我国果胶发展的现状

我国果胶发展的现状

果胶的主要成分

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。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a(l,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。

果胶的结构组成

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。

果胶的作用

植物中果胶的作用:植物细胞壁中的果胶粘连细胞壁的各个亚层、粘连细胞壁外侧,将不同细胞的细胞壁连接起来。

果胶的膳食作用:果胶属于可溶性膳食纤维,也是营养素。其作用很多,如: 具有维持胃肠道的正常结构与功能。如果膳食中缺乏膳食纤维,则可引起胃肠道结构损害和功能障碍,使得某些疾病,如溃疡性结肠炎等发病的危险性增加。 还可防治便秘,食物中膳食纤维在肠道内吸收水分而充分膨胀,并促进肠壁的有效蠕动,使肠内容物迅速通过肠道而排出体外。防治大肠癌,膳食纤维可使致癌物与肠壁接触的机会减少,并促使其迅速排出体外。 果胶在各大行业的作用:由于果胶具有良好的凝胶、增稠、稳定等特性被广泛用于食品工业。(1)作为胶凝剂,用于果酱、果冻、软糖等制作;(2)作为稳定剂,用于果胶巧克力饮料和酸性乳饮料的制作;(3)作为脂肪仿制品,即利用果胶低热量的性能,用各种不同酯化度的低酯果胶制成一种脂肪仿制品(又称代脂剂)闷;(4)作为品质改良剂,即利用果胶良好的酸稳定性及清爽利口的13感,来改进色拉酱的特性等圆。因果胶还具有良好的抗腹泻、抗癌、减肥、降低血糖和胆同醇的作用,所以在医药工业上通常用其制造止血剂、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、作为金属中毒时的解药及治疗糖尿病和心血管硬化等。此外,果胶还被作为一种辅料用于化妆品、纺织及冶金

化工行业中去。

果胶在面包烘焙技术上的应用更为广泛,在面包烘焙过程中加入果胶,可以有效的增加面包的体积,而且因为对于水分的吸附力强,亦能增加面团的量。对于面团的鲜度、软硬度和安定性都有明显的帮助。含有果胶的面团便能有效的提供面团必需的延展效果,也因此能提高面包的最后烘焙体积,以汉堡面包为例,果胶能够在维持现有面包体积的条件下减少30%面粉的使用量。果胶还能够有效的延长面包的架售时间,添加乳化剂和高甲氧基果胶的面包在储藏6-7 天之后,才会达到对照组的硬度,也就是说,果胶能够比对照组延长5 天的架售时间。而添加果胶的面包的另外一个优点是,在正常的架售时间内(烘焙后2 -3 天),面包的软硬度较其它的对照组都来得软。软硬度只是面包架售时间长短的指标之一,另外一个指标是面包的新鲜度,这包括了面包的体积、软硬度、弹性和口感。

果胶一般的制作方法

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。

目前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。

我国果胶生产存在的问题以及原因

果胶在全世界范围内只有美国、德国、丹麦、瑞士四国的5企业掌握生产技术。据报道,全世界果胶的年需求量近4.5万t,目前我国每年约消耗果胶1 500 t以上,其中80%从国外进口。果胶作为食品添加剂,其需求量在相当长的时间内仍将以每年15%的速度增长。因进口果胶的价格是国产果胶价格的1—2倍,所以生产中迫切需要低价、高质量的国产果胶,增加果胶产量、改善果胶质量是我国果胶产业发展的核心所在,充分利用我国丰富的果胶资源,生产出优质果胶,满足国内市场需求,符合我国食品添加剂行业的发展方向。

近年来,果胶在食品、化工、医药等领域内被广泛应用。目前我国果胶生产现状为:生产企业为数不多,生产规模小,生产技术工艺相对落后,优质产品少,生产技术工艺中仍有部分问题尚未解决。相对于国外,中国果胶的研究开发很晚,生产技术不成熟,现在的很多技术都是在借鉴国外生产工艺的基础上产生的,同时在生产上,近几年才刚刚形成生产规模,再加上技术的低等,其生产的产品主要在国内市场销售。

目前,一些低端产品仍然在使用CMC,绝大部分酸乳制品所使用的增稠稳定剂多以CMC 与其复配物为主,与国外乳品质量及营养水平相比差距甚大,因此增加果胶在乳品中的应用,提高乳品档次,开发更好更富营养的乳品新品成为当前的主要趋势。

个人对于国内果胶未来发展的展望

据数据显示,2005年,全国水果总需求量达到7400万吨,人均需求量为55.72公斤。2010年,中国水果总需求量达到8000万吨,人均需求量相应达到57.31公斤。由此可见我国水果需求量正在逐年攀升,这就说明,我们在消耗大量水果的同时也在浪费了大量的果皮,要是这些果皮都用于生产果胶,那么我国的果胶完全不需要从国外进口。但是因为国内的果胶生产技术不过关,导致果胶生产成本增加,无利可图。据国内外目前果胶的生产加工趋势,研究重点拟应放在盐析法、离子交换法、超滤浓缩、微生物法上,尽快研究开发出合理的生产工艺,充分利用我国丰富的果胶资源,实现其合理开发利用,必将产生积极的经济效益。

