CN109456420A - 一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于植物成分提取技术领域且公开了一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法，包括以下步骤：收集柚子鲜皮或鲜渣；打浆；磨碎、初步乳化；配液；破壁提取；过滤；浓缩；醇沉；过滤、干燥和包装。本发明通过高压均质机进行破壁快速提取，可实现连续化操作，果胶的提取时间大大缩短，提取率大大提高；大大缩短了单批次生产周期；整个工艺具有生产周期短，提取在常温下进行，无需添加硝酸，产品胶凝度高，废水量少且易处理等优点；制备出的果胶得率达到23.8%，胶凝度达到270°SAG。

Description

一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法

技术领域

本发明具体涉及一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法，属于植物成分提取技术领域。

背景技术

果胶是一种新型、天然的多功能型食品添加剂和保健品，在食品上用作胶凝剂，增稠剂，稳定剂，悬浮剂，乳化剂，增香增效剂，在医药保健品上可显著降低血糖，血脂，减少胆固醇，疏通血管。对糖尿病、高血压、便秘，解除铅中毒都存有明显作用，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。果胶是属于膳食纤维的一种，一般在我们吃的蔬菜、水果中广泛存在，只是含量多少有一定的差异，一般从柑橘、苹果、柠檬等植物细胞中提取，通常为白色至黄褐色粉末，目前广泛应用在饮料，果酱，软糖，果冻等食品中，果胶可以作为增稠剂和稳定剂，以增强稠度、改善口感和风味，同时也可以代替黄原胶或明胶一起使用，提升产品的品质质量。

自然界中，果胶主要存在于柑橘、柚子、苹果、柠檬等水果中，包括柑橘及柚子榨汁后的废渣中，其中，柚子榨汁后的废渣或中含量可高达25%（占干基比重），随着人们的生活水平的不断提高，人们对富含维生素C及膳食纤维食品的需求也越来越迫切，因此越来越多的人选择富含维生素C及膳食纤维的柚子饮料，所以柚子榨汁厂产生的柚子废渣资源非常丰富，是工业上制备果胶的主要原料之一。工业上果胶的生产方法主要有热硝酸提取，采用稀硝酸作为溶剂，加热提取，提取温度为90℃左右，然后将提取液浓缩3-5倍，乙醇沉淀，多次乙醇清洗进行精制，最终得到的成品果胶。生产过程中存在诸多弊端。现有工艺提取过程中存在的问题主要有：

(1)原料采用干燥的原料--干燥的柑橘废渣或苹果废渣，干燥过程中会出现霉烂，从而降低果胶产物的凝胶度，及酯化度。酶促褐变现象也会使制备出的果胶颜色暗黄，生产中甚至需经过活性炭脱色处理，增加生产成本，延长工艺路线。

(2)提取过程中，需要大量蒸汽进行加热，危险系数较高，能耗较高，生产成本高，另外原材料烘干后，质地坚硬，不易提取充分，以致果胶的提取率偏低。

(3)提取过程中，用热稀硝酸提取，车间危险等级高，对设备腐蚀性强，而且由于热硝酸（90℃）酸气对皮肤及呼吸道损伤大。且超强的酸性，能够把原料中果胶更大程度的水解，以致产品凝胶强度降低，酯化度降低。

(4)对后续废水处理的影响，采用热稀硝酸提取，能将原料中色素及其他大分子杂质水解成小分子物质，使其在水中溶解度大大加大，加上废水为强酸性，废水处理难度极大。

发明内容

本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法，快速高效、常温无酸、工艺简单、操作方便、环保高效，可以有效解决背景技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法，包括以下步骤：

S1:收集柚子鲜皮或鲜渣：新鲜柚子皮或果汁厂榨取柚汁后的柚子废渣，取未霉烂部分放置于冷冻库中冻藏，以便工业生产时原料稳定供应；

S2:打浆：取一定质量的柚子鲜皮或柚子废渣，于高浓磨浆机中打浆（无需加水），使原料初步破碎；

S3:磨碎、初步乳化：初步破碎后的浆料，按照料液比为1:1～1:1.2的比例，添加去离子水，采用胶体磨将浆料进一步磨碎、乳化。采用胶体磨将原料磨碎，优选的胶体磨可以使物料透过定、转齿之间的间隙时，受到强大的剪切力、摩擦力、高频振动、高速旋涡等物理作用，使物料被有效地乳化、分散、均质和粉碎，达到物料超细粉碎及乳化的效果；

