柑桔果皮中果胶的提取和应用.docx

柑橘果皮中果胶的提取和应用

柑桔果皮中果胶的提取与应用综述

摘要：1825年,Bracennot首次从胡萝卜肉质根中提取出一种物质,能够形成凝胶,于是他将该物质命名为“Peetin”,中文译名为“果胶”。同时,Barcennot用自己提出的果胶制成了“人造胶冻”。此后,许多化学家研究果胶,并在食品工业中得到了广泛应用。
自然界许多水果中和植物组织中都或多或少的含有果胶，从而可以利用含丰富的果胶或残次落果、果皮种子残渣等作原料生产果胶。一般采用柑橘皮、苹果榨汁后的废渣等。当前国内真正富有工业提取价值的柑橘类，包括葡萄、柚、橙、蜜柑、柠檬等，不过向日葵植物的废弃物也是高质量低脂果胶的潜在资源。世界上柑桔年产量超过5×108吨，其果皮约占20%，为提取果胶提供了丰富的原料，所以本实验采用橘皮为原料，采用酸法萃取，酒精沉淀这一简单的工艺路线来提取果胶。
一果胶的存在
果胶广泛存在于水果和蔬菜中，它本质上是一种线型多糖聚合物，含有数百至约1000个脱水半乳糖醛酸残基，平均分子量大约在50000~180000之间，其PKa值为3.5，D-半乳糖醛酸是果胶的主要组成部分，也有一些共性糖存在于果胶中。果胶在植物体中的存在一般有三种形式：
1.原果胶：原果胶呈长链存在,是与纤维素等细胞壁组成结合在一起的多聚半乳糖醛酸,少部分发生甲酿化,不溶于水,只存在于细胞壁中；
2.果胶：果胶亦呈长链存在,羧基已发生不同程度甲酩化的多聚半乳糖醛酸,溶于水,存在于细胞汁液中；
3.果胶酸：这是羧基完全游离的多聚半乳糖醛酸长链,微溶于水,细胞壁与细胞液中均有。
未成熟的柑橘皮中，果胶主要以原果胶的形式存在于细胞壁中，其分子中有少部分羧基发生甲酯化，不溶于水；在柑橘的逐渐成熟过程中，果胶酶将原果胶分解为可溶性果胶存在于细胞汁液中，其羧基已发生不同程度的甲酯化；最后，果胶分解为微溶于水的果胶酸，其分子结构中的羧基呈完全游离的状态，分布于细胞壁与细胞液中。因此，在七分熟左右的柑橘皮中提取的果胶质量较好，但是柑橘一般在基本成熟后采摘，使得果胶质量有所下降。
二果胶的理化性质
果胶是由150-500个α-Ｄ-半乳糖醛酸基通过α-1,4糖苷键连接而成的分子线性多糖类物质。它一般以原果胶、果胶和果胶酸3种形式存在于橘皮组织内，它们均是呈长链存在的多聚半乳糖醛酸，溶解度和甲酯化程度存在差异。
纯果胶一般为白色或淡黄色，无固定的溶解度和熔点，无毒，溶于热水，微溶于冷水，在20倍水中几乎完全溶解形成一种黏性液体，对石蕊显酸性，不溶于乙醇与甘油等有机溶剂，在适度的酸性条件下稳定，而在碱性条件下易分解。原果胶不溶于水，用酸水解时这种金属离子桥北破坏，即得到可溶性果胶。再进行纯化和干燥即为商品果胶。
果胶的凝胶强度大小是果胶的重要质量标准之一。影响凝胶强度的主要因素是果胶的分子量及酯化度。酯化度增大，凝胶强度增大，同时凝胶速度也加快。更高酯化度的果胶可以通过甲醇甲氧基化来获得。若在酸性或碱性条件下加热果胶，会使甲醇水解，苷链断裂，变成低脂化度或者低分子量的果胶，从而降低果胶的凝胶强度和速度。因此，在提取果胶时要严格控制其水解温度时间PH值。
1果胶物质的溶解性
纯品果胶物质为白色或淡黄色的粉末,略有特异气味。在20倍的水中几乎完全溶解,形成一种带负电荷的粘性胶体溶液;但不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。如果用蔗糖糖浆或与3倍以上砂糖混合则更易溶于水。一般认为,果胶及果胶酸在水中的溶解度与自身的分子结构有关:一是随链的增长而降低;二是随酷化程度的增大而升高,(其衍生物甲酷、乙酩较易溶于水)。其原因可能是,果胶物质的分子不是以直线形存在,而是多呈折叠形式,极易形成分子内氢键;而酣化程度较高时,分子内氢键相对减弱,因此溶解度会有一定的增加。
2果胶物质的酸碱性
在不加任何试剂的条件下,果胶物质水溶液呈酸性,主要是果胶酸和半乳糖醛酸。因此,在适度的酸性条件下,果胶稳定。但在强酸与强碱作用下,易引起果胶分子降解,使长链变成短链。
3果胶物质的凝胶性
果胶物质最重要的性质就是凝胶化作用。由于果胶溶液具有很高的粘度,故在一定温度下,当果胶、糖、酸的比例适宜时,就会形成凝胶,给人们带来风味独特的各种果酱、果冻等食品。按果胶中甲氧基(一OCH3)含量,可将由果胶物质形成的凝胶分为两类
三果胶的提取
1实验材料：
仪器与设备：电炉，烘箱，尼龙布和纱布，烧杯（100ml、250ml），酸式滴定管，台称，天平，锥形瓶，量筒(100ml)，玻璃棒。
原料及主要试剂：去离子水，0.25%-0.3%HCl溶液，1%稀氨水溶液，95%乙醇，活性炭。
2实验过程：
（1）原材料预处理：秤取新鲜柑桔皮40g（或干品8g），用清水漂洗干净后（以除去泥土杂质和施用的农药化肥等），置于250