果胶及其在食品加工中的应用.doc

目 录一、摘要2二、关键字2三、概述23.1果胶的概念23.2果胶的性状23.3 果胶的用途及价值3四、果胶的一般提取工艺34.1醇析法34.2盐沉淀法44.3离子交换法54.4微生物法6五、果胶在食品加工中的应用65.1果胶在糖果中的应用65.2果胶在乳制品中的应用75.3果胶在水果加工上的应用85.4果胶在焙烤制品中的应用85.5果胶在饮料中的应用9六、结束语9七、引用10 果胶及其在食品加工中的应用一、摘要 果胶作为一种从农副产品中提取出来的天然高聚物，具有优良的胶凝化和乳化作用，早已被广泛用于于食品工业、化妆品和医药等方面。我国生产果胶的资源丰富，需求量大，因此发展果胶生产是很有前途的。二、关键字： 果胶 食品加工 应用三、概述3.1果胶的概念 果胶是植物中的一种酸性多糖物质，它通常为白色至淡黄色粉末，稍带酸味，具有水溶性，工业上即可分离，其分子量约5万一30万，主要存在于植物的细胞壁和细胞内层，为内部细胞的支撑物质。 3.2果胶的性状 作为食品添加剂的果胶产品为白色到淡黄褐色粉末，稍有特异臭。溶于20倍的水成粘稠密状液体，对石蕊试纸呈酸性，不溶于乙醇及其他有机溶剂。按其结构中甲氧基含量的多少，分为高甲氧基甲胶和低甲氧基果胶两种。 3.3 果胶的用途及价值 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。 四、果胶的一般提取工艺 果胶的提取方法目前，提取果胶的工艺主要有四种：醇析法、离子交换法、盐沉淀法及微生物法。4.1醇析法 醇析法是一种最古老的工业果胶生产方法，其基本原理是将植物细胞中的非水溶性果胶在稀酸中转化成水溶性果胶。常用的酸有盐酸、六偏磷酸、草酸等。经酸萃取后得到很稀的果胶水溶液，将得到的果胶水溶液浓缩后，这种方法的工艺比较成熟，各种工艺条件比较容易控制，而且果胶产品不含杂质，颜色较好。其工艺流程如下：原料预处理酸提脱色浓缩沉析干燥成品。何立芳等研究发现在醇析法中，浸提温度、浸提时间、酸度及浸提剂用量都对提取率有较大的影响。温度过高,果胶易分解,果胶胶凝度很低,质量不好;温度过低,速度太慢,提取率低,故浸提过程温度一般控制在8090之间。酸度大,果胶提取率高,主要原因是果胶水解逐渐强烈之故。但酸度过大,果胶胶凝度会下降,故一般浸提液的值调节在1.52.5之间。随着浸提时间的提高,提取率和胶凝度有所提高,但浸提时间达到一定后,产品提取率增大变得很缓慢，且产品颜色加深,影响质量,从节能和生产效率的角度出发,时间控制在4560min为佳5。韦鑫等研究发现，果胶的提取率除了与浸提温度、浸提时间、酸度及浸提剂用量有关外，还与果胶酶和水质有关。未经过预处理的果胶由于果胶酶的存在，会分解果胶，从而影响果胶产量；自来水由于其中含有部分Ca2+、Mg2+离子，这些离子对果胶有一定的封闭作用，以致影响果胶产量5。黄秀山，高凤芹研究发现，用95的乙醇等体积沉淀效果好；用无水乙醇则会增加成本；用稀释后的乙醇萃取不完全，使得产品产量降低6。醇析法的主要缺点是整个工艺耗时较长，酒精用量多，酒精回收能耗较多。4.2盐沉淀法 盐沉淀法就是在酸抽提出果胶后，采用铁盐、铝盐或者铁铝混合盐来沉淀果胶，从而把果胶分离出来，再通过乙醇的清洗和干燥过程，得到果胶产品。其生产工艺如下：原料处理酸萃取过滤加盐沉淀过滤盐析后处理干燥果胶成品9。