用酶解-超濾濃縮-噴霧乾燥工藝連續製備高純度果膠的方法

2023-06-01 02:53:06 1

專利名稱：用酶解-超濾濃縮-噴霧乾燥工藝連續製備高純度果膠的方法
技術領域：
本發明涉及食品加工廢料的深加工技術領域，具體涉及一種用酶解-超濾濃縮-噴霧乾燥工藝連續製備高純度果膠的方法。
背景技術：
果膠是一種多糖聚合物，廣泛存在於綠色陸生植物的細胞間質中，其主要成分是多聚D-半乳糖醛甲酯，由a_半乳糖醛酸中的C1和C4通過a-1，4糖苷鍵連接而形成的直鏈高分子鏈，相對分子質量約為5 30萬。果膠作為一種食品添加劑，作為增稠劑、膠凝劑、穩定劑、乳化劑廣泛應用於食品、醫藥、紡織和化妝品業等許多領域。我國水果的種植面積、產量均居世界第一，每年，水果加工中會產生大量的果皮、果渣等廢料，如果對這些水果加工廢棄物進行綜合加工，不僅可以使資源得到充分合理地利用，大大提高水果加工的綜合經濟效益，還可減少對環境的汙染。傳統的酸提取法是最常用的方法，其原理是利用稀酸將果皮細胞中的非水溶性原果膠轉化成可溶性果膠，然後通過乙醇或多價金屬鹽類，使果膠沉澱析出。酸提取法的缺點是提取過程中果膠分子易發生局部水解，降低了果膠的相對分子質量，影響果膠收率和質量；需要使用大量的無機酸進行提取，後處理的酸液對環境造成汙染；酸提取液粘度大，過濾較慢，通常配合硅藻土進行過濾，生產周期長，效率低；提取條件對提取效果影響較大，影響產品質量和產率。目前工業普遍使用乙醇沉澱析出果膠，大量的乙醇需求量也對環境造成了汙染，需配套組件有機溶劑回收蒸餾再利用系統來降低成本。

發明內容
為了克服現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種用酶解-超濾濃縮-噴霧乾燥工藝連續製備高純度果膠的方法，以避免使用無機酸和減少乙醇在果膠提取過程中的使用，減少對環境的汙染，提高果膠的產率和品質。為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為
一種用酶解-超濾濃縮-噴霧乾燥工藝連續製備高純度果膠的方法，其特殊之處在於 所述用酶解-超濾濃縮-噴霧乾燥工藝連續製備高純度果膠的工藝步驟如下
(1)原料預處理無異味無發酵的蘋果渣或蘋果皮，用50°c -90°c溫水浸泡洗滌5分鐘，去除可溶性雜質和糖分。將蘋果渣或蘋果皮在80°C烘箱中乾燥去除水分，粉碎至80目。(2)酶法提取在磨成粉的蘋果渣或蘋果皮與體積比為1 :4的緩衝溶液混合，加入酶製劑，緩慢攪拌，55°C -60°C溫度下恆溫反應，保溫3飛小時。(3)過濾提取結束後，果膠提取液經有4000轉/min，離心分離15min，分離得到
果膠原液。(4)樹脂脫色調解果膠原液的PH值，果膠原液在大孔吸附樹脂中靜態吸附，脫去顏色，脫色率在80%以上；(5)超濾濃縮脫色的果膠原液利用超濾法濃縮，果膠液濃縮至Γ5%；
