專利名稱：：一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法。
背景技術：
：果I父是一種完全無毒的天然食品添加劑，是受FAO/WHO食品添加劑聯合委員會推薦GMP(goodmanufacturingpractice)的公認安全的食品添加劑。由于果膠具有卓越的凝膠性和乳化穩(wěn)定性而使其成為食品工業(yè)中一種重要的添加劑。最新的研究表明，果膠作為可溶性膳食纖維具有抗腹瀉、抗癌、治療糖尿病等功效，其應用范圍在擴大。此外，果膠在各種反應機制及新陳代謝途徑中都有顯著的效果，這也使得果膠成為一些藥物和保健品及化妝品當中的不可缺少的輔助原料。在我國由于進口果膠價格遠高于國產果膠，國產果膠成了國內眾多企業(yè)的期盼，因此大力開發(fā)我國豐富的果膠資源，生產出優(yōu)質果膠，滿足國內外市場需求已顯得極為迫切。然而目前我國果膠生產現狀為生產企業(yè)為數不多，生產規(guī)模小，生產技術工藝相對落后，優(yōu)質產品少。根據國內外目前果膠的生產加工趨勢，盡快研究開發(fā)出合理的生產工藝，充分利用我國豐富的果膠資源。目前提取高酯果膠的方法中酸提取鹽析法產量低，僅為7%左右，且鋁鹽沉淀顆粒小難分離，高價鐵鹽顏色較深，需作脫色處理。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的為了解決上述的技術問題而提供一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法。該間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法具有工藝簡單，所得高酯果膠純度高，色澤好，產率高，以干質計，產率高達20%30%。本發(fā)明的技術方案一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法，包括下列步驟(1)、桔皮的預處理稱取干桔皮20g，浸泡于45°C溫水中約30min，使其充分吸水軟化，除掉可溶性雜質，把桔皮浙干放入沸水煮沸IOmin進行滅酶，滅酶后的桔皮置于流水中漂洗至無色，然后用粉碎機粉碎至粒徑為1-5_的桔皮顆粒；(2)、酸水解取步驟(I)用粉碎后的桔皮顆粒，按其與水的質量比計算，即桔皮顆粒水為I:5-20進行混合后用濃度為5mol/L的鹽酸溶液調節(jié)pH值為I.0-3.O、控制溫度為50_90°C提取30-90min后過濾，將濾液進行真空旋轉蒸發(fā)，得到濃縮液后，再加入3-5倍體積的無水乙醇，沉淀Ih后抽濾；(3)、干燥將步驟(2)抽濾后得到的濾餅于溫度40°C下進行干燥，最終得到高酯果膠。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法，不僅生產工藝簡單，所得高酯果膠純度高，色澤好，產率以干質計算為20%-30%。本發(fā)明的一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法所得的高酯果膠，在凝膠條件為糖含量為55%，檸檬酸濃度為O.5mol/L，果膠濃度為I.00%時，其各方面凝膠性能都優(yōu)于市售國產高酯果膠的性能。另外，從流變性能來說，本發(fā)明的生產方法所得的高酯果膠溶液的濃度越高時，黏度受剪切力影響越大。相同濃度下，本發(fā)明的生產方法所得的高酯果膠的黏度隨剪切力的變化要小于市售國產高酯果膠。相同溫度變化范圍內，本發(fā)明的生產方法所得的高酯果膠受溫度影響要小于市售國產高酯果膠。圖I、相同濃度下，市售國產、市售進口高酯果膠與實施例5所得的高酯果膠的流變性能的比較；圖2、不同溫度下實施例5所得的高酯果膠溶液的黏度受溫度變化影響的曲線圖3、相同溫度變化范圍內，市售國產高酯果膠的黏度受溫度變化影響的曲線圖4、相同溫度變化范圍內，市售進口高酯果膠的黏度受溫度變化影響的曲線圖。具體實施例方式下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。