之后,将液体通过滤布流出,将固体材料压/挤以去除尽可能多的液体。
将潮湿的材料(干物质含量为大约25%重量)在干燥箱中40℃下干燥过夜。将干燥产品磨成至少小于0.2mm粒径的细粉末。含纤维果胶产品的产量为42g,干物质含量为89.8%重量。表1中表示了产品的分析特征。产品形成含有钙离子的稳定的胶。表2表示分别带有233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
表1
含纤维果胶产品的分析特征 | |
脱水半乳糖醛酸(%AGA)* | 47.7 |
酯化程度(%DE) | 12.1 |
酰胺化程度(%DA) | 28.2 |
食用纤维* | 85.3 |
*干物质的重量百分比
表2
胶中钙的浓度(ppm) | 胶的强度(g) |
117 | 未确定 |
233 | 629 |
466 | 711 |
699 | 898 |
将流出的含氨溶液注入到两倍体积的异丙醇(100%)中。未发现聚合物材料的沉淀,这说明在有盐的情况下用氨水处理橙皮并没有导致果胶的溶解和提取。
为了比较,通过与上面所述相同的方式处理50g橙皮,只是不加入氯化钠和氯化钙。在用氨处理的过程中,反应混合物变得越来越粘并最终成为高粘和多块的混合物,难以进行操作。从液体部分中分离出固体材料是消耗时间的操作(大约30分钟)。
在对分离的材料用稀释的硫酸清洗、干燥和磨碎后,得到37g干物质含量为90.1%重量的材料。
将含氨的溶液注入到异丙醇(100%)中,导致大量聚合物材料的沉淀。通过对沉淀材料的分离和干燥,得到12g干物质含量为95.7%重量的材料。
实施例2~7
在实施例2~7中,将50g干燥切碎(最大直径5mm)的橙皮(%AGA:40.6;%DE:71.8)按照实施例1所述进行处理,其中橙皮干物质含量为88%重量,与实施例1相比,除了膨胀时间、膨胀温度、去酯化温度、去酯化时间或者盐浓度有变化。在所有的实施例中,溶液中植物干物质的含量为7.33%重量,使用氨水的处理是通过使用每克植物干材料含有50.5mmol氨量的氨水进行的。所加入氨水的量是每公斤反应混合物2.96mol氨。
按照实施例1所述分离含纤维果胶产品,并分析酯化程度和酰胺化程度。表3中表示了反应参数和%DE和%DA。
表3
实施例 | 膨胀 | 去酯化 | 盐浓度(mmol/g干物质) | %DE | %DA | |||
分钟 | ℃ | 分钟 | ℃ | Na | Ca | |||
2 | 30 | 3.5 | 40 | 3.5 | 0 | 0.6376 | 23.8 | 26.1 |
3 | 70 | 3.5 | 30 | 3.5 | 0 | 0.6376 | 26.7 | 23.5 |
4 | 10 | 3.5 | 30 | 3.5 | 4.375 | 0 | 33.3 | 20.8 |
5 | 30 | 3.5 | 20 | 3.5 | 4.375 | 0.6376 | 35.0 | 17.3 |
6 | 10 | 3.5 | 40 | 3.5 | 29.165 | 0.6376 | 30.7 | 15.9 |
7 | 10 | 3.5 | 40 | 3.5 | 29.165 | 0 | 29.5 | 17.8 |
实施例8
将以具有≤0.5mm粒径颗粒的形式并且干物质含量为18%重量的937.5g马铃薯浆(干浆中%AGA:17.0;%DE:56.9;%DAc:17.4)悬浮在含有66.9g(1.1447mol)氯化钠和24.54g(0.1669mol)氯化钙的大约3075g水溶液中,分别相应每克干物质7.6313mmol氯化钠和1.1126mmol氯化钙。悬浮液的重量为4013.6g。
剧烈搅拌下,用氨水将悬浮液调至pH=7,并在大约20℃温度下继续搅拌70分钟,接着加入445.9g浓缩的氨水(25%),相应于每克植物干物质6.609mol或者44.06mmol。所加入的氨量为每公斤反应混合物1.482mol。在整个反应过程中,pH为大约12。
随着继续搅拌,将悬浮液维持在大约20℃。悬浮液易于搅拌,并且液相易于流动和低粘性。搅拌30分钟后,液相通过滤布流出。将固体材料压/挤以去除尽可能多的液体,接着悬浮在含有200ml 20%硫酸溶液的5升无盐水中。通过流出液体对固体材料进行再次分离。使用5升无盐水另外两次处理后,悬浮液的pH为2.2。最后一个清洗步骤之后,液体通过滤布流出,将固体浆材料压/挤以去除尽可能多的液体。
