果胶

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目录

组成结构

果胶(Pectin)是一组聚半乳糖醛酸。它具有水溶性,工业上即可分离,其分子量约5万一30万。在适宜条件下其溶液能形成凝胶和部分发生甲氧基化(甲酯化,也就是形成甲醇酯),其主要成分是部分甲酯化的a(l,4)一D一聚半乳糖醛酸。残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成铵、钾钠和钙等盐。  

来源

果胶存在于植物的细胞壁和细胞内层,为内部细胞的支撑物质。不同的蔬菜,水果口感有区别,主要是由它们含有的果胶含量已经果胶分子的差异决定的。柑橘、柠檬、柚子等果皮中约含30%果胶,是果胶的最丰富来源。按果胶的组成可有同质多糖杂多糖两种类型:同质多糖型果胶如D-半乳聚糖、L-阿拉伯聚糖和D-半乳糖醛酸聚糖等;杂多糖果胶最常见,是由半乳糖醛酸聚糖、半乳聚糖和阿拉伯聚糖以不同比例组成,通常称为果胶酸。不同来源的果胶,其比例也各有差异。部分甲酯化的果胶酸称为果胶酯酸。天然果胶中约20%~60%的羧基被酯化,分子量为2万~4万。果胶的粗品为略带黄色的白色粉状物,溶于20份水中,形成粘稠的无味溶液,带负电 。果胶广泛用于食品工业,适量的果胶能使冰淇淋、果酱和果汁凝胶化。

果胶是一种天然高分子化合物,具有良好的胶凝化和乳化稳定作用,已广泛用于食品、医药、日化及纺织行业。果皮富含果胶,其含量达6%左右,是制取果胶的理想原料。果胶分果胶液、果胶粉和低甲氧基果胶三种,其中尤以果胶粉的应用最为普遍。现介绍从柚皮中制取果胶粉和低甲氧基果胶的加工技术。  

制作方法

果胶粉

制作工艺流程是:原料→预处理→抽提→脱色→浓缩→干燥→成品。

果胶

1.原料及其处理 鲜果皮或干燥保存的柚皮均可作为原料。鲜果皮应及时处理,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。先将果皮搅碎至粒径2~3mm,置于蒸汽或沸水中处理5~8min,以钝化果胶酶活性。杀酶后的原料再在水中清泡30min,并加热到90℃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。榨出的汁液可供回收柚苷。干皮温水浸泡复水后,采取以上同样处理备用。

2.抽提 通常用酸法提取。将处理过的柚皮倒入夹层锅中,加4倍水,并用工业盐酸调ph至1.5~2.0,加热到95℃,在不断搅拌中保持恒温60min。趁热过滤得果胶萃取液。待冷却至50℃,加入1%~2%淀粉酶以分解其中的淀粉,酶作用终了时,再加热至80℃杀酶。然后加0.5%~2%活性炭,在80℃下搅拌20min,过滤得脱色滤液。

因柚皮中钙、镁等离子含量较高,这些离子对果胶有封闭作用,影响果胶转化为水溶性果胶,同时也因皮中杂质含量高,而影响胶凝度,故酸法提取率较低,质量较差。为解决以上问题,西南农业大学食品学院(1995)对酸法提取作了改进,即在酸法基础上,按干皮重量加入5%的732阳离子交换树脂或按浸提液重量加入0.3%~0.4%六偏磷酸钠,前者果胶得率可提高7.2%~8.56%,胶凝度提高30%以上,而后者得率提高25.35%~ 35.2%,其胶凝度可达180±3。

3.浓缩 采用真空浓缩法,在55~60c的条件下,将提取液的果胶含量提高到4%~6.5%后进行后续工序处理。近来作者和国内其他单位研究表明,超滤可用于果胶液浓缩,如用切割分子量为50 000u的管式聚丙烯腈膜超滤器,在温度45℃、ph3.0、压力0.2mpa条件下进行超滤浓缩,可将果胶浓度浓缩至4.21%,而其杂质含量和经常性生产费用分别仅为真空浓缩的1/5和1/2~1/3。

4.干燥 常用方法为沉淀干燥法,即用95%酒精或铝、铜等金属盐类使果胶沉淀。以酒精沉淀法制取的果胶质量最佳。其方法是:在果胶浓缩液中加入重量1.5%的工业盐酸,搅匀,再徐徐加入等量的95%酒精,边加边搅拌,使果胶沉淀析出。再用80%的酒精洗涤,除去醇溶性杂质。然后用95%酸性酒精洗涤2次,用螺旋压榨机榨干后,将果胶沉淀送入真空干燥机在60℃下干燥至含水量10%以下,把果胶研细,密封包装即成果胶粉成品。用金属盐类沉淀果胶,其杂质含量较高,现较少采用。