為實現本發(fā)明的一種間歇式酸提取高酯果膠的生產方法，本發(fā)明各實施例所用的儀器的型號及生產廠家的信息如下電熱恒溫水浴鍋HHS上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠PHS-36型精密pH計上海精密科學儀器有限公司雷磁儀器廠電熱恒溫鼓風干燥箱PHG-9146A型上海精宏實驗設備有限公司恒溫浴鍋W201S上海申生科技有限公司循環(huán)水真空泵SHB-3上海申生科技有限公司旋轉蒸發(fā)器R系列上海申生科技有限公司單相交流感應電動機上海申生科技有限公司離心分離機上海市實驗儀器總廠粉碎機上海瑞欣電器廠電子稱上海精密科學儀器有限公司流變儀AG-R2美國TA公司質構儀TA-XTplus英國StableMicroSystem公司。本發(fā)明所用的試劑均為國產分析純，均購自國藥集團化學試劑有限公司；市售國產高酯果膠購自浙江衢州果膠廠，市售進口高酯果膠購自美國cpkelco公司。高酯果膠得率計算公式WMMWFg;本發(fā)明實施例中所用的干桔皮是將收集的桔皮在鼓風干燥箱內進行鼓風干燥，干燥溫度為45°C，待桔皮完全干燥后，裝袋后放入干燥器中存放。實施例I一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法，包括下列步驟(1)、桔皮的預處理分別稱取5份干桔皮，每份20g，分別浸泡于45°C溫水中約30min，使其充分吸水軟化，除掉可溶性雜質，把桔皮浙干放入沸水煮沸IOmin進行滅酶，滅酶后的桔皮置于流水中漂洗至無色，然后分別用粉碎機粉碎至粒徑為l_5mm的桔皮顆粒；(2)、酸水解分別取步驟(I)用粉碎后的桔皮顆粒，按其與水的質量比計算，即桔皮顆粒水為I:20進行混合后用濃度為5mol/L的鹽酸溶液調節(jié)pH值為I.5、控制溫度為80°C提取時間分別為30min、45min、60min、75min以及90min后過濾,將濾液分別進行真空旋轉蒸發(fā),得到濃縮液后，再分別加入3-5倍體積的無水乙醇，沉淀Ih后抽濾；(3)、干燥分別將步驟(2)抽濾后得到的濾餅于溫度40°C下進行干燥，最終得到5種對應于提取時間分別為30min、45min、60min、75min以及90min的I.25g、l.97g、2.86g、3.19g、3.23g的高酯果膠。上述得到對應5種不同的提取時間下的高酯果膠得率為6.25%,9.85%、14.28%、15.95%、16.13%。由此可以看出提取時間由30min增至90min的過程中，高酯果膠得率不斷增大。提取時間太短，桔皮中的高酯果膠質未能完全溶解出來，提取率較低，但提取時間過長，雖然產量依舊有所增加，但果皮中少量低糖分子開始發(fā)生褐變反應，導致提取液顏色呈褐黃色，對高酯果膠質量產生影響，所以提取時間應該控制適宜，選擇提取時間在75min左右較佳。實施例2一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法，包括下列步驟(1)、桔皮的預處理分別稱取5份干桔皮，每份20g，分別浸泡于45°C溫水中約30min，使其充分吸水軟化，除掉可溶性雜質，把桔皮浙干放入沸水煮沸IOmin進行滅酶，滅酶后的桔皮置于流水中漂洗至無色，然后分別用粉碎機粉碎至粒徑為l_5mm的桔皮顆粒；(2)、酸水解分別取步驟(I)所得的粒徑為l_5mm的桔皮顆粒，按其與水的質量比計算，即桔皮顆粒水為I:20分別進行混合后用濃度為5mol/L的鹽酸溶液調節(jié)pH值為I.5、控制溫度分別為501、601、701、801及901提取60min后過濾，將濾液分別進行真空旋轉蒸發(fā)，得到濃縮液后，再分別加入3-5倍體積的無水乙醇，沉淀Ih后抽濾；(3)、干燥分別將步驟(2)抽濾后得到的濾餅于溫度40°C下進行干燥，最終得到5種對應于提取溫度分別為50。。、60。。、70。。、80。。及90。。的2.03g、2.57g、2.64g、2.93g、2.97g的高酯果膠。上述所得的5種對應于不同的提取溫度下的高酯果膠的得率分別為10.15%、12.85%、13.18%、14.65%、14.83%。由此可以看出隨著溫度的上升，有利于高酯果膠的水化溶出，高酯果膠得率不斷增大，但并非呈線性關系，而且當溫度過高時，可能會引起高酯果膠自身結構的破壞，使高分子多糖化合物有所降解。