果胶及其在食品中的应用
果胶物质在山楂产品加工中的作用及影响

山楂是中国的特产,在中国分布广泛。
山楂果实不仅味美,而且具有医疗保健作用。
山楂中富含多种维生素,如Vc、Vp、VB1、VB2及VE,其中Vc含量最为丰富,居众多水果之首,经常食用能够养颜美容,防止血管破裂等;Vp含量亦非常丰富,它具有防治心脑血管疾病及癌症的功能。
可以说山楂全身是宝,它的加工产品亦丰富多彩,深受人们喜爱,如山楂糕、山楂条、山楂片、山楂果茶、山楂汁等不下十几种乃至几十种。
山楂具有很强的加工性能,这在众多水果中是少见的,其产品市场亦非常广阔。
山楂之所以能够形成如此丰富的加工产品,除了它具有特殊的风味和营养外,主要与其果实中某些特殊成分及其含量有着密切的关系,其中富含果胶物质是最主要的原因,它在山楂果实中的含量最为丰富,是其它水果的十几倍到几十倍。
丰富的果胶物质决定着山楂特有的加工性能和特有的加工产品,从而使其加工产品丰富多彩。
然而它的作用也并非绝对的,在某些方面,却成了某些山楂产品加工中一种障碍,影响着生产工艺的顺利进行。
本文就果胶物质在山楂产品加工中的作用和影响两个方面作进一步阐述。
1.果胶物质在山楂产品加工中的作用果胶物质是一种大分子多糖,它普遍存在于水果和蔬菜中,尤其在山楂中含量最为丰富。
果胶按分子结构可分为高甲氧基果胶和低甲氧基果胶,存在于山楂果实中的主要是高甲氧基果胶。
它收水膨胀,溶解在水中变得粘稠。
它在山楂产品加工中起着凝胶、粘韧、增稠乳化等几个方面的作用。
1.1凝胶作用果胶物质在含糖50%左右,pH3.1条件下可形成凝胶。
如山楂糕的加工,其工艺流程如下:山楂→清洗→烫煮→打浆→与糖液混合→注模→冷却→山楂糕其凝胶的效果使产品具有一定弹性、韧性和硬度,酸甜爽口。
本人研制开发的“水晶楂糕”、“内凝胶蜜山楂”都是利用果胶物质凝胶作用原理制成的。
山楂条是山楂糕加工的延续,在这里果胶物质同时也起到使山楂条柔软而富有弹性,不易折断,富于形状感等作用。
1.2粘韧性的作用以山楂片生产为例,其工艺流程如下:山楂→清洗→烫煮→打浆→与糖液混合→刮片→烘制→揭片→切割→山楂片(还原型).→闷片→切割→山楂片(返砂型)在刮片后烘制过程中,水分达到一定要求时,果胶物质使得果浆混合物不仅能够相互粘结成一体,而且具有一定韧性,能够很容易地揭片而不断不折,保持了片形完整,并可随意切卷。
果胶的提取与应用

果胶的提取与应用一、果胶的提取根据酯化度(羟基酯化的百分数)不同,将果胶分为高甲氧基果胶和低甲氧基果胶,其中酯化度大于50%的为高甲氧基果胶,即高酯果胶(HMP),酯化度小于50%的果胶为低甲氧基果胶,即低酯果胶(LMP)。
果胶的提取方法主要有酸提法、超声波辅助提取法、酶与微生物提取法、微波法、螯合剂法等。
1、酸提法酸提取法是将植物细胞中不溶的原果胶在热酸性的条件下转变成可溶性果胶,并将其提取出来。
酸提取法会对果胶的品质产生一定的影响,但由于提取工艺较为成熟,国内外均采用此法生产果胶。
因此,酸提取法的研究也更加深入,不再局限于单一的酸提法,对混合酸提法有了更多的研究。
如利用磷酸和亚硫酸的混合酸比单独一种酸的提取效果要好很多,提取果胶的色泽好,得率高。
混合酸提取效果往往要优于单独使用一种酸的提取效果,所以,单独的酸提取法会逐步被混合酸提取法取代。
2、超声波提取法超声波提取法又称超声波辅助提取法,利用超声波的频率>20kHz使细胞破碎或崩解,加速果胶溶出。