目前国外果胶干燥大多采用喷雾干燥,即用压力式喷雾干燥,将浓缩液在进料温度150~160℃,出料温度220~230℃的条件下干燥,连续化操作中可不断得到粉末状产品。西南农业大学食品学院用超滤浓缩液进行喷雾干燥试验,结果表明该法是完全可行的,果胶质量符合国家标准。  

低甲氧基果胶

制作低甲氧基果胶的方法主要有碱法、酸法和酶法3种。现介绍碱法和酶法两种。

1.碱法 把果胶浓缩液放入不锈钢锅中,加氢氧化铵调ph至10.5,15℃下恒温保持3h。再加等体积的95%酒精和适量盐酸,使ph降至5左右。搅拌后静置1h,滤出沉淀果胶,榨干,再分别用50%和95%酒精各洗涤1次,压干后摊于烘盘上,在65℃真空干燥器中烘干,取去磨细、包装即得成品。产率大约为果胶量的90%。

2.酶法 即用果胶脂酶脱脂提取低甲氧基果胶。广东省果树研究所蔡长河等(1996)成功地研制出采用酶法从柚皮中提取低脂果胶的工业化生产技术。与传统碱法和酸法相比,其具有工艺易于控制、产品质量高、节省能耗和降低成本等优点,现对该法作一简单介绍,其工艺流程如下:

柚皮→粉碎→水洗→脱脂→提胶→压滤→沉析→压滤→除盐醇洗→压滤→干燥→粉碎→成品。

原料搅碎:将原料搅碎成3~5mm大小。

水洗:50℃清水浸泡30min,离心,再用清水漂洗2~3次,直至洗出液呈无色为止。

脱脂:加入适量碳酸钠以激活果皮内源pe酶,进行脱脂。工艺条件以温度50℃,时间1h,ph7.0,碳酸钠为7g/kg新鲜皮(25g/kg干皮)的组合为最佳。

提胶:加盐酸(调ph1.7~2.0)在95℃下提胶。

沉析:加入适量cacl2沉析果胶。

除盐醇洗:将盐酸、草酸按1:3的比例混合,在醇溶液中除盐,并经多次醇洗,

干燥和粉碎:在60℃下真空烘干,烘干后的果胶用粉碎机粉碎成果胶粉。该法果胶得率鲜柚皮为3.5%~4%,干柚皮为12%~15%,胶凝度100±5,脂化度小于50%,达到了美国fcc质量标准。  

用途价值

概况

果胶是高档的天然食品添加剂和保健品,在食品上作胶凝剂,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。果胶通常为白色至淡黄色粉末,稍带酸味,溶于水。  

高酯速凝果胶

(1)技术指标

胶凝度:150度±5度(US--SAG)

酯化度:65%-70%

半乳糖醛酸:>65%

外观:米白色至淡黄色粉末

ph(1%水溶液)2.8±0.2%

水份<12%

灰份<3%

酸不溶性灰份:<0.5%

粒度:<60目

二氧化硫<5ppm

重金属<0.5ppm

(2)用途,用量参考

果酱、果子冻、果冻:起胶凝作用,成品细腻,富有弹性和韧性,增加香味,使口感幼滑爽口,用量参考:0.3%-0.6%。

棒冰、冰淇淋:起乳化稳定作用,成品口感细腻,滑爽。用量参考:0.1%-0.2%

酸奶,乳酸菌,果汁: 起稳定。增稠作用,可延长制品的保存期,具有天然水果风味,用量参考:0.1%-0.3%

熔烤食品:提高面团的特气性,增强口感。延长保质期,用量参考:面粉量的0.3%-0.8%

(3)使用方法:

将果胶和3---4倍的细白糖拌匀,加入80℃的纯净水搅拌溶解,溶解浓度2.5%-4%溶解好后按比例加入各种制品中。  

高酯慢凝果胶

(1)技术指标:

胶凝度150度±5度(US-SAG)

酯化度:58%-62%

半乳糖醛酸:>65%

外观:米白色至淡黄色粉末

PH(1%水溶液)2.8±0.2%

产品说明

果胶

干燥失重<12%

酸不溶性灰份<1%

颗粒大小≤60目

重金属(P10m)<0.5ppm

二氧化硫<5ppm

(2)用途,用量参考

果胶软糖,使软糖晶莹透明,富有弹性,不粘牙,酸甜可口。

参考用量,1.5%-2.5%。

使用方法:将果胶和3-4倍白细糖粉混和,搅拌下加入80℃纯净水中(水中含有0.7%柠檬酸柠檬酸钠,PH=4),溶解浓液3%-6%,然后加入糖和各种配料,最后加入柠檬酸调PH=3。~3.6,然后注模。  

低酯果胶

(1)技术指标:

胶凝度:100度±5度(US-SAG法)

