柑橘果皮中提取果膠制得果凍

姜文欣

摘 要：我國是柑桔的重要產地之一，栽培橘子的歷史已經有5000多年。柑桔的世界年產量已經超過5000萬噸，而其中的果皮產量約占果實重量的20%。如何做好果皮的綜合利用，提高附加值和經濟效益并且減少環境污染？這已經成為現代化柑桔加工不可缺少的重要環節。而本試驗就是提取果皮中的重要物質——果膠。

關鍵詞：柑桔皮；酸水解；果膠；經濟效益

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.184

1 實驗目的

了解果膠的性質和提取原理；掌握果膠的提取工藝；了解果膠在食品工業中的用途。

2 果膠的性質與提取原理

果膠是以原果膠、果膠、果膠酸的形態廣泛存在于高等植物的果實、根莖、葉中的多糖類高分子化合物，是細胞壁的組成成分，平均分子量大約在50000～180000。[1] D-半乳糖醛酸是果膠分子的主要組成成分，其基本結構是以α-1，4苷鏈結合的聚半乳糖醛酸，在聚半乳糖醛酸中，部分羧基被甲醇酯化，剩余的部分與鉀、鈉或銨等離子結合。

果膠的提取方法采用無機酸提取法，該法的原理是利用果膠在稀酸溶液中能水解，將果皮中的原果膠水解為可溶性果膠，然后分離出果膠。[2]提取液經過濾后得到的是粗果膠液，還需進一步進行純化沉淀，本實驗采用的是酒精沉淀。其基本原理是利用果膠不溶于醇類有機溶劑的特點，在果膠作為溶劑的水溶液中加入大量的醇，可以形成醇-水混合溶劑將果膠沉淀出來。一般可以先將果膠的提取液進行濃縮，再添加乙醇使果膠形成沉淀，通過離心可以得到果膠沉淀物，之后使用更高濃度的乙醇洗滌數次，再進行干燥、粉碎即可。

3 實驗方法

本實驗采取酸萃取，酒精沉淀這一種最簡單有效的工藝路線來萃取。

4 實驗的主要儀器與試劑

電爐，烘箱，堿式滴定管，碘量瓶，燒杯（100/250mL），臺秤，天平，尼龍布和紗布，0.25～0.3%HCl溶液，1%氨水，95%乙醇，混合試劑（濃鹽酸與60mL60%異丙醇以1：20體積比混合配成），1%酚酞，0.02mol/L的氫氧化鈉標準溶液，鄰苯二甲酸氫鉀，0.5mol/L氫氧化鈉溶液，0.25mol/L鹽酸溶液。