在提取工艺中超声波辅助提取法一般与其他方法一起使用,提高果胶的产量和质量,不影响果胶的成分,对果胶品质的破坏也较小。
但超声波辅助提取法受设备的影响,生产成本较高,限制了果胶的规模化工业生产。
3、微波提取法微波提取法是利用微波的电效应和化学效应,使植物组织崩解,加速果胶的溶出。
微波提取常作为辅助提取与其它方法联用,具有工艺简单,提取时间短,得率高,产品质量好的优点。
但受设备影响,工业化生产成本和规模上受限制。
4、酶与微生物提取法酶与微生物提取法是利用酶或微生物降解果胶中的大分子物质或将不溶性果胶转化成水溶性果胶,进而将果胶提取出来。
酶法提取的果胶保留了原有的多种营养成分,可用于饲料。
酶解法提取果胶,具有低消耗、无污染、反应条件易于控制等优点。
微生物提取法本质上也是利用微生物产生的果胶酶酶解提取果胶的方法。
利用微生物产生的果胶酶酶解提取的果胶相比于其他方法制得的果胶品质高、灰分含量低、色泽好、中性糖含量高。
食品添加剂——果胶

3.抽提:果胶的抽提包括原果胶的水解与果胶的溶出两个过程。在整 个过程中要掌握温度、时间和酸度。酸度高,则需时较短;温度较低,则 需时较长。温度较高或多次抽取才能提净果胶。抽提时,将绞碎的原料倒 入抽提锅内,加水4倍,加亚硫酸调节pH值至1.8~2.7,后通入蒸汽,边 搅拌边加热到95℃,保持45~60分钟,即可抽出大部分果胶。 4.抽提液的处理:将袖提物料通过压滤机过滤,并用高速(7000转/ 分)离心机分离杂质。然后迅速冷却到50℃左右;加入1~2%淀粉酶使抽 提液中淀粉水解为糖。当酶作用终了时,即需加热到77℃,破坏酶的活力。 接着加入0.3~0.5%活性炭在55~60℃下搅拌20~30分钟,使果胶脱色, 再加入1~1.5%硅藻土,搅匀,后用压滤机滤清抽提液。 5.果胶液的浓缩与贮藏:将滤清的果胶液送入真空浓缩锅中,保持真 空度667毫米汞柱以上,沸点50℃左右,浓缩至总固体达7~9%为止。浓缩 毕,即将果胶液加热至70℃,装入玻璃瓶中,加盖密封,后置于70℃热水 中加热杀菌30分钟,冷却后,送入仓库,或将果胶液装入木桶中,加0.2 %亚硫酸氢钠搅拌匀,并密封贮藏。
低甲氧基果胶
低甲氧基果胶粉为白色,溶于水,甲氧基含量为2.5~4.5%。
低甲氧基果胶的制法主要有碱化法、酸化法、酶化法等, 现介绍碱化法如下: 提取的果胶液经真空浓缩,使果胶液中果胶含量达 到4%,后把果胶液置于不锈钢锅中,加入氢氧化铵,调 节pH值至10.5,保持液温15℃历3小时,后加入等容积的 95%酒精和适量盐酸,使pH值降到5。 搅拌混合物,静置1小时,捞出沉淀果胶,压干酒精, 打碎压饼并使之悬浮于pH值为5.2的50%酒精中,以便除 去氯化铵。再沥干、压榨破碎并将其悬浮于95%酒精中1 小时。压干后,耙碎摊于烘盘中,在65℃真空烘箱中烘20 小时,取出磨细,用100目筛过筛,然后用聚乙烯薄膜袋 包装,产出率约为果胶量的90%。
果胶

果胶定义:果胶是一组聚半乳糖醛酸,是由半乳糖醛酸组成的多糖混合物,它含有许多甲基化的果胶酸,存在于水果和一些根菜,它具有水溶性,工业上即可分离,其分子量约5万一30万。
备注:果胶是植物中的一种酸性多糖物质,它通常为白色至淡黄色粉末,稍带酸味,具有水溶性,工业上即可分离,其分子量约5万一30万,主要存在于植物的细胞壁和细胞内层,为内部细胞的支撑物质。
用途:在食品上作胶凝剂,增稠剂,稳定剂,悬浮剂,乳化剂,增香增效剂,并可用于化妆品,对保护皮肤,防止紫外线辐射,冶疗创口,美容养颜都存一定的作用。
