果胶

线形多糖聚合物

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果胶是什么

果胶

天然果胶类物质以原果胶、果胶、果胶酸的形态广泛存在于植物的果实、根、茎、叶中,是细胞壁的一种组成成分,它们伴随纤维素而存在,构成相邻细胞中间层粘结物,使植物组织细胞紧紧黏结在一起。原果胶是不溶于水的物质,但可在酸、碱、盐等化学试剂及酶的作用下,加水分解转变成水溶性果胶。果胶本质上是一种线形的多糖聚合物,含有数百至约1000个脱水半乳糖醛酸残基,其相应平均相对分子质量为50000~150000。

果胶基本参数

中文名称果胶英文名称pectin
外观白色或带黄色或浅灰色、浅棕色的粗粉至细粉分子式C5H10O5
分子量150.1299CAS9000-69-5
EINECS232-553-0质量规格标准GB25533-2010食品安全国家标准 食品添加剂果胶

果胶组成结构

中文名称:果胶 英文名称:pectin英文别名:2,3,4,5-Tetrahydroxypentanal; 9000-69-5; pentoseCAS:9000-69-5EINECS:232-553-0分子式:C5H10O5分子量:150.1299

果胶是什么

果胶(Pectin)是一组聚半乳糖醛酸。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α—1,4一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。

果胶的分子式:(C6H10O6 )n

果胶的作用--凝胶作用

果胶具有凝胶作用,果胶能形成具有弹性的凝胶,不同酯化度的果胶形成凝胶的机制是有差别的,高甲氧基果胶必须在低pH值和高糖浓度中才能形成凝胶,一般要求果胶含量<1%、蔗糖浓度58%~75%、pH2.8~3.5。因为在pH2.0~3.5时可阻止羧基离解,使高度水合作用和带电的羧基转变为不带电荷的分子,从而使分子间的斥力减小,分子的水合作用降低,结果有利于分子间的结合和三维网络结构的形成。蔗糖浓度达到58%~75%后,由于糖争夺水分子,致使中性果胶分子溶剂化程度大大降低,有利于形成分子氢键和凝胶。

果胶性状

果胶为白色或带黄色或浅灰色、浅棕色的粗粉至细粉,几无臭,口感黏滑。溶于20倍水,形成乳白色粘稠状胶态溶液,呈弱酸性。耐热性强,几乎不溶于乙醇及其他有机溶剂。用乙醇、甘油、砂糖糖浆湿润,或与3倍以上的砂糖混合可提高溶解性。在酸性溶液中比在碱性溶液中稳定。

果胶的来源

果胶物质是植物细胞壁成分之一,存在于相邻细胞壁间的胞间层中,起着将细胞粘在一起的作用。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以及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和杂多糖两种类型: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。柚果皮富含果胶,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。从柚皮中可以制取果胶粉和低甲氧基果胶。

果胶的应用

根据我国《食品添加剂食用卫生标准》(GB2760-1996)中规定:果胶可按生产需要适量用于各类食品。果胶可用于果酱、果冻的制造;防止糕点硬化;改进干酪质量;制造果汁粉等。高脂果胶主要用于酸性的果酱、果冻、凝胶软糖、糖果馅心以及乳酸菌饮料等。低脂果胶主要用于一般的或低酸味的果酱、果冻、凝胶软糖以及冷冻甜点,色拉调味酱,冰淇淋、酸奶等。

果胶的制作方法

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

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。

直到2013年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

低甲氧基果胶

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。

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%

焙烤食品:提高面团的透气性,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。

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:

制药果胶

制药果胶

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:本品为白色至浅黄色的颗粒或粉末。

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。

果胶相关应用

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。

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