将潮湿产品(干物质含量为大约25%重量)在干燥箱中40℃下干燥过夜。将干燥产品磨成(Fritsch磨)至少小于0.2mm粒径的细粉末。含纤维果胶产品的产量为120g,干物质含量为93.0%重量。表4中表示了产品的分析特征。产品形成含有钙离子的稳定的胶。表5表示了分别带有233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
表4
含纤维果胶产品的分析特征 | |
脱水半乳糖醛酸(%AGA)* | 17.8 |
酯化程度(%DE) | 8.6 |
酰胺化程度(%DA) | 10.3 |
乙酰化程度(%DAc) | 5.6 |
食用纤维* | 68.5 |
*干物质的重量百分比
表5
胶中钙的浓度(ppm) | 胶的强度(g) |
117 | 没有胶结构 |
233 | 73 |
466 | 124 |
699 | 145 |
将流出的含氨溶液注入到两倍体积的异丙醇(100%)中。未发现聚合物材料的沉淀,这说明在有盐的情况下用氨水处理马铃薯浆并没有导致果胶的溶解和提取。
如实施例1,与上面所述相同的方式处理相同量的马铃薯浆,只是不加入氯化钠和氯化钙。在用氨水处理的过程中,悬浮液非常粘并且难以搅拌。从液体含氨相中分离出部分固体浆材料需要大约30分钟。
将1234g含氨液相注入到异丙醇中,导致大量聚合物材料的沉淀。通过对沉淀材料的分离和干燥,得到16.3g干物质含量为90.4%重量的材料。
对800g部分固体浆材料使用稀释的硫酸溶液进行清洗,干燥和磨制,得到56.7g干物质含量为90.7%重量的材料。
实施例9~14
在实施例9~14中,将130.81干物质含量为18%重量的马铃薯浆(干浆中%AGA:17.0;%DE:56.9;%DAc:17.4)按照实施例2所述进行处理,与实施例2相比,除了去酯化温度、去酯化时间、盐浓度或者氨水浓度有变化。
在所有的实施例中,溶液中植物干物质的含量为4.11%重量,在用氨水处理前,将浆材料在3.5℃下膨胀10分钟。
按照实施例2所述分离含纤维果胶产品,并分析%DE和%DA。表6中表示反应参数和%DE和%DA。
表6
实施例 | 去酯化 | 盐浓度(mmol/g干物质) | NH3量 | %DE | %DA | |||
分钟 | ℃ | Na | Ca | mmol/g干物质 | mol/kg* | |||
9 | 120 | 20 | 13.207 | 0 | 80 | 2.69 | 4.8 | 26.6 |
10 | 30 | 3.5 | 0 | 1.112 | 44 | 1.50 | 16.5 | 23.0 |
11 | 30 | 3.5 | 7.629 | 0 | 44 | 1.50 | 22.1 | 23.2 |
12 | 60 | 3.5 | 7.629 | 1.112 | 44 | 1.50 | 10.1 | 24.2 |
13 | 30 | 3.5 | 7.629 | 1.112 | 44 | 1.50 | 14.5 | 23.3 |
14 | 60 | 20 | 13.207 | 0 | 80 | 2.69 | 5.64 | 26.06 |
*反应混合物
实施例15
将200g干燥切碎的摩洛哥橙皮(%AGA:41.5;%DE:70.7),其中橙皮干物质含量为85%重量,悬浮在含有45.0g(0.7700mol)氯化钠和16.5g(0.1122mol)氯化钙(CaCl2·2H2O)的大约2379g水溶液中。
在大约15℃下将悬浮液(2640g)搅拌30分钟,接着将温度降至3~4℃,随着搅拌加入360g浓缩的氨水(25%),相应于5.336mmol。氨量为每公斤反应混合物2.02mol。
搅拌下,将悬浮液维持在3~4℃持续30分钟。悬浮液易于搅拌,皮材料被分散进入非粘性的液相。
搅拌30分钟后,液相通过滤布流出。将固体材料压/挤以去除尽可能多的液体,接着按照实施例1所述用稀释的硫酸进行清洗。表7中表示了产品的分析特征。产品形成含有钙离子的稳定的胶。表8表示分别带有为117、233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
表7
分析特征 | |
脱水半乳糖醛酸(%AGA)* | 44.2 |
酯化程度(%DE) | 29.4 |
酰胺化程度(%DA) | 17.5 |
*干物质的重量百分比
表8
胶中钙的浓度(ppm) | 胶的强度(g) |
117 | 87 |
233 | 295 |
466 | 365 |
699 | 457 |
将900g干物质含量为16.1%重量的潮湿含纤维果胶产品悬浮在9000ml无盐水溶液中,并用12.1g浓缩的氨水(25%)将pH调至4.5。在搅拌过程中,将悬浮液加热并保持在75℃下稳定搅拌60分钟,接着从不溶的提取残余物中通过过滤层的过滤分离提取物。