4用途价值▪高酯速凝果胶▪低酯果胶▪制药果胶▪特种低酯果胶5相关应用▪概况▪增加体积和其他特性▪减少面粉使用量▪延长保质期结构:英文名称:pectin英文别名:2,3,4,5-Tetrahydroxypentanal;pentoseCAS:9000-69-5EINECS:232-553-0分子式:C5H10O5分子量:150.1299,(C6H10O7 )n分子图果胶(Pectin)是一组聚半乳糖醛酸。
在适宜条件下其溶液能形成凝胶和部分发生甲氧基化(甲酯化,也就是形成甲醇酯),其主要成分是部分甲酯化的α—1,4一D一聚半乳糖醛酸。
残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成铵、钾钠和钙等盐。
(C6H10O7 )n尽可能除去苦味、色素及可溶性杂质。
榨出的汁液可供回收柚苷。
干皮温水浸泡复水后,采取以上同样处理备用。
2.抽提通常用酸法提取。
将处理过的柚皮倒入夹层锅中,加4倍水,并用工业盐酸调ph至1.5~2.0,加热到95℃,在不断搅拌中保持恒温60min。
趁热过滤得果胶萃取液。
待冷却至50℃,加入1%~2%淀粉酶以分解其中的淀粉,酶作用终了时,再加热至80℃杀酶。
然后加0.5%~2%活性炭,在80℃下搅拌20min,过滤得脱色滤液。
因柚皮中钙、镁等离子含量较高,这些离子对果胶有封闭作用,影响果胶转化为水溶性果胶,同时也因皮中杂质含量高,而影响胶凝度,故酸法提取率较低,质量较差。
天然食用胶体——果胶应用及发展前景

46 食品安全导刊•技术 2013年9月天然食用胶体 -- 果胶应用及发展前景ADDITIVES & NUTRITION 添加剂与营养□ 陈娜 上海统园食品技术有限公司表1 果胶在食品中的应用情况果胶是众所周知并被广泛应用的亲水胶体之一,200多年前人们在水果中发现了它,但直到20世纪初,它们应用于食品生产的功能特性才得以被发现。
果胶存在于植物的果实、果皮以及根、茎、叶等 组织中,柑橘皮中的果胶含量丰富,约占干质的20%~30%,苹果渣中的果胶含量也可达到10%~15%。
工业生产中,因原料季节性原因,柑橘皮和苹果渣通常需经过干燥储存,再进行加工提取获得果胶。
果胶的性质和分类果胶包括原果胶、水溶性果胶和果胶酸3大类,前者不溶于水,后两者皆溶于水。
果胶的提取主要是利用酸液将原料中的原果胶水解为水溶性果胶而转移到水相中,再通过乙醇或金属盐沉淀法从溶液中分离出来,再经干燥、碾磨,标准化而得到,为白色至浅黄色粉末,溶于水,呈弱酸性。
果胶是一种多糖类高分子聚合物,由D-半乳糖醛酸残基经α(1→4)糖苷键相连接聚合而形成的酸性大分子多糖。
果胶分子的质量大小、甲酯化程度和带有其他基团的多少不但取决于其来源,也与提取条件有关。
果胶中平均每100个半乳糖醛酸残基C6位上以甲酯化形式存在的百分数称为果胶的酯化度DE值或DM值;同样每100个半乳糖醛酸残基C6位上以酰胺化形式存在的百分数则称为酰胺化度。
FCC规定:DE 值高于50%的果胶称为高酯果胶,反之称为低酯果胶,后者包括酰胺果胶。
这两类果胶的凝胶机理是不同的,两类果胶的性质及对体系的要求都不同,具体用法也不一样,在食品工业中主要用做酸性条件下的胶凝剂和稳定剂。
果胶的凝胶特性高酯果胶和低酯果胶所需要的凝胶条件是不同的。
高酯果胶需要可溶性固形物(如蔗糖等)含量高于55%,PH2.0~3.8,冷却后能形成非可逆型凝胶,凝胶能力随DE值上升而加大,高酯果胶在浓度为0.3%时即可制成凝胶;低酯果胶不易受糖、酸浓度的影响,但需与钙、镁等二价金属离子交联才能形成凝胶,钙的需要量取决于酯化度。
