果胶的提取方法有哪些?各有何优缺点?果胶作为食品添加剂,有哪些功效?
从植物体中提取果胶的过程,是将果胶与其紧密相连的纤维素、半纤维素等物质分离,将果胶转移到溶液中,然后经过沉淀将果胶析出。目前,果胶提取方法主要有:酸提取法、微波提取法、离子交换法和酶提取法。
3.1.1 酸提取法
酸提取法是传统的工业果胶生产方法,是目前果胶提取工艺中应用较多的一种方法。其原理是利用果胶在稀酸溶液中水解的性质,将果皮中的原果胶质水解为水溶性果胶,使果胶从果皮中转到水相中,形成果胶水溶液,再用醇将果胶析出。
3.1.2 微波提取法
微波是一种频率为300 MHz~300 GHz的电磁波,其对应的波长为l mm~lm,比可见光的波长长,属高频波段的电磁波。它具有电磁波的反射、透射、干涉、衍射、偏振以及伴随着电磁波的能量传输等波动特性,还具有高频特性、热特性及非热特性。由于果胶胶质与细胞壁内的其它成分紧密连接从而抑制释放浸提,用微波法提取果胶时,微波辐射与细胞壁中的物质相互作用,不仅可以实现快速加热,还会破坏细胞壁将不同化学组成的成分分开来,使其进入溶液当中,微波辐射还能抑制皮内果胶酶作用避免果胶被酶解。
3.1.3 离子交换法
离子交换法是利用溶液中各种带电粒子与离子交换剂之间结合力的差异进行物质分离的操作方法。由于果皮中含有钙、镁等离子及其它杂质,会影响果胶的纯度和质量,利用离子交换树脂可去除杂质提高果胶的质量。
3.1.4 酶提取法
酶法提取果胶是继酸提取法、微波提取法之后出现的一种果胶提取新方法。酶法提取果胶用酶根据果皮成分的构成进行选择,采用最多的有纤维素酶、半纤维素酶和糖苷酶,使用这些酶将与果胶紧密相连的其它组分酶解,从而将果胶单独分离出来。
3.1.5 果胶沉淀方法
果胶的沉淀法分为乙醇沉淀法和盐析沉淀法。这两种方法都是利用果胶在醇和盐溶液中生成沉淀的原理。盐析法通常采用明矾作为沉淀剂,由于明矾溶液中的 Al3+带有与果胶中的游离羧基相异的电荷,从而将果胶溶液酸胺化后与果胶羧基反应生成果胶酸盐[92].乙醇沉淀法是最常用的果胶析出方法,在果胶提取液中加入无水乙醇充分搅拌可生成沉淀。
盐沉淀法生产成本较低,但产品的灰分含量较高且色泽较深,品质较次。而乙醇沉淀法所生产的果胶灰分含量少、凝胶度高且色泽浅,品质好,虽然乙醇使用量较大,但是如果对废乙醇进行回收利用和循环使用,则可以降低生产成本。
本章通过设计四因素三水平正交试验,确定从柚子皮提取果胶的最佳工艺条件,并测定了从柚子皮中所提取的果胶的酯化度。
高中生物里面,水解,是指某样物质吸收水之后分解,就像蛋白质,氨基酸脱水缩合形成多肽在经过排列组合成为蛋白质。他的过程中,是每两个氨基酸形成肽链的话,会脱去一分子水,而水解就是,一分子肽链,要形成两分子氨基酸,就要吸收一分子水。解离是指细胞解离后细胞就已经被酒精杀死,然后根细胞的形态(解离大概是3~5分钟,时间要适中)就固定了,制成装片后用显微镜调整视野找出要观察的细胞形态。
根细胞解离用的盐酸作用:细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,其中的果胶易溶于盐酸,这样,细胞之间的粘着性就降低,容易被分开了。
龙胆紫染色的蒜苗尖高中生物学课本在描述染色质时指出:染色质(体)容易被碱性染料染成深色。实验中对染色质(体)进行染色,须使用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液等碱性染色剂。
山楂渣→漂洗→水解抽提→粗滤→离心分离→过滤→浓缩→千燥→果胶粉
(二)操作要点说明
(1)漂洗:为了不影响果胶的质量和凝胶力,浸提后的山楂渣需要用水漂洗,以进一步除去渣中残留的糖、酸、色素等可溶性成分。