當提取溫度較低時，產品產量低；溫度較高時，產品顏色加深，質量受到影響，所以溫度一般控制在80°C左右較佳。實施例3一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法，包括下列步驟(1)、桔皮的預處理分別稱取5份干桔皮，每份20g，分別浸泡于45°C溫水中約30min，使其充分吸水軟化，除掉可溶性雜質，把桔皮浙干放入沸水煮沸IOmin進行滅酶，滅酶后的桔皮置于流水中漂洗至無色，然后分別用粉碎機粉碎至粒徑為l_5mm的桔皮顆粒；(2)、酸水解分別取步驟(I)所得的粒徑為l_5mm的5份桔皮顆粒，依次按其與水的質量比計算，即桔皮顆粒水分別為I:5、1:10、1:15、120以及I:25進行混合后分別用濃度為5mol/L的鹽酸溶液調節(jié)PH值為I.5、控制溫度為80°C提取60min后過濾，將濾液分別進行真空旋轉蒸發(fā)，得到濃縮液后，再分別加入3-5倍體積的無水乙醇，沉淀Ih后抽濾；(3)、干燥分別將步驟(2)抽濾后得到的濾餅于溫度40°C下進行干燥，最終得到5種對應于桔皮顆粒和水的質量比即桔皮顆粒水分別為I:5、1:10、1:15、120以及I:25的情況下所得的O.95g、l.57g、2.46g、2.82g、2.87g的高酯果膠。上述所得的為5種對應于桔皮顆粒和水的質量比即桔皮顆粒水分別為I:5、I:10、1:15、120以及I25的情況下的高酯果膠的得率分別為4.75%,7.85%、12·28%、14.10%、14.33%。由此可以看出隨著桔皮顆粒和水的混合比的增大，高酯果膠得率逐漸變大。在桔皮顆粒和水的混合比為I:5_10時，高酯果膠得率很低，可能是由于桔皮顆粒和水的混合比太小，難以保證桔皮中的高酯果膠完全轉移到液相中，而且在過濾過程中，物料黏度大，造成了過濾困難。而桔皮顆粒和水的混合比為I:25時，高酯果膠得率在最大，但對于后續(xù)的濃縮沉淀過程來說，濃縮時間較長，沉淀劑乙醇消耗量較大，沉淀效果不理想。因而要選擇較佳的桔皮顆粒和水的混合比，既保證所有的高酯果膠全部轉移至液相，同時提高過濾時的速度以及減少蒸發(fā)濃縮時的能耗。所以桔皮顆粒和水的混合比一般控制在I:20左右較佳。實施例4一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法，包括下列步驟(1)、桔皮的預處理分別稱取5份干桔皮，每份20g，分別浸泡于45°C溫水中約30min，使其充分吸水軟化，除掉可溶性雜質，把桔皮浙干放入沸水煮沸IOmin進行滅酶，滅酶后的桔皮置于流水中漂洗至無色，然后分別用粉碎機粉碎至粒徑為l_5mm的桔皮顆粒；(2)、酸水解分別取步驟(I)所得的粒徑為l_5mm的5份桔皮顆粒，依次按其與水的質量比計算，即桔皮顆粒水為I:20進行混合后分別用濃度為5mol/L的鹽酸溶液調節(jié)pH值為I.5、控制溫度為80°C提取60min后過濾，將濾液分別進行真空旋轉蒸發(fā)，得到濃縮液后，再分別加入3-5倍體積的無水乙醇，沉淀Ih后抽濾；(3)、干燥將步驟(2)抽濾后得到的濾餅分別于溫度40°C下進行干燥，最終得到5種對應于提取pH值分別為I.O、I.5,2.0、2·5及3.O的情況下所得的3.47g、3.39g、2.56g、I.27g、0.75g的高酯果膠。上述所得的5種對應于提取pH值分別為I.O、I.5,2.0,2.5及3.O的情況下所得的高酯果膠的得率分別為17.33%、16.95%、12.82%,6.35%,3.73%。由此可以看出pH值越大，高酯果膠得率越小。在實驗中，當PH值為I.O左右時，經過酸解后的高酯果膠溶液顏色呈暗色，加入乙醇沉淀后，出現團狀沉淀，經干燥后，得到焦黑色物質，有異味，將成品復溶于水后，大約70%未能溶解，所以判斷pH值為I.O下的產物并非都是高酯果膠，可能強酸下，果皮中其它物質也發(fā)生了降解。PH值為I.5左右時，高酯果膠提取率較高。