(6)乾燥濃縮過濾後的果膠原液通過噴霧乾燥得到粉末狀果膠。上述步驟(2)的酶法提取果膠的工藝中，酶製劑採用纖維素酶、半纖維素酶、 糖苷酶及其混合酶系，其添加量以幹渣為依據，30(T500ppm，pH值調至5. 4，酶解溫度為 55飛0°C，酶法水解時間為3、h。且提取工藝中不包含醇或鹽沉澱。上述步驟的酶法提取果膠的樹脂脫色工藝中，其特徵在於提取工藝中使用大孔吸附樹脂對果膠原液進行脫色，並可用70%乙醇進行洗脫再生。大孔吸附樹脂的乙醇洗脫液進行蒸餾後可循環使用，回收後可用於黃酮提取。上述步驟(5)的酶法提取果膠的超濾濃縮工藝中，其特徵在於採用膜濃縮技術可連續循環地濃縮果膠溶液，生產中採取多臺並聯的方式組合。上述步驟(6)的酶法提取果膠的乾燥工藝中，其特徵在於乾燥採用噴霧乾燥的方法，可將果膠原液直接乾燥成粉末，色澤自然，溶解性好。與現有技術相比，本發明的優點是
1、環保不使用無機酸，不使用醇沉澱，因此廢液易處理，無汙染；同時本發明只添加的緩衝溶液和酶製劑，不添加其他任何酸鹼催化劑，因而作為食品添加劑來說，更加安全可罪。2、工藝簡單，操作簡便，省略了果膠沉澱步驟，流程短，生產成本低，易於工業化生產。3、能耗低有別於傳統的濃縮方法，使用超濾法，效果好，生產用地面積小，生產費用低。4、品質高傳統乾燥常用常溫乾燥、真空乾燥和冷凍乾燥。常溫乾燥產品色澤較深，產品溶解性差。真空乾燥和冷凍乾燥處理量小，耗時耗能，生產成本高。本發明利用噴霧乾燥直接得到粉末，省去了沉澱步驟，配合大孔吸附樹脂徹底除雜，產品質量更高。
具體實施例方式
下面的結合具體實施例，對本發明做進一步的描述。實施案例1
一種蘋果渣中果膠的提取工藝，依次包括如下步驟
(1)原料預處理取新鮮蘋果渣，用90°C純淨水浸泡5min，將果膠酶滅活，溫水洗滌3次，去除糖分，然後將蘋果渣在80°C烘箱中乾燥去除水分，粉碎至80目。(2)提取稱取15. OOg蘋果溼渣，加入100 mL檸檬酸-檸檬酸鈉緩衝溶液(pH=5. 4)，加入纖維素酶(Validaserp TRL) 300ppm、半纖維素酶(RAPIDASErp PINEAPPLE) 300ppm 和糖苷酶(AMIGASErp MEGA L) 400ppm 的混合酶系，60°C反應 3h ；
(3)離心分離果膠提取液經有4000轉/min，離心分離15min，得到果膠原液；
(4)脫色調解果膠原液的pH值，使用大孔吸附樹脂在室溫下進行靜態吸附；
(5)超濾濃縮脫色後的果膠原液用超濾膜進行濃縮過濾，徹底除雜，果膠原液濃縮質
5% ；
(6)乾燥濃縮除雜的果膠原液用實驗型高速離心噴霧乾燥機進行乾燥。本發明實例最終結果為果膠得率為15. 0%。實施例2:一種蘋果皮中果膠的提取工藝，依次包括如下步驟
(1)原料預處理取新鮮蘋果皮，用50°C純淨水浸泡5min，將果膠酶滅活，溫水洗滌3 次，去除糖分，在80°C烘箱中乾燥去除水分，乾果皮粉碎至80目；
(2)提取稱取10.OOg蘋果皮溼渣，加入100 mL檸檬酸-檸檬酸鈉緩衝溶液(pH=5. 4)， 加入纖維素酶(Validaserp TRL) 300ppm、半纖維素酶(RAPIDASErp PINEAPPLE) 300ppm 的混合酶系，55 °C反應證；
(3)離心分離果膠提取液經有4000轉/min，離心分離15min，得到果膠原液；
(4)脫色調解果膠原液的PH值，使用大孔吸附樹脂在室溫下進行靜態吸附；
(5)超濾濃縮脫色後的果膠原液用超濾膜進行濃縮過濾，徹底除雜，果膠原液濃縮質
5% ；
(6)乾燥濃縮除雜的果膠原液用實驗型高速離心噴霧乾燥機進行乾燥。本發明實例最終結果為果膠得率為19. 4%。實施例3
一種蘋果皮中果膠的提取工藝，依次包括如下步驟
