專利名稱：利用果膠酶制取柑橘皮低甲氧基果膠的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種制取低甲氧基果膠的方法，尤其涉及一種利用生物酶制劑制取柑橘 皮低甲氧基果膠的方法。
技術(shù)背景柑橘是世界第一大產(chǎn)量的水果、第三大國際貿(mào)易農(nóng)產(chǎn)品。2006年世界柑橘年產(chǎn)量己 達到L2億余噸，約占世界水果年產(chǎn)量的五分之一；其中我國柑橘產(chǎn)量超過1600萬噸， 居世界第二位，種植面積居世界第一位。柑橘無論是鮮食還是加工，皮是其主要副產(chǎn)物， 約占果實重的20% 40%，皮中的果膠含量達20% 30%，是商品化低甲氧基果膠的重 要原料。目前，國內(nèi)除少數(shù)人將柑橘果皮用于中藥或制取香精油及飼料外，大部分被直 接丟棄或填埋，不僅嚴重浪費了資源，更對環(huán)境造成了巨大危害。從柑橘皮中提取果膠 不僅具有很大的經(jīng)濟價值，而且對提高柑橘資源的綜合利用率，減少環(huán)境污染，保持我 國柑橘產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大而深遠的意義。目前，可以利用柑橘皮渣、蘋果渣、向日葵盤及西番蓮果皮等獲取低甲氧基果膠， 主要的制法有酸化乙醇法、堿化法、酰胺化法、微波法、微生物法(主要是黑曲霉)等。雖 然方法很多，但都不同程度的存在高耗能、高污染、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)周期長等缺 點。以酸、堿法為例，其還存在殘渣分離困難、設備易被腐蝕、能源消耗大、產(chǎn)生的大 量酸堿廢棄物容易對環(huán)境造成污染等缺陷；而酰胺化法的不足還表現(xiàn)在酰胺化作用會帶 進一些對人體有害的物質(zhì)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種柑橘皮低甲氧基果膠提 取率高、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、低能耗、低污染、膠凝度高且無需進行熱(酸)處理的利 用果膠酶制取柑橘皮低甲氧基果膠的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案。本發(fā)明利用果膠酶制取柑橘皮低甲氧基果膠的方法，其特征在于它是將柑橘干皮粉 碎成顆粒狀，經(jīng)吸水軟化、滅酶、冷凝回流，再離心處理，得柑橘皮粉，柑橘皮粉經(jīng)果 膠酶水解后離心分離得果膠提取液，果膠提取液經(jīng)脫色抽濾得果膠濾液，果膠濾液經(jīng)濃
鹽酸脫酯轉(zhuǎn)化及沉淀，再抽濾、洗滌、抽濾得到濾餅；將濾餅打散并干燥，得低甲氧基 果膠產(chǎn)品。本發(fā)明方法的具體步驟為1) 原料預處理將除去雜質(zhì)污物的柑橘干皮粉碎成2mm 3mm的顆粒，置于 65。C 75。C的去離子水中保持30min 35min使其吸水軟化，然后把顆粒狀的柑橘濕皮 瀝干浸入沸水中滅酶8min 10min，進一步將滅酶后的柑橘皮置于2 3倍于其質(zhì)量的體 積濃度為95n/。的乙醇溶液中冷凝回流20min 35min，再離心、甩干后得柑橘皮粉以備用；2) 酶水解提取柑橘皮粉和水按質(zhì)量比為1 : 1 1 : 3配比，然后添加柑橘干皮質(zhì) 量0.4% 0.6%的果膠酶，混合成均勻溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值為3.0 3.5,在溫度 為35。C 45'C的條件下浸泡2h 4h后，離心分離得果膠提取液；3) 脫色抽濾在果膠提取液中按60mL/L 80mL/L的添加量加入質(zhì)量分數(shù)為 25% 30%的雙氧水，調(diào)節(jié)pH值至9.0，經(jīng)30min 60min的脫色處理后進行抽濾，得 果膠濾液；4) 脫酯轉(zhuǎn)化及沉淀在果膠濾液中注入體積濃度為90%以上的乙醇溶液，使混合液 中乙醇的體積分數(shù)達到50% 60%，再加入乙醇一果膠混合溶液1.5%~3%體積的濃鹽 酸，然后將所得混合溶液靜置2h 3h，使高甲氧基果膠轉(zhuǎn)化成低甲氧基果膠；5) 抽濾、洗滌對所得乙醇一果膠混合溶液抽濾，打散濾餅并用體積濃度為 90% 95%的高濃度乙醇溶液洗滌，然后抽濾，再打散濾餅并用無水乙醇洗滌，抽濾得 濾餅；6) 干燥將所得濾餅打散，鋪成薄層，真空干燥至水分含量7%以下，得低甲氧基 果膠產(chǎn)品。所述pH值的調(diào)節(jié)選用濃度為0.05mol/L lmol/L氫氧化鈉溶液或0.05mol/L lmol/L 的鹽酸溶液。