果胶的来源与生产.docx

果胶的来源与生产食品产业网（ 2003-12-2）果胶的来源与生产果胶是一种高分子碳水化合物，作为细胞结构的一种成分，它存在于几乎所有的植物中。果胶一词实际上覆盖了许多不同的聚合物，这些聚合物在分子量、 化学构型及中性糖的含量等方面各不相同， 而且不同的植物所生成果胶的功能性质也各不相同。果胶的胶凝性质早在几百年前就已发现，但商用果胶的分离仅仅开始于20 世纪初。今天，果胶生产技术的发展已使人们能生产出许多类型的果胶，其功能远不只是简单的胶凝作用，而已使果胶成为食品及医药工业中广泛通用的稳定剂和质构添加剂。果胶的来源果胶是植物的天然组成部分，主要是以果胶质或不溶于水的原果胶形式存在。果胶质是植物细胞壁结构的一种必需的组分，既是一种纤维素网络的凝固剂又是一种水合剂。果胶质的确切性质至今还没有完全明了。但是，普遍认为它具有一种复杂的结构。其中果胶通过共价键、氢键或离子间相互作用，与其它细胞壁组分如纤维素、半纤维素和蛋白质等结合在一起。在植物中，羧基残基被植物组织中的钙、钾、镁等阳离子部分中和。无论是作为初生细胞壁的一部分还是作为细胞间层黏连细胞的主要成分，果胶质对于植物组织的结构和结实度都是有很大贡献的。因为果胶是初生细胞壁和胞间层的重要成分，在含有大量水分的果实和嫩芽中含量丰富。而已木质化的植物原料和植物种子中则含量少量的果胶。 植物甲酯酶和聚半乳糖醛酶引起的酯水解作用，及其后的果胶分子的降解导致了成熟水果的软化。果胶的生产大规模商业化生产果胶始于二十世纪40 年代，主要是利用苹果渣作为原料。虽然几乎每种植物都含有果胶原料， 但真正的商业化生产限于利用苹果渣和柑橘皮作为原料， 因为用它们生产的果胶质量较好， 且原料中果胶含量相对较高。 果胶的生产首先经过抽提工艺再由分离、纯化、离析和干燥、碾磨、标准化等加工工艺精制而成。1. 抽提抽提工艺的原理是将细胞壁中的果胶从纤维素基质中解离出来并使其具有可1溶性。在稀酸和高温的作用下，果胶进入溶液中。典型的加工条件为：pH1.5-3.0 ，温度60100，反应时间30 分钟至数小时。常用的酸有硫酸、硝酸、盐酸或磷酸。大多数工业加工的目标是将果胶完全抽提出来。换言之，尽可能完全的抽提以使生产成本降至最低。然而，值得一提的是细胞壁内果胶种类并不完全相同，因为其分子的聚合度、酯化度、乙酰化度、 中性糖含量及各种组分在主链上的分布都不同。果胶的大量抽提将产生出不同的酯化度以及随机或非随机不同的酯化模式的许多种类的果胶分子。在大量抽提过程中，过强的工艺条件也会导致一些果胶分子的脱酯和解聚。抽提的工艺条件通常应调整至果胶分子的最小解聚程度。通过调整不同的加工工艺条件，如PH、温度、抽提时间，来控制酯基水解度也是可行的。因此从柑橘和苹果原料制取酯化度在5078%的果胶是完全可能的。近来，已成功研究出一种分级分离工艺，可将果胶分子分离成结构类似的各种组分。在这种工艺中，植物原料的连续抽提是在PH不断降低的条件下完成的。该工艺充分利用了植物组织中不同果胶分子不同的溶解度及与金属离子如钙、镁等不同的整合能力。通过该工艺而获得的不同果胶组分在酯化度、分子量、半乳糖醛酸含量等方面有显著差别，因而具有不同的应用特性。不同组分果胶的性质和产量主要取决于不同的植物原料。2. 分离 / 纯化最初的抽提物是一种粘稠的液体，含 03 15%的溶出果胶。 抽提物中植物原料残余物可通过离心或过滤除去。由于柑橘果胶与钙反应非常活泼，即使是高酯化度的果胶亦是如此。 因此通常必须通过离子交换法除去抽提物中存在的钙离子。这样可以确保用户很容易地将成品果胶溶解使用。而在苹果果胶的生产中通常就不必采用离子交换步骤。抽提物经离子交换后，就可在蒸发罐中或用超滤法浓缩。大多数情况下，浓缩到含2%果胶被认为是极限浓度，因为它已经非常黏稠了。少量果胶就是以这种浓缩的抽提物形式出售的，并用二氧化硫保存。3. 离析目前， 大多数果胶都是通过酒精沉淀法从抽提物中离析得到的。用金属盐如铝盐沉淀在商业化生产中并不常见。沉淀操作是将甲醇、乙醇或异丙醇与果胶抽提物混合。因为果胶不溶于酒精，则在酒精中形成胶凝状沉淀物，而抽提物中大多数糖和酸形成的盐则与酒精一起去除。果胶沉淀物通常还要再经过多次洗涤，洗涤时所用的酒精浓度不断增加。酒精则通过蒸馏回收。沉淀物经过压榨、干燥和研磨后，就得到了纯净的粉末果胶。4. 标准化由于果胶是一种天然抽提物，所获得的粉末果胶在成胶能力、黏度、蛋白质稳定性等方面是不同的。因此，商品果胶需用糖或缓冲盐来进一步标准化，以保证用户获2得性能一致的产品。3