采用盐沉淀法沉淀出果胶，省去了稀酸浓缩工序，减少乙酸回收量，节省能耗，从而可以降低生产成本。目前的盐析法主要是铁盐法、铝盐法和铁铝混合盐法。若单独用铝盐沉淀果胶时，则果胶产率较低，沉淀颗粒较小,难以分离；若单独用高价铁盐沉淀果胶时，果胶产率较高,但果胶产品颜色较深，果胶质量不高。赵伟良曾提出用铁铝混合溶液沉淀果胶，能够形成果胶酸盐的絮状沉淀,得到的果胶产品色泽好,产率高10。当前盐析法的主要问题在于脱盐技术未能跟上，脱盐不彻底，因而造成果胶粘度下降，果胶凝胶度不高。4.3离子交换法 由于桔皮原料、酸及水中钙、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；同时也因为原料中杂质含量较高，从而影响酸提效果。所以在果胶提取时，采用酸水解同时结合离子交换树脂的方法。首先酸可使原果胶溶解，由于酸水解纤维素果胶多糖复合物，果皮中的钙、镁、钠等阳离子溶出，阳离子交换树脂通过吸附阳离子，从而加速原果胶的溶解，提高果胶的质量和产率；阴离子交换树脂可以吸附分子量为500以下的低分子物质，解除果胶的一些机械性牵绊，因而也可提高果胶的质量和产率11。西南农业大学食品学院在醇析法的基础上，在原料中按干皮重量加入5的732阳离子交换树脂或按浸提液重量加入0.30.4六偏磷酸钠，屏蔽钙、镁离子的影响，这样提高了果胶产率，使果胶色泽呈乳白色，还可以提高果胶凝胶度12。戴玉锦等人通过单因素试验和正交试验，确定离子交换法提取果胶的优化工艺条件为：732型阳离子交换树脂用量5 ，料液比1：20，浸提液酸度pH值1.5，浸提温度85 ，浸提时间2.5 h，并在此条件下果胶得率为22.5513。4.4微生物法 微生物法是利用原果胶酶能催化原果胶水解生成果胶这一性质，从而提取出果胶。该法除了果胶产品中含有较多的中性糖外，所得的果胶分子量较大，质量稳定，果胶提取完全，发酵液中果皮不需破碎，也不需进行热、酸处理，产品容易分离。该技术能有效地避免传统工艺生产果胶的不足。日本的Sakai等发现原果胶酶能够切断果胶与细胞壁间的连接，释放出果胶，他发明了利用酵母酶法生产果胶的工艺(工艺示意图如图2所示)，并申请了专利14。近年来，国内外许多专家也一直对微生物酶法提取果胶上进行研究，也取得了良好的效果。微生物酶法提取果胶也有一些缺点，由于我国对微生物酶法提取果胶还没有进行深入细致的研究，故而对这套工艺没有完全掌握。又由于该法对设备、工艺条件要求较为严格，因而生产成本较高。目前还没有该工艺产业化的报道。五、果胶在食品加工中的应用 果胶分果胶液、果胶粉和低甲氧基果胶三种。5.1果胶在糖果中的应用果胶在糖果制品中应用主要是提供弹性的组织，增加内在的天然水果风味，使组织平顺光亮具有引人的外观。在糖果制造上更欣赏果胶的良好溶解性和精确的凝固温度以及凝固时间，经标准化后的通用型果胶具有恒定的成胶行为，溶解速度快-遇热稳定，为连续化生产提供了诸多便利。 果胶在糖果领域还有很多潜在应用对象如薄的软果酱卷，甜点心顶花，巧克力夹心馅以及外涂色彩鲜艳吃着可口的高融点面包. 5.2果胶在乳制品中的应用 在乳制品中所用水果类产品多是由果胶制备的主要是因为果胶能提供良好的流变特性与质感，由于屈服值的变化，使制品粒子分散性更好特别是在发酵乳制品中使质体均匀不离析延长产品的货架寿命。在水果型酸乳酪中，果胶可使用水果酸乳酪质感更平滑，结构近似冰激凌，增强水量的果香味道。