果胶在乳制品中的应用

果胶在乳制品中的应用作为一种天然提取物,果胶作为食品添加剂在现代食品工业中的应用极为广泛,而其中成绩最显著、最为人熟知的莫过于乳制品。
然而与它广泛的应用相比,人们对果胶的了解却很少。
那么果胶是什么?在乳制品中又有那些应用呢?果胶是植物中的一种酸性多糖物质,即一组聚半乳糖醛酸。
在适宜条件下其溶液能形成凝胶和部分发生甲氧基化(甲酯化,也就是形成甲醇酯),其主要成分是部分甲酯化的α—1,4一D一聚半乳糖醛酸。
残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成铵、钾钠和钙等盐。
它的分子式:(C6H10O7 )n。
一、果胶原料果胶通常为白色至淡黄色粉末,稍带酸味,具有水溶性,工业上即可分离,其分子量约5万一30万,主要存在于植物的细胞壁和细胞内层,为内部细胞的支撑物质。
果胶存在于植物组织内,一般以原果胶、果胶酯酸和果胶酸3种形式存在于各种植物的果实、果皮以及根、茎、叶等组织之中。
柑桔皮中的果胶含量丰富,约占干质的20%一30%。
目前国内果胶以柑桔皮为主要原料,国外也主要以柑桔皮为原料,同时也有以柠檬皮渣、苹果皮渣等果实皮渣为原料生产果胶。
我国果胶资源丰富,柑桔皮、甜菜压粕、苹果皮渣、柠檬皮渣、向日葵盘等均含有大量果胶,已成为具有工业化生产价值的主要原料。
二、果胶的提取传统的果胶提取一般采用酸萃取法:传统的无机酸提取法是将洗净、除杂预处理后的果皮用无机酸 (如盐酸、硫酸、亚硫酸、硝酸、磷酸等)调节一定pH值,加热90~95℃并不断搅拌,恒温50~60min,然后将果胶提取液离心、分离、过滤除杂(提取用水最好经过软化处理),得到果胶澄清液。
该法的缺点是果胶分子在提取过程中会发生局部水解,反应条件也较复杂,过滤时速度较慢,生产周期较长,效率较低。
现代食品工业飞速发展的今天,果胶的需求不减,诸多更安全更高效的果胶提取法也应运而生,常用的如:(1)碱萃取法:生产中常用的碱法脱酯速度很快,但果胶在碱法脱酯过程中,除了分子中的甲氧基含量减少外,还发β消去产生果胶分子解聚,即β消去反应。
果胶有哪些应用特性?

果胶有哪些应用特性?果胶一般从柑橘皮、苹果皮、柠檬片等植物细胞中提取,通常为白色至黄褐色粉末,80%~90%用于食品工业,利用其凝胶性生产胶冻、果酱和软糖等。
果胶主要分为高脂果胶和低脂果胶2种,在选择合适的果胶时应该考虑几下几个:1、需要根据自身产品的固形物含量、PH值、是否含有钙离子等因素来决定。
2、因为果胶是热凝胶的,需要拥有热加工的过程,所以要结合自身产品的工艺方面来考虑选择。
3、对自己产品有清楚的定位,也就是产品成本的问题,如果产品处于较低端,质量要求不高的情况下,直接选用国产果胶满足产品需求即可,如果对自身产品定位较高,需要高质量高品质的原料情况下,可以考虑选用进口品牌的果胶,例如意大利施华果胶,使用最先进的设施,是从新鲜柑橘皮中提取出来的果胶。
4、同一原料的来源区别,使用同样从柑橘皮中提取出来的的进口果胶品牌做出来的产品,有些商家生产出来的产品口感清新自然,有些商家生产出来却是带有腐烂气味,这就是使用新鲜柑橘跟干柑橘的区别了,因为干的柑橘皮处理得不好,就会产生拥有腐烂的气味。
果胶的主要应用特性:1、饮料:果胶是性能最好的亲水胶体,可以作为增稠剂和稳定剂,以增强饮料的稠度、口感和风味。