我国果胶发展的现状

果胶的主要成分

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。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a(l,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。

果胶的结构组成

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。

果胶的作用

植物中果胶的作用:植物细胞壁中的果胶粘连细胞壁的各个亚层、粘连细胞壁外侧,将不同细胞的细胞壁连接起来。

果胶的膳食作用:果胶属于可溶性膳食纤维,也是营养素。其作用很多,如: 具有维持胃肠道的正常结构与功能。如果膳食中缺乏膳食纤维,则可引起胃肠道结构损害和功能障碍,使得某些疾病,如溃疡性结肠炎等发病的危险性增加。 还可防治便秘,食物中膳食纤维在肠道内吸收水分而充分膨胀,并促进肠壁的有效蠕动,使肠内容物迅速通过肠道而排出体外。防治大肠癌,膳食纤维可使致癌物与肠壁接触的机会减少,并促使其迅速排出体外。 果胶在各大行业的作用:由于果胶具有良好的凝胶、增稠、稳定等特性被广泛用于食品工业。(1)作为胶凝剂,用于果酱、果冻、软糖等制作;(2)作为稳定剂,用于果胶巧克力饮料和酸性乳饮料的制作;(3)作为脂肪仿制品,即利用果胶低热量的性能,用各种不同酯化度的低酯果胶制成一种脂肪仿制品(又称代脂剂)闷;(4)作为品质改良剂,即利用果胶良好的酸稳定性及清爽利口的13感,来改进色拉酱的特性等圆。因果胶还具有良好的抗腹泻、抗癌、减肥、降低血糖和胆同醇的作用,所以在医药工业上通常用其制造止血剂、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、作为金属中毒时的解药及治疗糖尿病和心血管硬化等。此外,果胶还被作为一种辅料用于化妆品、纺织及冶金

化工行业中去。

果胶在面包烘焙技术上的应用更为广泛,在面包烘焙过程中加入果胶,可以有效的增加面包的体积,而且因为对于水分的吸附力强,亦能增加面团的量。对于面团的鲜度、软硬度和安定性都有明显的帮助。含有果胶的面团便能有效的提供面团必需的延展效果,也因此能提高面包的最后烘焙体积,以汉堡面包为例,果胶能够在维持现有面包体积的条件下减少30%面粉的使用量。果胶还能够有效的延长面包的架售时间,添加乳化剂和高甲氧基果胶的面包在储藏6-7 天之后,才会达到对照组的硬度,也就是说,果胶能够比对照组延长5 天的架售时间。而添加果胶的面包的另外一个优点是,在正常的架售时间内(烘焙后2 -3 天),面包的软硬度较其它的对照组都来得软。软硬度只是面包架售时间长短的指标之一,另外一个指标是面包的新鲜度,这包括了面包的体积、软硬度、弹性和口感。

果胶一般的制作方法

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。

目前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。

我国果胶生产存在的问题以及原因

果胶在全世界范围内只有美国、德国、丹麦、瑞士四国的5企业掌握生产技术。据报道,全世界果胶的年需求量近4.5万t,目前我国每年约消耗果胶1 500 t以上,其中80%从国外进口。果胶作为食品添加剂,其需求量在相当长的时间内仍将以每年15%的速度增长。因进口果胶的价格是国产果胶价格的1—2倍,所以生产中迫切需要低价、高质量的国产果胶,增加果胶产量、改善果胶质量是我国果胶产业发展的核心所在,充分利用我国丰富的果胶资源,生产出优质果胶,满足国内市场需求,符合我国食品添加剂行业的发展方向。

近年来,果胶在食品、化工、医药等领域内被广泛应用。目前我国果胶生产现状为:生产企业为数不多,生产规模小,生产技术工艺相对落后,优质产品少,生产技术工艺中仍有部分问题尚未解决。相对于国外,中国果胶的研究开发很晚,生产技术不成熟,现在的很多技术都是在借鉴国外生产工艺的基础上产生的,同时在生产上,近几年才刚刚形成生产规模,再加上技术的低等,其生产的产品主要在国内市场销售。

目前,一些低端产品仍然在使用CMC,绝大部分酸乳制品所使用的增稠稳定剂多以CMC 与其复配物为主,与国外乳品质量及营养水平相比差距甚大,因此增加果胶在乳品中的应用,提高乳品档次,开发更好更富营养的乳品新品成为当前的主要趋势。

个人对于国内果胶未来发展的展望

据数据显示,2005年,全国水果总需求量达到7400万吨,人均需求量为55.72公斤。2010年,中国水果总需求量达到8000万吨,人均需求量相应达到57.31公斤。由此可见我国水果需求量正在逐年攀升,这就说明,我们在消耗大量水果的同时也在浪费了大量的果皮,要是这些果皮都用于生产果胶,那么我国的果胶完全不需要从国外进口。但是因为国内的果胶生产技术不过关,导致果胶生产成本增加,无利可图。据国内外目前果胶的生产加工趋势,研究重点拟应放在盐析法、离子交换法、超滤浓缩、微生物法上,尽快研究开发出合理的生产工艺,充分利用我国丰富的果胶资源,实现其合理开发利用,必将产生积极的经济效益。


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