将滤出液注入到两倍体积的异丙醇(100%)中,果胶产品发生沉淀。在分离沉淀和纯化的果胶产品并进行清洗和40℃下的干燥后,得到37.3g干物质含量为92.9%重量的材料。将产品磨成具有至少小于2mm粒径的细粉。表9中表示纯化果胶产品的分析特征。产品形成含有钙离子的稳定的胶。表10表示分别带有117、233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
表9
纯化果胶产品的分析特征 | |
脱水半乳糖醛酸(%AGA)* | 80.7 |
酯化程度(%DE) | 24.3 |
酰胺化程度(%DA) | 18.1 |
乙酰化程度(%DAc) | 0 |
*干物质的重量百分比
表10
胶中钙的浓度(ppm) | 胶的强度(克) |
117 | 104 |
233 | 489 |
466 | 661 |
699 | 675 |
实施例16
将2812.5g干物质含量为14%重量的潮湿马铃薯浆悬浮在含有200g(3.4223mol)氯化钠和73.6g(0.5006mol)氯化钙(CaCl2·2H2O)的大约9200g水溶液中,分别对应于每克植物干物质8.69mmol氯化钠和1.27mmol氯化钙。悬浮物的质量为12041g。
在19℃下将悬浮液搅拌10分钟后,加入1337.8g浓缩的氨水(25%),相应于每克植物干物质19.829mol或者50.36mmol。所加入的氨量为每公斤反应混合物1.482mol。
将混合物维持在19℃搅拌30分钟,接着液相通过滤布流出。将固体材料压/挤以去除尽可能多的液体,将固体材料悬浮在15升无盐水中,随着搅拌,用20%硫酸溶液(1200ml)将pH调到大约1.3。通过将清洗液经过滤布流出,将固体材料再次分离并在搅拌下悬浮在15升无盐水中。重复这样的清洗程序2次。最后一次清洗后,洗液的pH为2.5。
在最后的洗液通过滤布流出并对分离的固体含纤维果胶产品进行挤压后,其量为1785g。干物质含量为18.6%重量。
60℃下将含纤维果胶产品干燥过夜并磨成(Fritsch磨)至少小于0.2mm粒径的细粉末。表11中表示干燥的含纤维果胶产品的分析特征。产品形成含有钙离子的稳定的胶。表12表示了分别带有117、233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
表11
含纤维果胶产品的分析特征 | |
脱水半乳糖醛酸(%AGA)* | 16.2 |
酯化程度(%DE) | 3.0 |
酰胺化程度(%DA) | 12.8 |
乙酰化程度(%DAc) | 8.0 |
*干物质的重量百分比
表12
胶中钙的浓度(ppm) | 胶的强度(克) |
117 | 58 |
233 | 175 |
466 | 231 |
699 | 168 |
实施例17
将893g来自实施例16的潮湿含纤维果胶产品(干物质含量为18.6%重量)通过剧烈搅拌悬浮在8640g无盐水中,并加入浓缩的氨水(25%)将pH调至4.5。
在搅拌过程中,将悬浮液加热并保持在75℃下稳定搅拌30分钟,接着经过滤布的过滤从不溶的提取残余物中分离液相(提取物)。将不溶的提取残余物进行挤压以排出尽可能多的提取物。通过将冷却的提取物(6800ml)注入到等体积的含有1233g硫酸溶液(15.6%)的异丙醇中,沉淀所提取的果胶产品。在过滤布上分离果胶产品,使劲挤压并通过利用剧烈搅拌将其悬浮在800ml异丙醇中进行清洗两次。在过滤布上过滤和加压之后,在40℃下将纯化的果胶产品干燥过夜。纯化果胶产品的产量为31g,干物质含量为93%重量。表13中表示纯化果胶产品的分析特征。产品形成含有钙离子的稳定的胶。表14表示分别带有117、233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
表13
纯化果胶产品的分析特征 | |
脱水半乳糖醛酸(%AGA)* | 31.3 |
酯化程度(%DE) | 大约3 |
酰胺化程度(%DA) | 11.5 |
乙酰化程度(%DAc) | 2.2 |
*干物质的重量百分比
表14
胶中钙的浓度(ppm) | 胶的强度(克) |
117 | 103 |
233 | 257 |
466 | 304 |
699 | 308 |
实施例18
将冷冻在-20℃的甜菜片解冻并在高速切碎器中切成粒径≤5mm。通过搅拌,将366.7g干物质含量为11%重量(干浆中AGA:23.9;%DE:42.7;%DAc:15.2)悬浮在含有26.17g氯化钠和9.60g氯化钙(CaCl2·2H2O)的1200g水溶液(大约2℃)中,分别对应于每克植物干物质中11.101mmol氯化钠和1.619mmol氯化钙。悬浮液的重量为1571g。