(2)水解抽提:包括原果胶的水解和果胶溶出两个过程。一般用热的稀酸溶液作为水解液进行水解,使原果胶成为可溶性果胶,但水解不要过度,防止可溶性果胶降解为果胶酸。抽提效果与水解液的酸度、水解抽提的温度、时间有关,也可采用多次抽提。根据经验,一般水溶液的pH值应保持在1.8~2.5,水解抽提温度90~95℃,时间50~60分钟,抽提用水最好经过软化处理。
(3)抽提液的处理:抽提液经过粗滤后,用蝶片式离心分离机分离出固体杂质,再用酶水解抽提液中的淀粉。酶反应条件是:淀粉酶添加量1%~2%,反应温度45~50℃,时间2~3小时,酶反应后加热,在75~80℃温度下保持3~5分钟灭酶。在其中加入0.3%~0.5%活性炭,在50~60℃下搅拌20~30分钟,使果胶脱色,最后经过硅藻土过滤,可得澄清的果胶抽提液。
(4)果胶抽提液的浓缩:一般用真空加热浓缩法,将澄清的果胶抽提液放入真空蒸发器中,在81.3~86.6千帕真空下浓缩,使果胶液的可溶性固形物含量达7%~9%。这种浓缩液可以作饮料原料用,也可进一步加工成果胶粉。
(5)果胶粉的加工:用浓缩果胶液加工果胶粉有以下几种方法:
①喷雾干燥法:用喷雾干燥机干燥,热风温度130~160℃,干燥后用孔径0.25毫米的筛筛分。用这种方法加工成的果胶粉颗粒细、溶解性好、成本低,但成品果胶粉中杂质较高。
②乙醇沉淀法:将浓缩果胶液放入凝结器中,添加果胶液量1.5%的盐酸,搅拌30秒,促进果胶的凝结,并溶解部分盐类,减少杂质沉淀。然后加入等量的浓度90%的乙醇,边加边搅拌,加完后每隔2~3分钟搅拌一次,果胶即沉淀析出。用压榨机去液汁,榨出的液汁供乙醇回收用。在沉淀的果胶中加果胶2倍量的浓度为95%的乙醇,边搅拌边洗涤0.5小时,然后取出凝结果胶,榨干液汁。如此反复洗涤2次,榨干后,将凝结果胶送入真空干燥室中,在65~75℃下干燥至水分含量8%以下为止。将干燥果胶粉研细,过60目筛(筛孔直径0.25毫米),筛后尽快包装。用此方法加工的果胶粉纯度高,凝胶力强,但成本高,耗用的乙醇多,因此,用这种方法制取果胶粉时必须配备乙醇回收装置。
③铝盐沉淀法:通常用硫酸铝沉淀,果胶抽提液可不经浓缩处理。将果胶液在搅拌过程中慢慢加入一定浓度的硫酸铝溶液,然后用氢氧化铵溶液调整pH至3.8~4.2,调pH值应在搅拌下进行,以免局部碱化而引起果胶的脱甲基作用。当pH值达到3.5左右时,开始生成氢氧化铝,pH超过3.5时,氢氧化铝就与果胶一起沉淀,形成黄绿色的凝胶体。经过搅拌并放置一段时间,果胶便可完全沉淀。用滚筒筛沥去沉淀果胶的水分,并用冷水洗涤去除过多的母液,然后压滤,并将滤饼破碎成3毫米大小的碎片。由于氢氧化铝不溶于乙醇,用含有10%盐酸的乙醇滚洗氢氧化铝—果胶沉淀的碎片,就可将其中的氢氧化铝转变为氯化铝,使铝与果胶分离。为了去酸,果胶要用75%的碱性乙醇和中性无水乙醇先后洗涤。压滤后的湿果胶约含60%的水分,经干燥至含水量7%~10%后便可研细、过筛和包装。用铝盐法生产的果胶呈黄绿色。此法的优点是乙醇用量少,但铝离子不易除尽,会使果胶中含有较多的灰分。
蛋白酶用于除去细胞间的粘连蛋白。
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果胶酸应该是用果胶制成的东西
明胶是胶原部分水解后的产物。果胶是一种多糖,其组成有同质多糖和杂多糖两种类型。明胶原分子是由三条多肽链相互缠绕所形成的螺旋体,通过工艺过程的处理,胶原分子螺旋体变性分解成单条多肽链(α-链)的α-组分和由两条α链组成的β-组分及由三条α链组成的γ-组分,以及介于其间和小于α-组分或大于γ-组分的分子链碎片。
按其性能和用途,明胶可分为照相明胶、食用明胶和工业明胶。根据用途不同,对明胶的质量要求也不一样。用作粘结剂使用时,主要要求粘接强度。用于照相、食品、医药等领域时,则强调产品的纯度。