實施例5一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法，包括下列步驟(1)、桔皮的預處理稱取干桔皮20g，浸泡于45°C溫水中約30min，使其充分吸水軟化，除掉可溶性雜質，把桔皮浙干放入沸水煮沸IOmin進行滅酶，滅酶后的桔皮置于流水中漂洗至無色，然后用粉碎機粉碎至粒徑為1-5_的桔皮顆粒；(2)、酸水解取步驟(I)用粉碎后的桔皮顆粒，按其與水的質量比計算，即桔皮顆粒水為I:20進行混合后用濃度為5mol/L的鹽酸溶液調節(jié)pH值為I.5、控制溫度為80°C提取75min后過濾，將濾液進行真空旋轉蒸發(fā)，得到濃縮液后，再加入3-5倍體積的無水乙醇，沉淀Ih后抽濾；(3)、干燥將步驟(2)抽濾后得到的濾餅分別于溫度40°C下進行干燥，最終得到5.75g的高酯果膠。上述所得的高酯果膠的得率為28.73%。由此可以看出桔皮顆粒水為I:20，提取溫度為80°C，提取時間為75min的條件下，可以得到最大的果膠得率。下面對本發(fā)明的生產方法所得的高酯果膠的各項性能指標進行驗證(I)、凝膠性能的驗證取上述實施例5所得的高酯果膠與市售國產及市售進口的高酯果膠(市售國產高酯果膠購自浙江衢州果膠廠，市售進口高酯果膠購自美國cpkelco公司)各O.5g，分別與2.5g糖粉干拌，混勻后，再分別加入49mL的80°C的熱水，待高酯果膠完全溶解后，再各加入51.6g的糖粉，分別制成糖濃度為55%的高酯果膠溶液，攪拌至糖完全溶解。配制O.5mol/L的檸檬酸溶液，分別量取ImL的檸檬酸溶液于上述的各高酯果膠溶液中，攪拌均勻后放置24h后形成凝膠。實驗采用TA-XTplus質構儀(購自英國StableMicroSystem公司)測定了凝膠的性能，結果見表I。表I、市售國產、市售進口高酯果膠與實施例5所得的高酯果膠的凝膠性能的比較I硬度/gI粘性/g.secI彈性I阻嚼WW13.796O.000~0.857~269WW9.150O.000~0.865~659~]|2·258I?！?54|θ·783丨4·353由表I可以看出，本發(fā)明的實施例5所得的高酯果膠的咀嚼度均高于市售進口高酯果膠和市售國產高酯果膠，可見本發(fā)明的生產方法所得的高酯果膠咀嚼性較好，可用于軟糖等有嚼勁的食品的制作，其次本發(fā)明的生產方法所得的高酯果膠的硬度高于市售國產高酯果膠，而略低于市售進口高酯果膠。(2)、流變性能的驗證①、在同種濃度下，市售國產、市售進口高酯果膠(市售國產高酯果膠購自浙江衢州果膠廠，市售進口高酯果膠購自美國cpkelco公司)與實施例5所得的高酯果膠的流變性能的比較取市售國產、市售進口高酯果膠與實施例5所得的高酯果膠各O.5g，分別溶于50mL的熱水中，分別配制成濃度為I.00%的市售國產高酯果膠溶液、市售進口高酯果膠溶液和實施例5所得的高酯果膠溶液，溶解完全后，待24h后，使用AR-G2型流變儀測定各高酯果膠溶液的黏度和剪切速率曲線，結果見圖I所示，圖I中自制HM果膠為實施例5所得的高酯果膠，國產HM果膠為市售國產高酯果膠，進口HM果膠為市售進口高酯果膠。由圖I可以看出在相同濃度下，在100-800^剪切速率范圍內，市售國產高酯果膠的黏度為最大，其次是本發(fā)明的實施例5所得的高酯果膠，黏度最小的是市售進口高酯果膠。其中市售國產高酯果膠和本發(fā)明的實施例5所得的高酯果膠隨著剪切速率增大黏度逐漸減小，假塑性流體的現象比較明顯，而市售進口高酯果膠則呈現了牛頓流體的特性。由此可得，受剪切速率變化最小的為市售進口高酯果膠，其次是本發(fā)明的實施例5所得的高酯果膠，受其影響最大的為市售國產高酯果膠。②、在相同溫度變化范圍內，本發(fā)明的實施例5所得的高酯果膠、市售國產高酯果膠及市售進口高酯果膠(市售國產高酯果膠購自浙江衢州果膠廠，市售進口高酯果膠購自美國cpkelco公司)的流變性能的比較取上述實施例5所得的高酯果膠配制高酯果膠濃度為I.0%的高酯果膠溶液，溶解完全后，待24h后，用AR-G2型流變儀測定本發(fā)明實施例5所得的高酯果膠溶液的粘度和受溫度的影響曲線，其結果見圖2所示。從圖2中可以看出本發(fā)明的生產方法所得的高酯果膠隨著溫度的上升，黏度下降，但由80°C降至25°C的情況下，能恢復與原來25°C時的黏度值。取市售國產高酯果膠O.5g，配制果膠濃度為I.0%的果膠溶液，溶解完全后，待24h后，用AR-G2型流變儀測定所形成的市售國產高酯果膠溶液的粘度和受溫度的影響曲線，其結果見圖3所示。