一种苹果渣中果胶的提取、分离方法

摘要

本发明涉及一种苹果渣中果胶的提取、分离方法。现有技术存在着酸污染、果胶的产率低、质量差以及不同工艺间结果的对照产生困难，造成整个工艺控制难度的加大的问题。本发明提供一种苹果渣中果胶的提取、分离方法，其主要包括(1)提取：将苹果渣粉碎、干燥后备用，含水量在5~15%的苹果渣与水以1:1~2.5的质量比混合，在100~250℃条件下加热1~30min，得果胶粗提液；离心分离、浓缩、醇提、过滤干燥五个步骤。本发明所涉及的方法不使用无机酸，无污染，对环境友好；用水做反应介质，不添加任何酸碱催化剂，作为食品添加剂来说，更加的安全和可靠；流程短，操作简单，生产成本低，易于实现工业化生产且产率较高。

说明书

技术领域

本发明涉及食品工业加工废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种苹果渣中果胶的提取、分离方法。

背景技术

我国苹果的种植面积、产量均居世界第一。随着苹果深加工规模的扩大，由此而产生了大量的苹果渣。而苹果渣极易腐败变臭，严重污染环境，苹果渣的处理一直是困扰苹果加工企业发展的重要问题之一。研究表明苹果渣中含有丰富的果胶物质，极具经济价值。

果胶类物质是一种多糖类高分子化合物，其基本结构是由α-D-吡喃半乳糖醛酸以1，4糖苷键连接而成的长链。天然果胶以原果胶、果胶、果胶酸的形态广泛存在于高等植物的果实、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黏结物，使植物组织细胞紧紧黏结在一起。其化学结构和分子量在不同的植物组织中不同，单子叶植物细胞壁中含量较少。果胶通常以部分甲酯化形式存在，分子量为50，000-300，000。果胶在食品工业上的用途非常广泛。医学界研究发现，果胶具有以下几方面功效：①黏附重金属离子，清除体内毒素；②促进小肠蠕动，缓解习惯性便秘；③吸收肝脏分泌的消化液，降低血清胆固醇含量；④延缓胰岛素消失，调节血液浓度；⑤刺激内源生长因子产生，加速溃疡面的愈合；⑥引起胞浆内空泡样变，导致菌体破裂死亡；⑦抑制癌细胞的聚集，阻止其扩散转移等。研究认为果胶具有良好的抗腹泻、抗癌、减肥、降低血糖和胆固醇、治疗糖尿病和心血管硬化及延长抗菌素的作用，在医药工业上通常用果胶来制造轻泻剂、止血剂、血浆代用品、毒性金属解毒剂等，防止血液凝固、肠出血、治疗便秘及作为金属中毒时的解药等。此外，果胶还被作为辅料用于化妆品、纺织及冶金化工等工业中。

目前的提取方法是：酸解法，这是工业生产果胶最普遍的方法。根据果胶在稀酸中加热可转变为水溶性果胶的原理，将原料粉碎、漂洗后加入适量的水，用酸将溶液pH调至2.0左右，在80℃－90℃范围内加热抽提一段时间，将大部分果胶提取出来。所用的酸多是硫酸、盐酸、磷酸等无机酸，为了改善果胶成品的色泽，也可用亚硫酸。目前提取方法存在的问题是：1、需要大量使用无机酸进行提取，处理后的酸液成为新的污染源；2、果胶分子易发生局部水解，致使果胶分子量降低，从而影响果胶的产率和质量，目前的产率只能达到10%左右；3、酸法条件下，各操作参数对最终果胶的影响复杂，从而使不同工艺间结果的对照产生困难，造成整个工艺控制难度的加大。

发明内容

本发明要提供一种苹果渣中果胶的提取、分离方法，以克服现有技术存在的大量使用无机酸造成污染、果胶的产率和质量低，同时整个工艺控制难度大的问题。

为克服现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种苹果渣中果胶的提取、分离方法，依次包括下述步骤，

(1)提取：

将苹果渣粉碎、干燥后备用，含水量在5~15%的苹果渣与水以1:1~2.5的质量比混合，在100~250℃条件下加热1~30min，得果胶粗提液；

(2)离心分离：

果胶粗提液离心分离，得果胶上清液；

（3）浓缩：

将所得上清液减压浓缩； 

(4)醇提：

将浓缩液中加入乙醇进行沉淀； 

(5) 过滤干燥：

将醇沉液离心分离、醇洗、真空干燥并粉碎后即得果胶产品，滤液中的乙醇减压蒸馏回收。

上述步骤（1）中，在200~250℃条件下加热25~30min。效果更好。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、安全和可靠：不使用无机酸，因此废液易处理，无污染，对环境友好；同时本发明只用水做反应介质，不添加任何酸碱催化剂，因而作为食品添加剂来说，更加的安全和可靠。

