果胶及其在食品中的应用(2)

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。据文献报导提取法的方向发展。

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。如果是干皮渣，在生产前，要浸漂复水，除

，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

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（Mg 、Ca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%

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。

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。

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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

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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％。盐析法与乙醇沉淀法相比较，后者得率较高，但乙醇用量大，浓缩耗能高，成本高；而铝盐法相对得率较低，成本也较低，但沉淀时杂质含量较高。 4.6干燥

干燥技术对果胶的品质有着重要的影响。一般干燥技术有常压低温干燥、真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥。常压干燥设备简单，即在温度低于60°C 以下干燥。但这种方法耗时，干燥后的产品溶解性差，色泽较深；真空干燥和冷冻干燥后所得果胶色泽较浅，溶解性也好，果胶性质也没有发生大的改变，但该生产要求技术设备的费用大，生产成本高；喷雾干燥，即用喷雾干燥机直接将浓缩液喷雾得到粉末状果胶产品。

目前国外多用喷雾干燥技术，可以省去果胶沉淀，但其对前处理要求严格，比如果胶浓度要高，且除杂要彻底，因此具体在生产过程中要根据生产能力和生产果胶的原料来选择与之相适宜的干燥方法。

5.影响凝胶化的因素

果胶的应用基于它具有形成凝胶的能力，它的凝胶化只发生在某些条件下。决定它是会发生凝胶化和是否会影响到凝胶的特性．其影响因素有温度，果胶浓度，pH，共存溶质(如蔗糖)的浓度和离子(如Ca)的浓度。

这些因素影响的程度如何影响到凝胶化，取决于果胶的分子性质，如分子量，酯化度，酰胺化度，半乳糖醛酸主链O-2位或O-3位上乙酯基团的存在，以及不均一性。

所有影响凝胶化的因素相互间都有一定的影响，各因素的作用都将影响到其他因素的作用。在下面的介绍中讨论某一因素时将严地设定其他因素都保持不变。

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果胶酸钙凝胶分子模型 5.1温度

在大多数的情况下，果胶凝胶都在加热条件下制备的，然后冷却固化。当冷却到凝冻温度以下时，低酯果胶几乎是立即凝胶化，而高酯果胶的凝胶化有一时间上的滞后。一旦形成凝胶，高酯果胶凝胶不可能再熔化，但低酯果胶在大多数情况下可以再熔化和反复再凝胶化，即所谓有热可逆性。

商品果胶按标准化程序在一定的条件下标准化为可重复测得的凝冻温度或凝冻时间。但需要注意的是，凝冻温度含有受到预凝胶化的危险，即在生产过程完成之前已发生了凝胶化，这就会在凝胶化进行时，体系的机械搅动而成为碎凝胶而误把这些凝胶当作凝胶强度弱的凝胶。 5.2果胶浓度

在果酱和果冻中，典型的果胶浓度范围从0.3%（高酯果胶在约等于65%［SS］时凝冻）至0.7%（酰胺化低酯果胶在约等于35%SS时凝冻）所用的果胶的浓度与可溶固体浓度有关。固定所有其他因素的水平，增加果胶用量使所得凝胶的凝胶强度提高。 5.3 pH值

典型的高糖果酱(高酯果胶，65%SS)的pH约为3.0-3.1。低糖果酱考虑到其味道的原因，其酸性可以稍低些。在这些pH值附近，pH的降低通常有助于发生凝胶化，对于高酯和低酯果胶凝胶来说，凝冻温度提高；而高酯果胶凝胶的凝冻时间则缩短。高酯果胶在超过pH约3．5时和低酯果胶在pH约6．5时，通常都无法形成凝胶。在高酯果胶中，低酯化度果胶需要的凝胶化pH要低于高酯化度的果胶。在用葡萄糖取代蔗糖加于果胶时，凝冻温度更依赖于pH，而凝冻速度的控制将更为困难。

5.4共存溶质的浓度

某些溶质能降低游离水浓度和活性，只有当它以高浓度存在于高酯果胶溶液中时才能发生凝胶化。在食品应用中，蔗糖即是这种溶质，其用量必须至少达到55％w/w。增加其用量，将提高其凝冻温度和所得凝胶的凝胶强度。低酯果胶凝胶化时不需要这类可溶性固体，但增加可溶性固体，对

于凝冻温度和凝胶强度有正效应。 5.5离子浓度

低酯果胶只有在二价阳离子存在时才发生凝胶化，而对于果胶酸盐或酯化度极低的果胶来说，在一定的条件用钾离子也能发生凝胶化。大多数二价阳离子都是有效的，但只有Ca用于食品应用。增加Ca的浓度，将提高凝胶强度和凝冻温度，其分子模型如图所示。对于高酯果胶凝胶的形成来说，不需要使用二价阳离子。 5.6分子量

用分子量较高的果胶制得的凝胶的强度大于用分子量较低的果胶制得的凝胶。这对于高酯果胶以及低酯果胶都是正确的。这一依赖关系更多地是对破裂强度，而未破裂的凝胶强度的测定则较少。 6.果胶在食品中的应用

果胶一直是人类食品的天然成分，是FAO／WHO食品添加剂联合委员会推荐的公认安全的食品添加剂。果胶作为凝胶剂广泛用于生产果酱、果冻、果脯、蜜饯、软糖、焙烤食品与饮料，还可作为增稠剂和稳定剂添加于果汁、乳制品。 6.1低热量果酱

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果酱类加工，在我国已有悠久历史，果酱产品深受老人和儿童喜食。但是，对于身体肥胖，患有高血压、冠心病的人则需要食用低热量的食品，这就必须降低果酱中的含糖量。。如选用高甲氧基果胶时，果酱或果冻中必须含有55％～65％的固形物(其中蔗糖含量很高)。但是，如选用低甲氧基果胶时，产品中的固形物在50％以下即可形成凝胶，如低糖草莓果酱:草莓50%，砂糖36%，水13%，酰胺化低甲氧基果胶0.6%，柠檬酸0.4%。这种果酱，含固形物仅42%，而热量却降低了30%以上。由于草莓和水中含有足够的Ca，因此无需再加钙盐。 6.2乳品和酸乳饮料

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