在大约2℃下将悬浮液搅拌20分钟,接着加入174.4g浓缩的氨水(25%),相应于每克植物干物质2.585mol或者64.08mmol。所加入的氨量为每公斤反应混合物1.482mol。
在大约2℃和pH大约12条件下搅拌混合物60分钟后,液相通过滤布流出,并将固体材料压/挤以去除尽可能多的液体,接着将固体材料悬浮在无盐水中,并用稀释的硫酸溶液将pH调到1.3。利用液相通过滤布流出并在搅拌下将固体材料悬浮在无盐水中,固体材料再次分离。使用稀释的硫酸将pH设定在1.3。
分离固体材料之后,通过将其悬浮在无盐水中进行清洗。清洗液通过滤布流出以分离所清洗的材料,进行挤压以尽可能多的去掉液体,并在干燥箱中40℃下干燥过夜。将干燥材料磨成粒径至少小于0.2mm的细粉末。含纤维果胶产品的产量为29.81g,干物质含量为92.9%重量。表17表示产品的分析特征。
产品形成含有钙离子的稳定的胶。表15表示分别带有233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
表15
胶中钙的浓度(ppm) | 胶的强度(克) |
233 | 17.5 |
466 | 51.0 |
699 | 67.2 |
实施例19
对366.7g切碎的甜菜片(与实施例18中所使用的级别相同)进行如实施例18中所述的处理,除了使用氨水处理的时间是30分钟外。
含纤维果胶产品的产量为30.0g,干物质含量为92.3%重量。表17表示产品的分析特征。
含纤维果胶产品与钙离子在含有30%重量蔗糖以及pH为3.5的溶液中形成粘性溶液。按照确定胶强度中所述制备溶液。使用Haake流变计(Rheostress,Sensor System Z34,DIN 53019,系列1),检测分别含有233、466和699ppm钙的溶液的粘性。表16表示其结果。
表16
剪切速率(s-1) | 粘性(mPa·s) | ||
233ppmCa | 466ppmCa | 699ppmCa | |
15 | 277.0 | 1325 | 1691 |
30 | 176.5 | 710.3 | 814.7 |
60 | 119.6 | 300.3 | 436.3 |
90 | 97.1 | 187.8 | 250.3 |
120 | 83.9 | 141.5 | 183.9 |
150 | 75.9 | 121.7 | 183.9 |
表17
来自甜菜片的果胶产品的分析特征 | 实施例18 | 实施例19 |
脱水半乳糖醛酸(%AGA)* | 26.1 | 24.8 |
酯化程度(%DE) | 12.2 | 15.7 |
酰胺化程度(%DA) | 16.2 | 13.7 |
乙酰化程度(%DAc) | 6.3 | 10.7 |
*干物质的重量百分比
实施例20
将100g干燥切碎的酸橙皮(%AGA:40.6;%DE:71.8),其中最大粒径为5mm,干物质含量为88%重量,悬浮在含有22.5g氯化钠和8.25g氯化钙(CaCl2·2H2O)的大约1280g水溶液(3℃)中,分别对应于每克植物干物质4.375mmol氯化钠和0.6378mmol氯化钙。悬浮液的重量为1378.5g。
在3℃下将悬浮液搅拌30分钟,接着随着剧烈搅拌逐渐加入4.75g碾成粉末的氢氧化钙[Ca(OH)2],相应于每克植物干物质64.11mmol或0.728mmol钙,pH维持在pH=12.0±0.1。所加入的氢氧化钙的量为每公斤反应混合物46.35mmol。3℃下将混合物搅拌35分钟,接着加入稀释的硫酸以使pH=1.3。
液相通过滤布流出,并将固体材料压/挤以尽可能多地将液体除去,接着将固体材料悬浮在无盐水中,并用稀释的硫酸将pH调节到1.3。
液相通过滤布流出并将固体材料压/挤后,通过将固体材料悬浮在无盐水中对其进行最后的清洗。
液相通过滤布流出后,固体材料在40℃下箱中干燥过夜。将干燥材料磨成粒径至少小于0.2mm的细粉末。含纤维果胶产品的产量为87.3g,干物质含量为92.8%重量。表18表示产品的分析特征。
产品形成含有钙离子的稳定的胶。表19表示所检测的胶强度。
实施例21
对100g干燥切碎的酸橙皮(与实施例20中所使用的级别相同)进行如实施例20中所述的处理,除了使用对应于每克植物干物质1.226mmol钠的215.8g 0.5N的氢氧化钠(107.9mmol)而不是4.75g氢氧化钙外。所加入氢氧化钠的量为每公斤反应混合物76.69mmol。