5 實驗步驟

（1）原材料預處理。積存時間過長的果皮會因果膠分解而招致損失，所以選用新鮮果皮。如果不能及時提取果膠，原材料應迅速加熱至95攝氏度以上，以春花果膠酶進行熱處理并保持5-7分鐘。預處理的目的是出去果皮中的很多非膠物質，如糖類、色素、使用農藥化肥以及在收集、運輸過程中有毒性的可溶性物質。果膠的質量都有影響會受其影響。預處理步驟一般包括以下幾個步驟：1）清洗 稱取40g新鮮桔皮用清水洗凈，以除去泥土雜志和施用的農藥化肥2）滅酶 由于天然果膠酶的存在，可以把不溶性的原果膠變成水溶性的果膠，這種水溶液果膠會因漂洗而流失。所以在漂洗前要做滅酶處理。只要將其放入盛有120mL水的燒杯，并加熱到90攝氏度并保持十分鐘即可。3）切碎 取出果皮并用水沖洗后，切成大小為1cm左右的方塊4）為避免影響果膠的色澤和質量，將果皮方塊放入250mL燒杯中用50-60攝氏度的水浴加熱，直到漂白水為白色，果皮無異味為止。這一過程的目的是除去色素。為提高漂洗的效率和效果，可將果皮顆粒裹在尼龍布或四層紗布里漂洗，每次漂洗后都要擠壓干后在進行下一次漂洗。（2）提取。本實驗采取酸提取法，此方法是依據果膠可以在稀酸下加熱轉變成水溶性果膠的原理而提取。果膠的質量與果膠提取時的加水量、pH值、溫度、時間、酸的種類。基本步驟為：將燒杯中放入洗凈曬干的果皮，加入0.25～0.3%的HCl調pH值在2.0～2.5之間，加熱到90攝氏度左右，提取一小時（由于加熱，水分和鹽酸揮發，引起pH變化，因此需要在提取過程中要不斷補充水分和鹽酸），需要使用用100目尼龍布或者四層紗布過濾。（3）脫色。為去除果膠溶液的大部分色素，同時可以洗去果皮中的一些在預處理階段未除盡的糖分和異味，并可以捕獲一部分重金屬，果膠萃取并且經過濾后的果膠溶液要經過脫色。將1.5～2.0%的活性炭加入到濾液中于80攝氏度加熱20分鐘然后進行脫色，并趁熱抽濾。由于膠狀物很容易堵塞使過濾困難，需加入濾液量2～4%的硅藻土做助濾劑，幫助過濾。如果萃取液清澈透明，則不用脫色。（4）沉淀。冷卻脫色后的溶液，并用稀氨水調節pH3～4，加入95%的乙醇并不斷攪拌，按照果膠：乙醇=1：1.3（體積比）的量加入，可使混合溶液中酒精濃度達到50%～60%（可用酒精計測量），然后靜止15min，讓果膠沉淀完全。用100目尼龍步濾取果膠，榨干搓碎。并于小酒杯內用10mL95%的酒精使果膠沉淀物脫水。洗滌一次，放置于尼龍布上榨干待用。酒精廢液需回收。（5）干燥。產品在105攝氏度下烘干，可以制得產品。

6 酸萃取法優缺點及改進方法

優點：所得產品質量高； 缺點：果膠分子過程中發生局部水解、反應條件比較復雜、過濾時間較慢、生產周期較長。改進：采用酶提取法果膠比酸萃取法效率高2～3倍，并且所提取果膠溶解性更好。

7 果膠在食品工業中的應用

在食品工業中，果膠的重要性在于在一定條件下其溶液具有出產凝膠的能力。所以在食品加工中，果膠一般作為膠凝劑獲得更多的應用。因此其廣泛應用于果醬、果凍、軟糖和飲料制品中，其次還可以在果汁和乳制品中可作為穩定劑和增稠劑添加。果膠絕大部分用于食品工業，少量用于藥品和化妝品生產。

8 應用前景

果膠作為生產果醬、果凍之類產品的膠凝劑，有其難以匹敵的優良口感。為滿足人們對低糖、低甜度低熱量、食品的要求，各種酰胺化果膠和低酯果膠等系列化果膠表現相當出色。果膠因其耐酸性等特性可供作巧克力飲料和酸性乳飲料的穩定劑。隨著鈣反應果膠（CSP）的開發，酸性蛋白類飲料中，果膠的耗用量必將大幅度增加。脂肪替代品在西方社會是一個巨大的潛在市場，正以年遞增率25%的速度增長。可以用作代脂的產品雖然不少，由果膠所制得的脂肪仿制品（Fatmimlcs）也因其獨特口感而受到重視，如美國tenlcules公司生產的“sLENDI[）”脂肪仿制品果膠，可100%代替脂肪，可用于冷飲中（美國通用食品公司的無脂肪冰淇淋），具有稀奶油的口感、質地和高脂乳化體的稠度，成品表面呈脂肪狀釉質感。

9 結束語

本文闡述了用新鮮橘皮制得果凍的步驟以及果膠的應用方面和前景。總之，由于果膠本身所具有的優良特性，社會對其的需求量會越來越大，生產技術應全面提高，尤其對于低酯果膠的生產技術。

參考文獻：

[1]涂國云，王正武，王仲妮.果膠的制備與應用[J].食品與藥品，2007.

[2]詹曉北.食用膠的生產性能及應用[M].北京中國輕工業出版社，2003：72-73.