酯化度:25%-35%

半乳糖醛酸:>65%

外观:淡黄色粉末

PH(1%水溶液):2.8±0.2

水份<12%

灰份<5%

酸不溶性灰份<1%

粒度<60目

二氧化硫<5ppm

重金属<0.5ppm

(2)用途、用量参考

果酱、果冻,起胶凝作用,用于低糖度食品,低酯果胶制成的果冻,可健胃,增加食量,解除铅中毒,是儿童的保健食品

参考用量0.3%-0.8%

粒粒橙及带果肉型饮料,起稳定作用,可解决粒粒橙及含果肉悬浮饮料的分层,粘壁问题,使果肉均匀分布在饮料中,且口感好。  

制药果胶

(1)技术指标:

胶凝度:>97度(US-SAG法)

酯化度:52-58%

产品说明

果胶

半乳糖醛酸>85%

外观:淡黄色粉末

PH(1%)水溶液2.8±0.2

水份<8%

灰份<5%

酸不溶性灰份<1%

粒度<60目

二氧化硫<5ppm

重金属<5ppm

(2)用途、用量参考

用于果胶秘制药,并用于降血糖,血酯,解除铅中毒,解酒剂等保健品。  

特种低酯果胶

技术指标:

胶凝度:>100%(US-SAG法)

酯化度:<10%

半乳糖酸醛酸>80%

外观:淡黄色粉末

PH(1%)水溶液>4

水份<10%

灰份<5%

粒度<60目

重金属<5ppm

用于尿不湿,可保护婴幼儿皮肤,用于创口帖,可加速伤口愈合,用于化妆品,可防紫外线辐射。用于墨汁,写字流畅,稳定不沉淀。  

果胶在面包烘焙上的应用

概况

由于时代科技的进步,面包已经不是单纯的由面粉、盐、酵母和水所混合制造。许多不同种类的烘焙原料也常被用来改良面包的性质。其中最常见的是一些属于脂肪甘油酯的乳化剂。而维生素C 或是其溴化物及钙盐也会被当成改良剂添加。近年来,有关烘焙原料的发展迅速,一些新的烘焙原料也逐渐的受到重视。酵素的使用在过去几年来就一直被重视,而具有特殊性质和用途的果胶类凝胶物质也被大量的应用在烘焙工业。这篇报导主要是针对特殊用果胶应用在改良面包体积和架售时间的应用。  

增加体积和其他特性

面包的体积一直是品质的重要指针。但是由于面粉的生产大都以产量为主要考量,对于品质上的要求较少。因此,由于面粉品质所引起的问题经常的发生,也造成面包发的不好,对于不同加工条件的适用性也不够。对于上述的问题,最新而有效的解决方法就是使用高甲氧基化果胶。果胶是从橘子皮所萃取的天然原料,在食品工业中早就被广为利用。由于积极的研究发展,特殊性质的果胶产品也陆续的被研发成功。最近的研究成果包括了一系列的油脂替代产品和应用在烘焙产品的高甲氧基化果胶产品。它能有效的增加面包的体积,而且因为对于水分的吸附力强,亦能增加面团的量。对于面团的鲜度、软硬度和安定性都有明显的帮助。  

减少面粉使用量

基本上,面团是由面粉、水和酵母混合而成。在混合的过程面粉的面筋蛋白会重新排列对齐甚至部份展开而形成具黏弹性的立体网状结构,这就是所谓的面团。对于面团而言,延展性和膨发性对于面团在发酵期间形成的体积有绝对的关系。如果面团的延展性不够,则发酵期间所产生的二氧化碳便无法有效的将面团膨发。因此,含有果胶的面团便能有效的提供面团必需的延展效果,也因此能提高面包的最后烘焙体积。对于面包而言,由于消费者的喜好及面包体积的增加,面包业者自然有利可图。以汉堡面包为例,果胶能够在维持现有面包体积的条件下减少30%面粉的使用量。  

延长保质期

影响面包架售期长短的因素很多,但是最主要原因是在于淀粉的结晶或老化。事实上大家都知道,面包在出炉的那一刻起便开始变硬,而经过几天之后,大部分的面包便会变成不能食用。面包软硬的变化可以简单的利用质地分析仪来测定,试验证明,果胶能够有效的延长面包的架售时间,添加乳化剂和高甲氧基果胶的面包在储藏6-7 天之后,才会达到对照组的硬度,也就是说,果胶能够比对照组延长5 天的架售时间。而添加果胶的面包的另外一个优点是,在正常的架售时间内(烘焙后2 -3 天),面包的软硬度较其它的对照组都来得软。软硬度只是面包架售时间长短的指标之一,另外一个指标是面包的新鲜度,这包括了面包的体积、软硬度、弹性和口感。

由于添加果胶对于面包体积的影响非常明显,因此,虽然面包的体积与其架售时间长短没有直接的关系,但是对于喜欢以体积衡量面包的消费者而言,却是已经有足够的差异了。而由实验数据显示,面包也比对照组软。虽然体积及软硬度的测定,并不能用来预测

面包老化味道产生,但是研究发现,添加果胶的面包在品评分数上比对照组的香味高,而在储藏七天之后依旧比对照组新鲜。

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