S4:配液：取去离子水若干，先后加入纤维素酶使其浓度为30～80ppm，加入六偏磷酸钠使其浓度为50-100ppm；

S5:破壁提取：取磨碎、初步乳化的物料，按照料液比为1:1～1:1.2的比例加入S4中含纤维素酶与六偏磷酸钠的溶液，充分搅匀，将其泵入高压均质机中，进行破壁提取；优选的高压均质机主要由高压均质腔和增压机构构成。在增压机构的作用下，高压溶液快速的通过均质腔，物料会同时受到高速剪切、高频震荡、空穴现象和对流撞击等机械力作用和相应的热效应，最终达到充分破除细胞壁的效果，达到快速提取果胶的目的；

S6:过滤：取提取后物料，按物料总量8～12‰的比例加入食品级珍珠岩助滤剂，搅拌均匀，通过压滤机过滤，过滤完毕后泵入物料总量10%～15%去离子水渗透洗渣，合并滤液，得提取液；所述的珍珠岩助滤剂优选为200-300目，压滤机优选为隔膜式压滤机；

S7:浓缩：取提取液于蒸发器中浓缩2-3倍，得浓缩液；所述蒸发器为降膜式MVR蒸发器；

S8:醇沉：取浓缩液，按浓缩液总量2～3倍加入无水乙醇，搅拌均匀后静止沉淀2h；

S9:过滤和干燥：醇沉后料液经过过滤机过滤，滤饼即为果胶，经85℃减压干燥后得到产品，装袋，所述过滤机优选为暗流式箱式压滤机，干燥机优选为耙式干燥机。

本发明提取时直接选用鲜柚皮或鲜柚渣，无需干燥处理，节约了干燥成本，极大的减少了提取液的色素，提高了产品的白度和光泽。

本发明将柚子鲜皮或鲜渣通过高浓磨浆机、胶体磨，实现了柚子鲜皮或鲜渣的打浆、磨碎和初步乳化破壁，节约了提取时间，温和了提取条件。

本发明提取前加入一定量纤维素酶，有效地保证提取过程中细胞壁的破除；加入一定量的六偏磷酸钠，有效的去除原料中的钙离子等能封闭果胶提取的金属离子。

本发明提取时采用高压均质机破壁提取。高压均质机也称“高压流体纳米匀质机”高压均质机利用物料在特制的柱塞作用下进入可调节压力大小的阀组中，经过特定宽度的限流缝隙（工作区）后，瞬间失压的物料以极高的流速（1000-1500m/s）喷出，碰撞在碰撞阀组件之一的冲击环上，产生三种效应：空穴效应、撞击效应、剪切效应。经过这三种效应处理过后，物料粒径可均匀细化到100nm以下破碎率大于95%。大大缩短了提取时间，可实现连续提取，细胞壁破除率高，有效地提高了果胶的提取率，实现了无需高温稀硝酸提取，温和了提取条件，降低了设备要求、提取成本及生产过程中的危险系数。

本发明的有益效果是：本发明提供的方法中选用柚子鲜皮或鲜渣作为原料，避免原料干燥过程中的霉变，防止果胶产物的凝胶度，及酯化度的降低。避免干燥过程中的酶促褐变现象，防止制备出的果胶颜色灰暗；加入一定量纤维素酶，有效地保证提取过程中细胞壁的破除；加入一定量的六偏磷酸钠，有效的去除原料中的钙离子等能封闭果胶提取的金属离子；采用胶体磨将原料磨碎，使物料被有效地乳化、分散、均质和粉碎，达到物料超细粉碎及乳化的效果；通过高压均质机进行破壁快速提取，可实现连续化操作，果胶的提取时间大大缩短，提取率大大提高；大大缩短了单批次生产周期；整个工艺具有生产周期短，提取在常温下进行，无需添加硝酸，产品胶凝度高，废水量少且易处理等优点；制备出的果胶得率达到23.8%，胶凝度达到270°SAG。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施案例1：