2、工艺简单，流程短，操作简单，生产成本低，易于实现工业化生产；

3、产率高：本发明产率可达到16%。所得果胶的其它指标可达到：胶凝度125，总半乳糖醛酸含量73%，干燥失重6%，灰分4.4%，pH值3.8，砷（As）0.4mg/Kg，铅（Pb）1.8mg/kg，颜色为淡黄色，符合最新轻工行业标准（QB2484-2000）。

具体实施方式：

以下实施例进一步对本发明进行详述。

实施例1：

一种苹果渣中果胶的提取、分离方法，依次包括下述步骤：

（1）提取：取粉碎后的苹果渣在105℃条件下干燥24h，取含水量为10%的苹果渣原料1kg，与水按1:1.5混合后，在高温高压反应釜中加热到200℃,pH自然，处理30min，得果胶粗提掖； 

(2)离心分离：

果胶粗提液经5000转/min，离心分离15min，得到果胶上清液；

（3）浓缩：将果胶粗提掖，45℃减压浓缩； 

（4）醇提：将95%乙醇加入所得浓缩液中，获得果胶沉淀； 

（5）过滤干燥：将醇沉液离心分离（5000转/min，15min）、醇洗（95%乙醇）、真空干燥（60℃）并粉碎后即得果胶产品，滤液中的乙醇减压蒸馏（45℃）回收；

    本发明实例最终结果为：果胶得率为16%。

实施例2：

一种苹果渣中果胶的提取、分离方法，依次包括下述步骤：

(1)提取：

将苹果渣粉碎、干燥后备用，含水量为6%的苹果渣与水以1: 2.5的质量比混合，在250℃条件下加热1min，得果胶粗提液；

(2)离心分离：

果胶粗提液经8000转/min，离心分离10min，得到果胶上清液；

（3）浓缩：将果胶粗提掖，45℃减压浓缩； 

（4）醇提：将95%乙醇加入所得浓缩液中，获得果胶沉淀； 

（5）过滤干燥：将醇沉液离心分离（8000转/min，10min）、醇洗（95%乙醇）、真空干燥（60℃）并粉碎后即得果胶产品，滤液中的乙醇减压蒸馏（45℃）回收；

    本发明实例最终结果为：果胶得率为14%。

实施例3：

一种苹果渣中果胶的提取、分离方法，依次包括下述步骤：

(1)提取：

将苹果渣粉碎、干燥后备用，含水量在15%的苹果渣与水以1:1的质量比混合，在100℃条件下加热30min，得果胶粗提液；

(2)离心分离：

果胶粗提液经6000转/min，离心分离12min，得到果胶上清液；

（3）浓缩：将果胶粗提掖，45℃减压浓缩； 

（4）醇提：将95%乙醇加入所得浓缩液中，获得果胶沉淀； 

（5）过滤干燥：将醇沉液离心分离（6000转/min，12min）、醇洗（95%乙醇）、真空干燥（60℃）并粉碎后即得果胶产品，滤液中的乙醇减压蒸馏（45℃）回收；

    本发明实例最终结果为：果胶得率为15%。

实施例4：

一种苹果渣中果胶的提取、分离方法，依次包括下述步骤：

(1)提取：

将苹果渣粉碎、干燥后备用，含水量在8%的苹果渣与水以1:2的质量比混合，在150℃条件下加热15min，得果胶粗提液；

(2)离心分离：

果胶粗提液经5000转/min，离心分离15min，得到果胶上清液；

（3）浓缩：将果胶粗提掖，45℃减压浓缩； 

（4）醇提：将95%乙醇加入所得浓缩液中，获得果胶沉淀； 

（5）过滤干燥：将醇沉液离心分离（5000转/min，15min）、醇洗（95%乙醇）、真空干燥（60℃）并粉碎后即得果胶产品，滤液中的乙醇减压蒸馏（45℃）回收；

    本发明实例最终结果为：果胶得率为14.5%。

上述方案中，以实施例1为最佳实施例。