2、果酱:主要是代替淀粉,因为淀粉做出来的果酱,会产生糊口,果肉感不真实,果酱生产通常使用果胶作为胶凝剂,而且还可以帮助果酱释放香味,使果酱倍感清新。
3、软糖:主要是代替明胶的作用,用果胶来替代做出来的软糖,口感柔软有弹性,可以咀嚼,风味十足。
果胶的原料来源:1、果胶的商业生产以柑橘、柠檬、苹果的皮为主,然而柑橘皮中的果胶含量相对较高,生产出来的产品口感清新自然。
2、国产果胶跟进口果胶有什么区别?进口果胶优势在于原料质量品质高而稳定,拥有大规模的种植领域,不管在农残还是重金属方面都能控制得很好;国产果胶原料主要是从苹果皮中提取,口感相对感觉较差,稳定性不高,但价格便宜实惠。
3、果胶质量最好的就是从新鲜柑橘皮中提取,像广州‘健j 科的施华果胶就是采用新鲜的橙皮制作,果胶味道会相对比较清新,可以防止产品腐烂气味的产生,而且柑橘皮中提取的果胶性能最好。
果胶的制备实验报告

果胶的制备实验报告实验目的:1.学习果胶的制备方法;2.掌握果胶的制备工艺;3.了解果胶在食品工业中的应用。
实验原理:果胶是一种可溶于水的天然胶质物质,主要存在于植物细胞壁中,可以通过果胶酶催化果胶酯的水解制备而成。
果胶酶是一种催化水解果胶酯的酶,可以将果胶酯水解生成果胶酸,再通过酸碱中和反应使果胶酸中和成果胶。
实验材料:1.新鲜苹果;2.果胶酶溶液;3.酸碱溶液;4.滤纸或滤膜;5.烧杯、试管等实验器材。
实验步骤:1.将一只苹果去皮并切成细小的块状,加入适量的水中煮沸,煮至果肉变软烂。
2.将煮熟的苹果果肉离心,收集上层液体,得到果汁。
3.将果汁倒入烧杯中,加入适量的果胶酶溶液,静置一段时间进行酶解反应。
4.将酶解后的液体过滤,将滤液收集下来。
5.将滤液中的果胶酸与酸碱溶液进行中和反应,使其转化为可溶于水的果胶。
6.将果胶溶液进行过滤,将滤液收集下来。
7.将收集到的果胶溶液进行干燥,得到果胶固体。
实验结果:通过实验制备得到的果胶固体应为白色或乳白色的粉末状物质。
其物理性质视制备条件而定,如固含量、粘度等。
实验讨论:1.实验中加入果胶酶溶液的目的是催化果胶酯水解生成果胶酸,为进一步制备果胶做准备。
2.实验中过滤的目的是去除果胶酸中的不溶性杂质,得到纯净的果胶溶液。
3.实验中的酸碱中和反应是将果胶酸中和成可溶于水的果胶的关键步骤。
4.实验中的干燥过程是将果胶溶液中的水分去除,使其形成固体状态。
5.制备果胶的条件和工艺可以根据实际需要进行调整和改进,以得到更理想的果胶产品。
实验应用:果胶在食品工业中有广泛的应用,可以作为胶凝剂、增稠剂、乳化剂等。
常见的果胶应用产品包括果冻、果酱、果脯、糖果等。
果胶的应用可以改善食品质地和口感,增加食品的稳定性和保水性。
结论:通过本次实验,成功制备得到果胶固体,并了解了果胶的制备方法和工艺。
实验过程中,注意控制好反应条件和参数,可以得到高品质的果胶产品。
果胶在食品工业中有着广泛的应用前景,对于改善食品质地和口感具有重要意义。
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果胶及其在食品中的应用1.果胶的定义及概念1825年,法国人Bracennot首次从胡萝卜肉根中提取出一种物质,能够形成凝胶,他将提取物质命名为“Pectin”,中文译为“果胶”。
果胶是一种在所有较高等植物中都能发现的结构性多糖,它被广泛地应用于各类食品,如果冻、果酱、酸乳、酒类、糖果等。