此外，还可帮助水果颗粒分散更均匀，具有细腻的外观在带有上下界面层的酸乳酪水果产品中果胶对于产品稳定性的提高很有帮助，界面清晰，色彩各异外观好看。在酸化乳饮料中，高甲氧基果胶的苹果及桔皮果胶就用的很多，主要在低pH及乳品加热过程中，果胶能保护蛋白质避免发生变性所造成的沉淀或分层现象，确保在储存过程中产品品质稳定不变。特殊的通用型果胶在酸乳酪、牛奶甜点心中能够与钙离子结合，改善产品品质，避免乳清蛋白分离，增加稳定性。对于一些牛奶水果甜点心产品也可用单一的通用型果胶来制备，首先将果胶、糖、缓冲液水果及水混合后加入等量的冷牛奶，效分钟后即可得到胶状牛奶水果点心。5.3果胶在水果加工上的应用 水果加工制得引人食欲之果酱及相关产品都归功于果胶的使用，可使胶质平滑，离水率低，表面有光泽，涂抹性俱佳，果糙分布均匀，切面清晰，富有天然性，有水果香味等。通用型苹果果胶是世界上使用最广泛的果胶，而桔皮果胶在使用上较为经济，在某些特殊产品中也可使用。在选择果胶时，会以各自配方参数来考虑适合的果胶种类，是用通用型还是混合型，最终带给产品不同特性；就果酱加工而言，因涉及到酱体的透明度，灌注性能及低温上凝胶的形成，因而使用种类的选择很重要，果酱是由水果或果汁、糖、酸及果胶制成，而果胶是用来帮助成凝胶的，含糖量超过6O%，pH约为30，则高甲氧基果胶的使用量建议为02-O4%，可制得一般之果酱。用低甲氧基果胶配合钙盐可生产低糖果酱。 5.4果胶在焙烤制品中的应用 通用型果胶在焙烤制品中使用是必不可少的，它对果酱在高温焙烤时阿热稳定性有重要作用，比如派司以及具有内馅的面饼。大规模生产夹馅饼，盛酱容器大，虽酱体稠厚，但能平稳流动，不存在计量难的问题充填时不受机械力的破坏不会造成负面影响。另一方面，果胶具有高的融点，在培烤时可以保持原有形状完整，不同融塌而影响外观此外，使用果胶于焙烤产品中时，具有明显的天然水果香味。蛋糕装饰或捏画或上光，使用果胶可防止字画变干使蛋糕和软饼具有湿润亮责的外观；有些产品用户对之有严格的要求或自个特殊的设计，可以使用标准化的强化型果胶。 5.5果胶在饮料中的应用果胶用于软饮料最适宜不过了，由于低卡路里，本身为天然原料更受消费者欢迎，在饮料中起增稠悬浮作用防止内溶物沉淀，口感滑流。低卡路里软饮料近年来十分流行，这种非醇饮料其中所含的砂糖部分或全部由单一甜昧剂或复合甜昧剂所取代，如此而来，原本由砂糖所提供的醇厚口感便消失了，使用速溶型果胶或通用型果胶可以弥补这一缺陷。 六、结束语 采用高新技术改造传统的果胶提取工艺可为果胶工业的发展提供一条新的途径。高新技术在果胶工业中的应用是科学发展与人类社会进步的需求。相信通过科技工作人员的共同努力，果胶加工的生产效率、工艺水平和产品质量与安全性都将得到进一步提高。有关资料显示，全世界果胶的年需求量近2万t，其中美国果胶需求量高达4500t。据有关专家预计，全世界果胶的需求量在相当长的时间内仍将以每年15%的速度增长。据不完全统计，我国每年约消耗果胶1500t以上，其中从国外进口的果胶约占80%，同世界平均水平相比，我国果胶需求量呈高速增长趋势。而我国的果胶生产尚处试验阶段，并且还未有从韧皮纤维原料的蒸煮废液中提取果胶的先例，故探索出先进的果胶提取工艺，以能从其废液中提取出果胶，具有重大的经济效益及社会效益。 七、引用 刘刚 果胶的制备及在食品中的应用 期刊论文 -吉林工程技术师范学院学报2008(1) 段红.曹稳根 果胶及其应用研究进展 期刊论文 -宿州学院学报2006(6) 李振华,陈燕