柑橘类水果皮中富含果胶、色素、黄酮、精油等天然物质,而桔柚果皮占果实重的45%左右,富含丰富的果胶物质。目前,大量桔柚果皮多被丢弃,造成自然资源的浪费,因此,以桔柚果皮为原料提取果胶,具有良好的经济效益和社会效益。
影响柚皮果胶提取得率的因素
超声波提取技术利用超声波形成的空化效应而产生数百个大气压的局部瞬间压力,可破碎组织细胞,安全、节能、高效地提取出植物中的有效成分。利用超声波辅助技术,对传统的酸水解乙醇沉淀法进行改进,优化了桔柚果皮中果胶的提取工艺,为桔柚果皮资源的开发利用提供依据。
桔柚果皮果胶提取工艺流程
清洗→去皮→切分→灭酶→浸泡→漂洗→烘干→粉碎→超声处理→浸提→浓缩→沉淀→离心分离
料液比对果胶得率的影响
料液比(m:V)小于1:60时,随着料液比的增加,果胶得率上升,料液比为1:60时果胶得率最大,但料液比大于1:60时,随着料液比的增加果胶得率反而下降。这可能是因为料液比低时,溶剂量少,物料黏性大,果胶转移到提取液中的难度也相应增加,所以果胶得率偏低;但是当溶剂过大时,提取液中果胶浓度又降低了,那么后续再加入体积分数95%乙醇沉淀后转化而成的果胶也随之下降。
酸度对果胶得率的影响
提取液的pH值太低,果胶水解不完全,得率较低;而pH值太高,水解过度等原因导致果胶得率下降,pH值为1.5时,果胶得率最高。
超声波处理时间对果胶得率的影响
随着超声时间的增加,果胶得率先增大后降低。在14min内,随着时间的延长,超声波空化和震荡作用有利于细胞内物质的溶出,所以果胶的得率逐渐上升;但是随着超声时间继续增加,在16min之后,果胶得率反而下降,这可能由于物料局部过热使得果胶降解。
浸提温度对果胶得率的影响
桔柚果皮果胶得率随着没提温度的提高而逐渐增加,这是因为高温有利于果胶水解而使得果胶得率逐渐提高,在浸提温度90℃时达到峰值,说明该温度有利于果胶的水解变成可溶性果胶;但是当温度高于90℃后,果胶得率明显下降,可能是因为果胶在90~100℃容易裂解,产量下降。
浸提时间对杲胶得率的影响
随着提取时间的延长,果胶得率明显增加,这是因为浸提时间增加会促进建阳桔柚果皮中果胶充分水解,所以果胶得率逐渐提高,在60min时,果胶得率最高。但是随着浸提时间的延长,果胶又会发生解酯、裂解,故果胶得率逐渐下降。
明胶用冷水浸泡,它就吸水溶胀,不会溶解。浸泡2小时左右,使其充分溶胀,隔水加热至50-60摄氏度时,搅拌,它就缓慢溶解了,形成均一的溶液后,冷却,就凝固了。不过,凝固是有浓度和温度为前提的,普通的(粘度、冻力符合指标)食用明胶,常温下凝固的浓度为8%以上。
卡拉胶粘度的大小因所用的海藻种类、加工方法和卡拉胶的型号不同,差别很大。一般λ-型卡拉胶粘度最高,k-型粘度最低,一般商品卡拉胶的粘度约在5~800cps之间。
(1)天然的高分子助悬剂:主要是胶树类,如阿拉伯胶、西黄蓍胶、桃胶等。阿拉伯胶和西黄蓍胶可用其粉末或胶浆,其用量前者为5%~15%,后者为0.5%~1%。还有植物多糖类,如海藻酸钠、琼脂、淀粉浆等。
(2)合成或半合成高分子助悬剂:纤维素类,如甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素。其他如卡波普、聚维酮、葡聚糖等。此类助悬剂大多数性质稳定,受pH值影响小,但应注意某些助悬剂能与药物或其他附加剂有配伍变化。
(3)硅皂土:是天然的含水硅酸铝,为灰黄或乳白色极细粉末,直径为1~150μm,不溶于水或酸,但在水中膨胀,体积增加约10倍,形成高粘度并具触变性和假塑性的凝胶,在pH值>7时,膨胀性更大,粘度更高,助悬效果更好。
(4)触变胶:利用触变胶的触变性,即凝胶与溶胶恒温转变的性质,静置时形成凝胶防止微粒沉降,振摇时变为溶胶有利于倒出。使用触变性助悬剂有利于混悬剂的稳定。单硬脂酸铝溶解于植物油中可形成典型的触变胶,一些具有塑性流动和假塑性流动的高分子化合物水溶液常具有触变性,可选择使用。
1、酸、碱对食用明胶溶液的降解
酸或碱都会使食用明胶溶液的凝胶强度、粘度等严重降低。因此,食用明胶溶液在使用过程中应避免酸或碱对明胶的降解,不要使食用明胶在含有果汁或有酸(如柠檬酸、酒石酸等)存在的条件下进行溶解或存放。实际使用的方法是将食用明胶放在所有配料的最后加入,并且要在较低的温度下加入。不要将食用明胶与糖浆一起煮沸,将食用明胶加入糖浆时一定要在糖浆煮沸后冷却到尽可能低的温度条件下加入。
2、细菌对食用明胶溶液的降解
食用明胶溶液或浸泡膨胀后的食用明胶是良好的细菌培养基,如果食用明胶溶液中有细菌存在,将会导致明胶的粘度、凝胶强度等的损失。所以,使用食用明胶过程中要注意设备及环境的卫生,防止细菌污染降解食用明胶。
3、碱法和酸法食用明胶不能混用
碱法制作的食用明胶和酸法食用明胶不能掺合使用,如果掺合使用,将导致食用明胶溶液发生浑浊,浑浊程度取决于溶液的pH值及两者的比例,混浊的原因是两种食用明胶发生了凝聚。单独使用一种食用明胶时,当溶液的pH值接近食电明胶的等电点时,溶液也会发生浑浊,这是等电点现象,只要改变溶液的pH值,就能让溶液恢复透明澄清。