规模性工业生产中常用柑橘皮、苹果渣作为生产果胶的原料,它们是果汁生产的副产品。
自从第一次提取出果胶以来,人们一直致力于其的性质、结构、功能与应用的研究。
目前,果胶因具有良好的凝胶、增稠、稳定等性能,而被广泛应用于食品、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。
从水果中提取果胶果胶粉末2.果胶的结构果胶是一种亲水性植物胶,广泛存在于高等植物的根、茎、叶、果的细胞壁中。
长期以来,人们都以果胶的结构进行了不懈的研究。
研究表明,果胶主要是通过α一1,4—糖苷键连接起来的半乳糖醛酸与鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖等其它中性糖相连结的长链聚合物[1],主要成分是D—半乳糖醛酸(D—galactuonicaid),其中部分半乳糖醛酸被甲醇酯化,此外,果胶还含有一些非糖成分如甲醇、乙酸和阿魏酸[2]。
果胶相对分子质量在3万—18万之间,其部分分子式如下:果胶的结构由主链和侧链两部分组成:主链是长而连续的,平滑的α一1,4—连续的D—半乳糖醛酸聚糖单元的直链形成的髙聚半乳糖醛酸(homogalacturonnan,HG)部分,侧链是由短的呈毛发状的鼠李糖半乳糖醛酸聚糖(rhammogalacturonan,RG)部分构成的。
复杂的中性糖侧链连在鼠李糖半乳糖醛酸聚糖上[3]。
化学结构式如下:3.果胶的分类及其性能酯化度是果胶分类的最基本指标,也是与果胶的各种应用性质密切相关的指标,比如胶凝性、增稠性、蛋白稳定性等。
所以,只要一提到果胶,我们必须要讲到果胶的酯化度。
果胶的酯化度的定义是果胶分子中酯化的半乳搪醛酸单体占全部半乳糖醛酸单体的百分比称为果胶的酯化度(DE),也就是我们所说的DE值。
酰胺化果胶的酰化度(DA)则表示酰化的半乳糖醛酸单体占全部半乳钢铁酸的百分比。
一般果胶的最大酰化度不超过25%。
根据DE值的不同,商业化果胶可以分为高酯果胶、低酯果胶和酰胺化果胶。
3.1高酯果胶高酯果胶(HM)是指酯化度大于50%的果胶。
高酯果胶的酯化度决定了果胶的凝胶速度和凝胶温度。
这可通过“快凝”和“慢凝”高酯果胶名称反映出来。
3.2低酯果胶低酯果胶(LM)是指酯化度低于50%的果胶。
商业化低酯果胶一般是从含有高酯果胶的植物原料中生产出来的。
控制条件,采用温和的酸或碱处理,可将高酯果胶转化成低酯果胶。
如果在碱脱酯过程中,使用氨水处理就能得到所谓的酰胺化低酯果胶,在酰胺化低酯果胶分子中,除了半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯外,还包含有半乳糖醛酸酰胺。
3.3果胶等级商品高酯果胶通常要标准化,即按1959年IFT委员会所订的果胶标准方法给予标准化,结果以USA—SAG级表示。
即在标准条件下一份果胶的凝胶达到标准强度所需要的酶蔗糖份数。
标准条件如下:折光仪测定溶解固体量为65%;2.20≤pH≤2.40;凝胶强度用SAG法,在2min内测定达到23.5%SAG。
大多数的商品高酯果胶都标准化为USA-SAG150级。
低酯果胶可以用极相似的程序进行试验,但没有可以被普遍接受的标准。
LM果胶所用试验条件在各试验中如溶解固体量、钙含量和pH都各不相同。
3.4凝冻时间和凝冻温度商品高酯果胶通常是在特定条件下使标准化为某个凝冻温度或凝冻时间。
高酯果胶的凝胶化开始得较迟,即不是在凝胶化体系低于凝冻温度时立即开始,而是有一定的滞后。