含纤维果胶产品的产量为85.5g,干物质含量为98.3%重量。表18表示产品的分析特征,表19表示分别含有233、466和699ppm钙的胶强度。
表18
来自酸橙皮的果胶产品的分析特征 | 实施例20 | 实施例21 |
脱水半乳糖醛酸(%AGA)* | 44.8 | 40.6 |
酯化程度(%DE) | 38.4 | 38.7 |
乙酰化程度(%DAc) | - | - |
*干物质的重量百分比
表19
胶中钙的含量(ppm) | 胶强度(克) | |
实施例20 | 实施例21 | |
233 | 206 | 244 |
466 | 251 | 335 |
699 | 482 | 438 |
实施例22
将100g干燥切碎的柠檬皮(%AGA:41.7;%DE:74.3),其中最大粒径为5mm,干物质含量为91%重量,在搅拌下悬浮在含有22.5g氯化钠和8.25g氯化钙(CaCl2·2H2O)的大约1280g水溶液(2.5℃)中,分别对应于每克植物干物质4.231mmol氯化钠和0.6167mmol氯化钙。悬浮液的重量为1378.5g。
在2.5℃下将悬浮液搅拌30分钟,接着随着剧烈搅拌逐渐加入4.69g碾成粉末的氢氧化钙[Ca(OH)2],对应于每克植物干物质63.30mmol或者0.695mmol钙,pH维持在pH=12±0.1。所加入的氢氧化钙的量为每公斤反应混合物45.77mmol。2.5℃下将反应混合物搅拌35分钟,接着加入稀释的硫酸以使pH=1.3。
按照实施例20所述,对含纤维果胶产品进行加工和分离。产量为80.0g,干物质含量为92.3%重量。表20表示产品的分析特征。
产品形成含有钙离子的稳定的胶。表21表示分别含有233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
实施例23
对100g干燥切碎的柠檬皮(与实施例22中所使用的级别相同)进行如实施例22中所述的处理,差别在于外壳材料的膨胀是在20℃下进行的,使用氢氧化钙的处理是在20℃下进行26分钟。
含纤维果胶产品的产量为78.0g,干物质含量为92.6%重量。表20表示产品的分析特征。
产品形成含有钙离子的稳定的胶。表21表示分别含有233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
表20
来自酸橙皮的果胶产品的分析特征 | 实施例22 | 实施例23 |
脱水半乳糖醛酸(%AGA)* | 41.6 | 41.2 |
酯化程度(%DE) | 33.1 | 29.4 |
乙酰化程度(%DAc) | - | - |
*干物质的重量百分比
表21
胶中钙的含量(ppm) | 胶强度(克) | |
实施例22 | 实施例23 | |
233 | 336 | 207 |
466 | 540 | 229 |
699 | 710 | 519 |
实施例24
将281.3潮湿马铃薯浆(%AGA:16.4;%DE:46.1;%DAc:11),其中粒径小于0.5mm,干物质含量为14%重量,在搅拌下悬浮在含有20.0g氯化钠和7.36g氯化钙(CaCl2·2H2O)的大约1020g水溶液(2.5℃)中,分别对应于每克植物干物质中8.69mmol氯化钠和1.271mmol氯化钙。悬浮液的重量为1304.5g。
在2.5~3℃下将悬浮液搅拌20分钟,接着随着剧烈搅拌逐渐加入2.56g碾成粉末的氢氧化钙[Ca(OH)2],对应于每克植物干物质34.55mmol或者0.887mmol钙,维持pH=12.0±0.1。所加入的氢氧化钙的量为每公斤反应混合物26.43mmol。2.5~3℃下将反应混合物搅拌45分钟,接着加入稀释的硫酸以使pH=1.3。
按照实施例20所述,对含纤维果胶产品进行加工和分离。产量为37.0g,干物质含量为91.8%重量。表22表示产品的分析特征。
产品形成含有钙离子的稳定的胶。表23表示分别含有233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
实施例25
对281.3g潮湿的马铃薯浆(与实施例24中所使用的级别相同)进行根据实施例24中所述的处理,差别在于使用对应于每克植物干物质1.436mmol氢氧化钠的113.1g 0.5N的氢氧化钠(56.55mmol)而不是2.56g氢氧化钙。所加入的氢氧化钠的量为每公斤39.91mmol。
含纤维果胶产品的产量为37.0g,干物质含量为91.6%重量。表22表示产品的分析特征。含有钙离子的产品形成了稳定的胶。表23表示分别含有233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