(1)原料預處理取新鮮蘋果皮，用70°C純淨水浸泡5min，將果膠酶滅活，溫水洗滌3 次，去除糖分，在80°C烘箱中乾燥去除水分，乾果皮粉碎至80目；
(2)提取稱取10.OOg蘋果皮溼渣，加入100 mL檸檬酸一檸檬酸鈉緩衝溶液 (pH=5. 4)，加入纖維素酶(Validase TRL) 300ppm，55°C反應 3h ；
(3)離心分離果膠提取液經有4000轉/min，離心分離15min，得到果膠原液；
(4)脫色調解果膠原液的PH值，使用大孔吸附樹脂在室溫下進行靜態吸附；
(5)超濾濃縮脫色後的果膠原液用超濾膜進行濃縮過濾，徹底除雜，果膠原液濃縮質
5% ；
(6)乾燥濃縮除雜的果膠原液用實驗型高速離心噴霧乾燥機進行乾燥。本發明實例最終結果為果膠得率為10. 5%。
權利要求
1.一種利用蘋果渣或蘋果皮提取果膠的工藝，以蘋果渣或蘋果皮為原料，經過洗滌、乾燥、粉碎、酶解、過濾、脫色、濃縮、乾燥製得果膠，具體包括如下工藝步驟(1)原料預處理無異味無發酵的蘋果渣或蘋果皮，用50°c-90°c溫水浸泡洗滌，去除可溶性雜質和糖分，將蘋果渣或蘋果皮在80°C烘箱中乾燥去除水分，粉碎至80目；(2)酶法提取在磨成粉的蘋果渣或蘋果皮與體積比為1:4的緩衝溶液混合，加入酶製劑，緩慢攪拌，恆溫反應；(3)過濾提取結束後，經過粗濾和精濾分離得到果膠原液；(4)樹脂脫色調節果膠原液的PH值，果膠原液在大孔吸附樹脂中靜態吸附，脫去顏色，脫色率在80%以上；(5)超濾濃縮脫色的果膠原液利用超濾法濃縮，果膠液濃縮至4 5。/。；(6)乾燥濃縮過濾後的果膠原液通過噴霧乾燥得到粉末狀果膠。
2.根據權利要求1所述的一種利用蘋果渣或蘋果皮製取果膠的工藝，其特徵在於在酶法提取果膠的工藝中，酶製劑採用纖維素酶、半纖維素酶、糖苷酶及其混合酶系，其添加量以幹渣為依據，30(T500ppm，pH值調至5. 4，酶解溫度為55 60°C，酶法水解時間為3飛h。
3.根據權利要求1或2所述的一種利用蘋果渣或蘋果皮製取果膠的工藝，其特徵在於 提取工藝中使用大孔吸附樹脂對果膠原液進行脫色。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種利用蘋果渣或蘋果皮製取果膠的工藝，其特徵在於採用膜濃縮技術可連續循環地濃縮果膠溶液，生產中採取多臺並聯的方式組合。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的一種利用蘋果渣或蘋果皮製取果膠的工藝，其特徵在於乾燥採用噴霧乾燥的方法，將果膠原液直接乾燥成粉末。
全文摘要
本發明涉及一種用酶解-超濾濃縮-噴霧乾燥工藝連續製備高純度果膠的方法。現有的工業傳統提取方法存在著酸和醇對環境汙染，濃縮乾燥能耗大，果膠產率低、質量不穩定等問題。本發明公開的提取工藝包括以下步驟，原料預處理、酶法提取、過濾、樹脂脫色、超濾濃縮和噴霧乾燥。所述工藝步驟少周期短，可連續進出料放大生產。本發明方法不涉及酸和醇的使用，作為食品添加劑、化妝品、醫藥原料來說，更加安全可靠。
文檔編號C08B37/06GK102161713SQ201110071940
公開日2011年8月24日 申請日期2011年3月24日 優先權日2011年3月24日
發明者何曙光, 趙越, 黃龍 申請人:銅川市耀州愛普樂生物科技有限公司