因此,人们常常不取测量凝冻温度这一指标,而是取在所控制的温度下系统冷却至固化所需要的时间。
正确的凝冻时间实验方法曾由Hinton提出。
凝冻时间测定程度是由Joseph和Baier所提出,并被大多数人所接受。
待测凝胶按SAG 测定法进行配制。
将配制的试样尚处于液态时调节至95°C,注入一置于30°C水浴的标准玻璃杯中,凝冻时间取自开始注入至明显的凝胶态出现的时间。
商品“快凝”果胶的凝冻时间值为50s,而“慢凝”果胶的凝冻时间值为225s。
有一种利用凝胶化发生时热传导性发生变化这一性质来测定凝胶温度的方法。
还有一种是在食品流变仪上作小幅振荡试验的方法。
3.5果胶的稳定性高酯果胶在pH2.5~4.5范围内是相当稳定的。
当pH大于4.5时,失稳现象就会发生,半乳糖醛酸主链会解聚。
失稳机制是紧接糖苷键的酯化羧基的断裂(如下图)。
所以在pH 大于4.5时高酯果胶仅在室温下稳定。
当温度逐步升高时,高酯果胶分子快速解聚,其凝胶特性完全丢失。
而低酯果胶的在高pH时稳定性比高酯果胶好。
果胶的β失稳机制果胶分子对热较为稳定。
在pH3.5时,果胶分子只有在高温下才发生链解聚。
如果在体系中加入糖,有利于改善果胶的热稳定性。
下面这个图可以直观的表示pH对果胶稳定性的影响:pH对果胶稳定性的影响4.果胶的生产现状有关资料表明:全世界果胶的年需求量在2万吨左右,20世纪末全世界果胶的年需求量达到了27 000吨,并以每年5%的速度增长。
据不完全统计,我国每年的果胶需求量约在1 500吨以上,而80%靠从国外进口。
目前世界上果胶的生产商主要集中在英国、丹麦、法国、德国、以色列及瑞士等国。
4.1果胶的来源果胶的工业生产几乎元例外地都使用柑橘皮,或苹果渣作为原料,它们是果汁或果子酒生产的副产物。
苹果渣中约含10%~15%的果胶(干基),柑橘皮中则含20%~30%。
从应用角度来考虑,柑橘和苹果果胶可以有同样使用效果。
柑橘果胶微呈乳色或浅棕色,而苹果果胶则常常是颜色较暗。
据文献介绍,果胶原料也可采用制糖工业的甜菜渣,、向日葵籽盘(籽用以榨取食用油)、芒果皮等。
甜菜渣果胶在英国和德国是在第二次世界大战时投产的,随后在瑞典和俄罗斯生产。
甜菜渣果胶在所有的实际应用中,内在质量要差于柑橘果胶或苹果果胶,这是因为:(1)存在着乙酸酯化;(2)分子量相对地低;(3)存在着大量的中性糖侧链。
4.2果胶的生产过程果胶生产工艺中关键是提取和沉淀两个步骤。
目前,国内外研究者在这两个步骤做了许多探索,并加以改进,降低果胶生产成本,提高果胶得率。
现分述如下:4.3果胶原料预处理果胶原料的预处理各不相同。
如果是鲜皮渣应及时处理,以免原料中产生果胶酶类水解作用,使果胶产量或胶凝度下降。
先将鲜果皮搅碎至粒径2~3 mm,将原料置于蒸气或沸水中处理5~8min,以钝化果胶酶的活性,杀酶后的原料再在水中清泡30 min,并加热到90°C 5min, 压去汁液,用清水漂洗数次,尽可能除去苦味、色素及可溶性杂质[4]。
如果是干皮渣,在生产前,要浸漂复水,除杂后利用。
4.4果胶的提取果胶浸提一般有酸萃取法、离子交换法、草酸铵提取法、微生物法、微波法、盐提取法等。
国内多采用酸萃取法,国外这几种方法都有使用。
鉴于超声波提取法是目前广泛运用于天然植物有效成分提取的一种新技术,也有人在探讨用此法来提取果胶。
4.4.1酸提取法水解酸的种类很多,生产中多用盐酸。