表22
来自马铃薯浆的果胶产品的分析特征 | 实施例24 | 实施例25 |
脱水半乳糖醛酸(%AGA)* | 17.2 | 15.9 |
酯化程度(%DE) | 14.7 | 5.5 |
乙酰化程度(%DAc) | 7.8 | 7.7 |
*干物质的重量百分比
表23
胶中钙的含量(ppm) | 胶强度(克) | |
实施例24 | 实施例25 | |
233 | 217 | 197 |
466 | 350 | 274 |
699 | 473 | 328 |
实施例26
将281.3g切碎的甜菜片(与实施例18中所使用的等级一样)在搅拌下悬浮在大约1020g含有20.0g氯化钠和7.36g氯化钙(CaCl2·2H2O)的水溶液(2.5℃)中,分别对应于每克植物干物质中11.061mmol氯化钠和1.618mmol氯化钙。悬浮液的重量为1304.5g。
在2~3℃下将悬浮液搅拌20分钟,接着随着剧烈搅拌逐渐加入3.048g碾成粉末的氢氧化钙[Ca(OH)2],对应于每克植物干物质41.14mmol或者1.329mmol钙,维持pH在大约12。所加入的氢氧化钙的量为每公斤反应混合物31.47mmol。2~3℃下将混合物搅拌45分钟,接着加入稀释的硫酸以使pH=1.3。
按照实施例20所述,对含纤维果胶产品进行加工和分离。产量为23.4g,干物质含量为93.8%重量。表24表示产品的分析特征。产品形成含有钙离子的稳定的胶。表25表示分别含有233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
实施例27
将562.5g切碎的甜菜片(与实施例18中所使用的等级一样)在搅拌下悬浮在大约1020g含有20.0g氯化钠和7.36g氯化钙(CaCl2·2H2O)水溶液(2℃)中,分别对应于每克植物干物质中5.531mmol氯化钠和0.809mmol氯化钙。悬浮液的重量为1585.6g。
在2℃下将悬浮液搅拌20分钟,接着随着剧烈搅拌逐渐加入6.66g碾成粉末的氢氧化钙[Ca(OH)2],维持pH=12.0±0.1。所加入的氢氧化钙的量为每公斤反应混合物56.46mmol。2~3℃下将混合物搅拌75分钟,接着加入稀释的硫酸以使pH=1.3。
按照实施例20所述,对含纤维果胶产品进行加工和分离。产量为47.0g,干物质含量为92.7%重量。表24表示产品的分析特征。产品形成含有钙离子的稳定的胶。表25表示分别含有233、466和699ppm钙的胶的胶强度。
实施例28
将562.5g切碎的甜菜片(与实施例18中所使用的等级一样)按照实施例27中所述的进行处理,除了使用263.3g 0.5N的氢氧化钠(107.9mmol),对应于每克植物干物质2.127mmol氢氧化钠或者每公斤反应混合物71.24mmol,而不是6.66g氢氧化钙,并且处理时间是35分钟。
含纤维果胶产品的产量为47.1g,干物质含量为93.2%重量。表24表示了产品的分析特征。产品形成含有钙离子的稳定的胶。表25表示分别含有466和699ppm钙的胶的胶强度。在较低的Ca含量下,例如233ppm的钙,产品形成非常粘的溶液。
表24
来自甜菜片的含纤维果胶产品的分析特征 | 实施例26 | 实施例27 | 实施例28 |
脱水半乳糖醛酸(%AGA)* | 29.3 | 25.2 | 30.2 |
酯化程度(%DE) | 25.2 | 2.2 | 36.7 |
乙酰化程度(%DAc) | 6.3 | 5.2 | 7.8 |
*干物质的重量百分比
表25
胶中钙的含量(ppm) | 胶强度(克) | ||
实施例26 | 实施例27 | 实施例28 | |
233 | 57 | 79 | 粘溶液 |
466 | 128 | 254 | 32 |
699 | 157 | 360 | 53 |
实施例29
将带有磁力搅拌器的200ml烧杯涂上焦油。
将0.600%重量、0.8000%重量和1.000%重量本发明得到的柑橘类果胶产品,以及1.000%重量、1.200%重量和1.400%重量的传统柑橘类果胶产品分别转入烧杯中,并在磁力搅拌下加入3ml异丙醇(IPA)。在悬浮液均匀的情况下,在搅拌下加入100ml沸腾的柠檬酸缓冲液(如下)。在聚合物溶解后,加入250mg六偏磷酸钠。将溶液搅拌两个小时,并且重量达到100.0克。温度为20.0℃时,在Haake Rheostress 1(如下)下,流动曲线确定为剪切速率为15~1501/秒。901/秒时的粘性以浓度(%)为自变量作图。通过确定提供40厘泊所必需的样品量来进行与标准或者其它样品的比较。