從圖3中可以看出國產高酯果膠會隨著溫度的上升，黏度下降，但由80°C降至25°C的情況下，國產高酯果膠的黏度值與原來25°C時相差很大。取市售進口高酯果膠O.5g，配制高酯果膠濃度為I.0%的市售進口果膠溶液，溶解完全后，待24h后，用AR-G2型流變儀測定所形成的市售進口高酯果膠溶液的粘度和受溫度的影響曲線，其結果見圖4所示。從圖4中可以看出市售進口高酯果膠都會隨著溫度的上升，黏度下降，由80°C降至25°C的情況下，市售進口高酯果膠的黏度值能恢復與原來25°C時最接近。綜上所述，在相同的溫度變化范圍內，本發(fā)明的生產方法所得的高酯果膠、市售國產高酯果膠以及市售進口高酯果膠都會隨著溫度的上升，黏度下降，但由80°C降至25°C的情況下，能恢復與原來25°C時的黏度值最接近的為進口高酯果膠，其次是本發(fā)明的生產方法所得的高酯果膠。另外，本發(fā)明的生產方法所得的高酯果膠成品各方面凝膠性能都優(yōu)于市售國產果膠的性能，在形成的高酯果膠溶液濃度較高時，表現為假塑性流體，且隨著溫度的升高，其黏度逐漸減小，更接近于市售進口的高酯果膠。以上所述內容僅為本發(fā)明構思下的基本說明，而依據本發(fā)明的技術方案所做的任何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。權利要求1.一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法，其特征在于包括下列步驟(1)、桔皮的預處理稱取干桔皮20g，浸泡于45°C溫水中30min，使其充分吸水軟化，除掉可溶性雜質，把桔皮浙干放入沸水煮沸IOmin進行滅酶，滅酶后的桔皮置于流水中漂洗至無色，然后用粉碎機粉碎至粒徑為1-5_的桔皮顆粒；(2)、酸水解取步驟(I)用粉碎后的桔皮顆粒，按其與水的質量比計算，即桔皮顆粒水為I:5-20進行混合后用濃度為5mol/L的鹽酸溶液調節(jié)pH值為I.0-3.O、控制溫度為50-90°C提取30-90min后過濾，將濾液進行真空旋轉蒸發(fā)，得到濃縮液后，再加入3_5倍體積的無水乙醇，沉淀Ih后抽濾；(3)、干燥將步驟(2)抽濾后得到的濾餅于溫度40°C下進行干燥，最終得到高酯果膠。2.如權利要求I所述的一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法，其特征在于步驟(I)所述的提取時間為75min。3.如權利要求2所述的一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法，其特征在于步驟(2)所述的提取溫度為80°C。4.如權利要求3所述的一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法，其特征在于步驟(2)所述的pH值為1.5。5.如權利要求4所述的一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法，其特征在于步驟(2)所述的桔皮顆粒，按其與水的質量比計算，即桔皮顆粒水為I:20。全文摘要本發(fā)明公開一種間歇式酸提取乙醇沉淀的高酯果膠的生產方法。即將干桔皮浸泡于45℃溫水中30min，使其充分吸水軟化除掉可溶性雜質，把桔皮瀝干放入沸水中滅酶，滅酶后的桔皮置于流水中漂洗至無色，然后用粉碎機粉碎，按粉碎后的桔皮顆粒與水按質量比即桔皮顆粒水為15-20，控制pH值為1.0-3.0、溫度為50-90℃，時間為30-90min條件下提取后過濾，將濾液進行真空旋轉蒸發(fā)，所得到濃縮液中加入無水乙醇，沉淀、抽濾后所得濾餅控制溫度為40℃進行干燥即得高酯果膠。本發(fā)明的生產方法所得的高酯果膠各方面凝膠性能都優(yōu)于市售國產高酯果膠的性能。在高酯果膠溶液濃度較高時，表現為假塑性流體。文檔編號C08B37/06GK102643366SQ20121011705公開日2012年8月22日申請日期2012年4月20日優(yōu)先權日2012年4月20日發(fā)明者張曉希,田懷香,竇銀花申請人:上海應用技術學院