S1:从冻库中选取500 kg柚子鲜皮，测其水分为79%；

S2:通过螺旋输送机送入高浓磨浆机中进行初步破碎；

S3:初步破碎的浆料添加1立方去离子水，通过胶体磨进一步破碎、乳化成果酱状状态；

S4:取1立方去离子水先后加入纤维素酶30克，六偏磷酸钠60克，配成提取用液待用；

S5:将S3中物料加入S4中液，充分搅拌均匀后泵入高压均质机中进行破壁提取，调节喷射压力为100MPa，提取过程为35分钟；

S6:将S5中物料加入25公斤食品级珍珠岩助滤剂，搅匀后通过隔膜压滤机过滤，加入220L去离子水渗透洗渣，得提取液2.2立方；

S7:将2.2立方提取液于MVR降膜蒸发器中浓缩，得浓缩液1立方；

S8:将浓缩液全部加入2.5立方无水乙醇中，搅拌均匀后静止2h；

S9:将S8中物料泵入暗流式箱式压滤机中进行过滤，得待干燥果胶，将其加入耙式干燥机中减压烘干2.5h，控制温度86℃；

S10:将干燥后的果胶粉碎，包装，得成品果胶24.8公斤，得率23.7%（以原料干基计），用下陷法检测其胶凝度为265°SAG。

实施案例2：

S1:从冻库中选取1000 kg柚子鲜渣，测其水分为81%；

S2:通过螺旋输送机送入高浓磨浆机中进行初步破碎；

S3:初步破碎的浆料添加2.5立方去离子水，通过胶体磨进一步破碎、乳化成果酱状状态；

S4:取2.5立方去离子水先后加入纤维素酶200克，六偏磷酸钠225克，配成提取用液待用；

S5:将S3中物料加入S4中液，充分搅拌均匀后泵入高压均质机中进行破壁提取，调节喷射压力为120MPa，提取过程为80分钟；

S6:将S5中物料加入72公斤食品级珍珠岩助滤剂，搅匀后通过隔膜压滤机过滤，加入750L去离子水渗透洗渣，得提取液5.6立方；

S7:将5.6立方提取液于MVR降膜蒸发器中浓缩，得浓缩液2.6立方；

S8:将浓缩液全部加入7.8立方无水乙醇中，搅拌均匀后静止2.2h；

S9:将S8中物料泵入暗流式箱式压滤机中进行过滤，得待干燥果胶，将其加入耙式干燥机中减压烘干4.5h，控制温度85.2℃；

将干燥后的果胶粉碎，包装，得成品果胶43.5公斤，得率22.9%（以原料干基计），用下陷法检测其胶凝度为269°SAG。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：收集柚子鲜皮：新鲜柚子皮或果汁厂榨取柚汁后的柚子废渣，取未霉烂部分放置于冷冻库中冻藏，以便工业生产时原料稳定供应；

S2：打浆：取一定质量的柚子鲜皮或柚子废渣，于高浓磨浆机中打浆，高浓磨浆机连续进料，使原料初步破碎；

S3：磨碎、初步乳化：初步破碎后的浆料，按照料液比为1:1～1:3的比例，添加去离子水，采用胶体磨将浆料进一步磨碎、乳化；

S4：配液：取去离子水若干，先后加入纤维素酶使其浓度为30～80ppm，加入六偏磷酸钠使其浓度为50～100ppm；

S5：破壁提取：取磨碎、初步乳化的物料，按照料液比为1:1～1:1.2的比例加入S4中含纤维素酶与六偏磷酸钠的溶液，充分搅匀，将其泵入高压均质机中，进行破壁提取；

S6：过滤：取提取后物料，按物料总量8～12‰的比例加入食品级珍珠岩助滤剂，搅拌均匀，通过隔膜式压滤机过滤，过滤完毕后泵入物料总量10%～15%去离子水渗透洗渣，合并滤液，得提取液；

S7：浓缩：取提取液于蒸发器中浓缩2～3倍，得浓缩液；

S8：醇沉：取浓缩液，按浓缩液总量2～3倍加入无水乙醇，搅拌均匀后静止沉淀2h；

S9：过滤和干燥：醇沉后料液经过过滤机过滤，滤饼即为果胶，经85℃减压干燥后得到产品，装袋。

2.根据权利要求1所述的一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法，其特征在于：步骤S6中的所述的珍珠岩助滤剂为200～300目。

3.根据权利要求1所述的一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法，其特征在于：步骤S6中的所述压滤机为隔膜式压滤机。

4.根据权利要求1所述的一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法，其特征在于：步骤S7中的所述蒸发器为降膜式MVR蒸发器。

5.根据权利要求1所述的一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法，其特征在于：步骤S9中的所述过滤机为暗流式箱式压滤机。

6.根据权利要求1所述的一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法，其特征在于：步骤S9中的所述干燥机为耙式干燥机。