柠檬酸/柠檬酸盐缓冲液:
A:每升离子交换水中21.02g一水合柠檬酸。
B:每升离子交换水中29.41g二水合柠檬酸三钠。
将17份A和33份B混合得到最终溶液。
Haake Rheostress 1:
传感器系统转子Z34 DIN 53019 Seriel。
温度设定为20.0℃的水浴对测试杯进行加热。
结果
图1表示本发明所得到的果胶产品在一定果胶浓度的溶液中具有更高的粘性。这意味着在两种果胶产品之间存在着功能上的差距,说明需要使用两倍的传统果胶产品的量来达到本发明所提供的相同的提供粘性性能(40厘泊)。
参考文献
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Food Chemical Codex,第四版,National Academic Press,Washington 1996,第283页
Claims (43)
1.一种从植物材料得到含纤维果胶产品的方法,所述方法包括步骤:
(i)通过在水溶液中膨胀植物材料提供一种原位反应体系,其中所述水溶液含有至少一种盐;
(ii)对由步骤(i)得到的膨胀植物材料中存在的果胶进行去酯化处理;以及
(iii)分离去酯的含纤维果胶产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其中水溶液中不含有机溶剂。
3.根据权利要求1或2任何一项所述的方法,其中植物材料在水溶液中膨胀1~120分钟。
4.根据权利要求1~3任何一项所述的方法,其中植物材料在0~120℃温度范围内在水溶液中膨胀。
5.根据权利要求1~4任何一项所述的方法,其中植物材料在水溶液中膨胀,提供植物材料的干物质含量在1~50%范围内。
6.根据权利要求1~5任何一项所述的方法,其中所述的至少一种盐的用量对应于每克植物材料干物质盐浓度为1mmol~30mmol,例如5mmol~15mmol。
7.根据权利要求1~6任何一项所述的方法,其中水溶液是无机水溶液。
8.根据权利要求1~7任何一项所述的方法,其中所述的至少一种盐是水溶的中性盐。
9.根据权利要求8所述的方法,其中水溶和/或中性盐选自钠盐、钾盐、钙盐、氯化物盐、硝酸盐及其混合物。
10.根据权利要求1~9任何一项所述的方法,其中去酯化处理持续1~120分钟。
11.根据权利要求1~10任何一项所述的方法,其中去酯化处理是在0~120℃温度范围内进行。
12.根据权利要求1~11任何一项所述的方法,其中去酯化处理是对植物材料干物质含量在1~50%范围内而进行。
13.根据权利要求1~12任何一项所述的方法,其中步骤(ii)中去酯化处理是碱处理。
14.根据权利要求13所述的方法,其中步骤(ii)中所提供的碱条件是通过加入碱试剂以使pH达到7以上,例如8以上、例如9以上、例如10以上、例如11以上、例如12以上、例如13以上,以及例如14(在7~14范围内,例如在8~13范围内,例如在9~13范围内,例如在10~13范围内,例如在11~13范围内,例如在11.5~12.5范围内)。
15.根据权利要求14所述的方法,其中碱试剂是选自氨水或其它低分子胺、二胺或者氨基酸,钠、钾和钙的氢氧化物,或者有机碱的氢氧化物,例如氢氧化四甲基铵中的至少一种。
16.根据权利要求15所述的方法,其中碱试剂的量为每克含果胶植物干物质20mmol~80mmol碱试剂。
17.根据权利要求1~16任何一项所述的方法,其中进一步对植物材料进行酰胺化处理。
18.根据权利要求17所述的方法,其中酰胺化是通过添加选自氨或者其它低分子胺、二胺或者氨基酸的酰胺化试剂而实现。
19.根据权利要求17或18任何一项所述的方法,其中使用酰胺化试剂对在步骤(i)中得到的膨胀植物材料进行处理1~120分钟。
20.根据权利要求17~19任何一项所述的方法,其中使用酰胺化试剂对在步骤(i)中得到的膨胀植物材料在-15~75℃温度范围内进行处理。
21.根据权利要求1~20任何一项所述的方法,其中对在步骤(iii)中得到的分离的去酯化含纤维产品进行至少一个清洗步骤和/或至少一个加压步骤,从而得到含纤维果胶产品。
22.根据权利要求21所述的方法,其中清洗的和/或干燥的含纤维果胶产品被干燥成干物质含量为至少90%重量,并选择性地进行磨制。
23.根据权利要求1或者22任何一项所述的方法,其中含纤维果胶产品具有酯化程度为0~80,例如0~50,例如2~50,例如2~45,例如2~40,例如5~50,例如10~50,例如10~40,例如15~35。