传统的无机酸提取法是:将洗净、除杂预处理好的果皮用无机酸(如盐酸、硫酸、亚硫酸、硝酸、磷酸等)调节一定pH值,加热90-95°C并不断搅拌, 恒温50~60min,然后将果胶提取液离心,分离,过滤除杂(提取用水最好经过软化处理),得到果胶澄清液。
该法的缺点是果胶分子在提取过程中会局部水解,反应条件也复杂,过滤时速度较慢,生产周期长,效率低。
据文献报导[5],在上述无机酸中亚硫酸的效果最好。
目前酸提取法正在朝着混和酸提取法的方向发展。
4.4.2离子交换法该法的工艺流程是:将处理过的柑桔皮脱水后粉碎,再与离子交换树脂和水制成浓浆液(原料一般先与30-50倍左右水混和,加入一定的离子交换剂,调节料浆的pH值到1.3 -1.6), 在搅拌下加热2h,过滤,分离出不溶性的离子交换剂和废渣,即得到含有果胶的滤液。
在这—流程中,酸首先可以使原果胶溶解,生成纤维素- 果胶多糖复合物;其次,酸使非水溶性大分子降解,果皮中多价阳离子溶出,阳离子交换树脂通过吸附阳离子(Mg2 +、Ca2 + 等离子对果胶有封团作用,影响果胶转化为水溶性果胶从而加速了原果胶的溶解),提高了果胶的质量和提取率;最后,阳离子交换树脂可以吸附相对分子质量为500 以下的低分子物质,解除果胶的一些机械性牵绊,因而也就提高了果胶的质量和提取率。
据文献报导该法可使果胶得率上升7.2%~8.56%[6]。
用离子交换法,使提取液中离子交换到树脂上,不影响果胶提取,果胶产率比用无机酸提取法高,且产品质量高,生产周期短,工艺简单,成本低,是一种经济上可行的提取方法[7]。
4.4.3微生物法坂井拓夫等经试验发现:帚状丝孢酵母及其变异株能从植物组织中分离出果胶。
其原理是把帚状丝孢酵母接种到植物组织中,经过静止、搅拌、振荡培养或者在酵母培养基中培养后,用所得的培养液或该培养液的提取物作用于植物组织中,随着微生物的生产,产生了能使果胶从植物组织中游离出来的酶,这种酶能选择性分解植物组织中的复合多糖体。
从而可有效地提取出植物组织中的果胶。
日本的Takuo Sakai 等人就利用微生物发酵从中国蜜桔皮中萃取出了果胶,不用对原料进行处理,避免了过滤时的麻烦。
采用微生物发酵法萃取的果胶相对分子质量大,果胶的胶凝度高,质量稳定,提取液中果皮不破碎,也不需进行热、酸处理,具有容易分离,提取完全,具有低消耗,低污染、产品质量稳定等特点。
从发展潜力来看,其具有广阔的前景。
4.5果胶的沉淀上述提取液经过滤或离心分离后,得到的是粗果胶液,还需进一步纯化沉淀,一般有以下几种方法。
4.5.1醇沉淀法醇沉淀法是普遍使用而且最早工业化的方法。
其基本原理是利用果胶不溶于醇类有机溶剂的特点,将大量的醇加入果胶的水溶液中,形成醇—水混合溶剂将果胶沉淀出来,一般将果胶提取液进行浓缩,再添加60 %的异丙醇或乙醇,使果胶沉淀,然后离心得到果胶沉淀物,用更高些浓度的异丙醇或乙醇洗涤沉淀数次,再进行干燥、粉碎即可。
此法工艺简单,所得果胶色泽好、灰分少,影响这一过程的主要因素是所用醇的价格以及醇的回收问题。
4.5.2盐析法盐析法是果胶与金属离子形成不溶于水的果胶盐使果胶从溶液中分离。
金属盐用量少。
果胶沉淀不完全;用量太大,既浪费又使后面的脱盐操作受影响。
盐析法可以不用浓缩果胶液而直接沉淀,能耗低。
但工艺条件较难控制,产品灰分高,溶解性差。
张晨等[8]习确定铝盐法工艺条件为pH值4,饱和硫酸铝溶液25mL,60℃,盐析60min,脱盐液浓盐酸2%,乙醇60%,用量70mL,脱盐30min,得率接近24%。