24.根据权利要求1~23任何一项所述的方法,其中含纤维果胶产品具有不超过95%的酰胺化,例如不超过75%,例如不超过60%,例如不超过50%,例如不超过40%,例如不超过30%,例如不超过25%,例如不超过20%。
25.根据权利要求1~24任何一项所述的方法,其中在步骤(iii)中得到的含纤维果胶产品具有干物质含量为至少1%重量的干物质,例如至少5%重量的干物质,例如至少10%重量的干物质,例如至少15%重量的干物质,例如至少25%重量的干物质,例如至少50%重量的干物质,例如至少75%重量的干物质,例如至少85%重量的干物质,例如至少95%重量的干物质。
26.根据权利要求1~25任何一项所述的方法,其中植物材料是从本地新鲜或者干燥状态的植物材料得到。
27.根据权利要求1~26任何一项所述的方法,其中植物材料选自马铃薯浆、甜菜浆、苹果渣、例如柠檬、橙、柑橘、酸橙和葡萄柚的桔类水果的皮或者浆。
28.根据权利要求1~27任何一项所述方法得到的含纤维果胶产品。
29.根据权利要求28所述的产品,其中产品中纤维的含量为至少1%重量的干物质,例如至少5%重量的干物质,例如至少10%重量的干物质,例如至少15%重量的干物质,例如至少25%重量的干物质,例如至少50%重量的干物质,例如至少75%重量的干物质,例如至少85%重量的干物质,例如至少95%重量的干物质。
30.一种制备果胶产品的方法,所述方法包括步骤:
(i)提供根据权利要求28或者29任何一项所述的含纤维果胶产品;
(ii)在含纤维果胶产品中加入提取介质以得到提取悬浮液;
(iii)将提取悬浮液的pH调节到1~12的范围内;
(iv)将取悬浮液的温度调节到0~120℃的温度范围内;和
(v)从提取介质的水相中分离果胶产品。
31.根据权利要求30所述的方法,其中提取介质具有pH为1~6范围内,例如2~6范围内,例如2~5范围内,例如3~5范围内,例如4~5范围内。
32.根据权利要求30或31任何一项所述的方法,其中温度在40~100℃范围内,例如60~80℃范围内。
33.根据权利要求30~32任何一项所述的方法,其中果胶产品是通过任何已知的方法例如沉淀、提取、离心、过滤、层析、干燥而进行分离。
34.根据权利要求30~33任何一项所述方法得到的果胶产品。
35.根据权利要求34所述的产品,其中所述产品满足以下至少一项要求:
(i)当产品混合在浓度为最多1%重量果胶的溶液中,并用方法A检测时,产品具有至少40cp的粘性,或者
(ii)当产品混合在浓度为最多1%重量果胶的溶液中,并用方法A检测时,产品具有高于传统加工的果胶产品至少2倍的粘性。
36.一种含有果胶的产品,其满足以下至少一项要求:
(i)当产品混合在浓度为最多1%重量果胶的溶液中,并用方法A检测时,产品具有至少5cp的粘性,或者
(ii)当产品混合在浓度为最多1%重量果胶的溶液中,并用方法A检测时,产品具有高于传统加工的果胶产品至少2倍的粘性。
37.根据权利要求36所述的产品,当产品混合在浓度为最多1%重量果胶的溶液中时,产品具有至少30cp的粘性,例如至少10cp,例如至少15cp,例如至少20cp,例如至少25cp,例如至少35cp,例如至少40cp,例如至少45cp,例如至少50cp,例如至少75cp,例如至少100cp,例如至少150cp,例如至少200cp。
38.根据权利要求36或者37任何一项所述的产品,其中产品具有比传统使用的果胶产品高于至少2.5倍的粘性,例如高于至少3倍,例如高于至少3.5倍,例如高于至少4倍,例如高于至少5倍。
39.根据权利要求36~38任何一项所述的产品,其中果胶具有酯化程度为0~80,例如0~50,例如2~50,例如2~45,例如2~40,例如5~50,例如10~50,和/或酰胺化程度为不超过95%,例如不超过75%,例如不超过60%,例如不超过50%,例如不超过40%,例如不超过30%,例如不超过25%,例如不超过20%。
40.根据权利要求28~29、34~35或者36~39任何一项所述的产品,在封装例如易挥发液体和/或水溶性芬芳剂和着色剂,或者封装微量营养物、调味剂和维生素等中的应用。
41.根据权利要求28~29、34~35或者36~39任何一项所述的产品,在生产固体和液体药用组合物,包括例如药片、悬液、乳剂等,以及在化妆品生产中作为组分例如香水、面霜以及洗液等中的应用。
42.根据权利要求28~29、34~35或者36~39任何一项所述的产品作为粘性剂和/或乳化剂的应用。
43.根据权利要求28~29、34~35或者36~39任何一项所述的产品作为脂肪替代品或者烟草替代物的应用。
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