所述脫酯轉(zhuǎn)化及沉淀過程中的濃鹽酸為質(zhì)量濃度36% 38%的溶液。所述 脫酯轉(zhuǎn)化及沉淀過程中是以多股線狀方式向濾液中注入乙醇溶液。所述酶水解提取階段 的浸泡過程中每隔0.5h振蕩搖勻一次，離心分離時的轉(zhuǎn)速為2000r/min。經(jīng)本發(fā)明獲得的柑橘低甲氧基果膠成品為淡米黃色微小顆粒，味微酸而無異味；干 燥失重5.4% 6.7%，灰分3.3% 4.1%，鹽酸不溶物<1%， pH值4.6 4.9, 二氧化 硫<0.005%，總半乳糖醛酸〉70%，膠凝度(破碎壓力法)100。，甲氧基含量<7%，重金 屬質(zhì)量分數(shù)(以Pb計)〈15mg/kg，砷(以As計)〈2mg/kg，鉛〈5mg/kg，各項指標均符合 國家商品低甲氧基果膠的標準(見中華人民共和國輕工行業(yè)標準QB 2484—2000《食品添
加劑果膠》)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明對生產(chǎn)條件的要求低，適宜于工業(yè)化 大生產(chǎn)。另外，由于酶對底物具有高度的專一性和作用的高效性，本發(fā)明的生產(chǎn)過程歷 時短且提取效率高，成品質(zhì)量好，工藝程序操作簡單、便于控制。與酸化乙醇法相比， 本發(fā)明可大大簡化工藝流程和設備，并能提高生產(chǎn)效率；與堿化法相比，其優(yōu)點是工藝 易于控制，能更好地保持產(chǎn)品的膠凝度；與酰胺化法相比，不會導致因酰胺化作用帶進 一些對人體有害物質(zhì)的現(xiàn)象發(fā)生；與微波法相比，其優(yōu)點是耗能低、投資少、更適應于工業(yè)化大生產(chǎn)；與微生物法相比，其優(yōu)點是省去了菌株的長時間培養(yǎng)、發(fā)酵環(huán)節(jié)，使得 生產(chǎn)周期大幅縮短；同時，本發(fā)明也不會發(fā)生因大量酸、堿的使用而使環(huán)境遭受污染的 后果?？梢?，本發(fā)明具有良好的研究與應用前景，有望成為今后利用柑橘皮提取低甲氧 基果膠的主要方法。
具體實施方式
實施例1:通過以下方法來制取溫州蜜柑皮低甲氧基果膠1、 原料預處理將除去雜質(zhì)污物的1Kg溫州蜜柑干皮用粉碎機將其粉碎成 2mm 3mm的顆粒，置于70'C的去離子溫水中浸泡30min，以使其充分吸水軟化，然后 把溫州蜜柑濕皮瀝干浸入沸水中8min滅酶，將滅酶后的蜜柑皮置于2500mL體積濃度為 95。/。的乙醇溶液中冷凝回流25min，再離心、甩干后得蜜柑皮粉以備用；2、 酶水解提取在蜜柑皮粉中加入2000mL的水，然后添加4.5g果膠酶(天津市利 華酶制劑廠生產(chǎn))，攪拌均勻，在溫度為4(TC、pH值為3.5(pH值的調(diào)節(jié)選用濃度為lmol/L 的鹽酸溶液)的條件下浸泡3h后(每隔0.5h振蕩搖勻一次)，以2000r/min的轉(zhuǎn)速離心分離 得果膠提取液；3、 脫色抽濾在果膠提取液中按80mL/L的添加量加入質(zhì)量分數(shù)為25%的雙氧水， 調(diào)節(jié)pH值至9.0(pH值的調(diào)節(jié)選用濃度為lmol/L氫氧化鈉溶液)，經(jīng)60min的脫色處理 后進行抽濾，得果膠濾液。4、 脫酯轉(zhuǎn)化及沉淀在果膠濾液中以多股線狀注入體積濃度為95%的乙醇溶液，并 使濾液中乙醇的體積分數(shù)達到55%，再加入質(zhì)量濃度為36%的濃鹽酸，使得濃鹽酸、乙 醇、果膠濾液的體積之比為2:55:45，然后將所得混合液靜置3h;5、 抽濾、洗滌將所得乙醇一果膠混合液進行抽濾，打散濾餅并用高濃度(體積濃 度95%)的乙醇溶液洗滌，然后再抽濾，再打散濾餅并用無水乙醇洗滌，抽濾得濾餅； 6、干燥將所得濾餅打散，鋪成薄層，真空干燥至水分含量7%以下得產(chǎn)品低甲氧 基果膠。所得低甲氧基果膠成品為淡米黃色微小顆粒，味微酸而無異味；干燥失重6.1%，灰 分3.7%，鹽酸不溶物0.6%， pH值4.8， 二氧化硫<0.005%，總半乳糖醛酸73%，膠凝 度(破碎壓力法)100°，甲氧基含量5.4%，重金屬質(zhì)量分數(shù)(以Pb計)〈15mg/kg，砷(以As 計)〈2mg/kg,鉛〈5mg/kg。實施例2:通過以下方法步驟來制取江永柚皮低甲氧基果膠1、 原料預處理將除去雜質(zhì)污物的1Kg江永柚干皮用粉碎機粉碎成2mm 3mm的 顆粒，置于75'C的去離子溫水中浸泡35min，以使其充分吸水軟化，然后把江永柚濕皮 瀝干浸入沸水中10min進行滅酶，將滅酶后的江永柚皮置于3000mL95。/。(體積濃度)的乙 醇溶液中冷凝回流35min，再離心、甩干后得江永柚皮粉以備用；2、 酶水解提取在江永柚皮粉中加入3000mL的水，然后添加6.0g果膠酶(天津市 利華酶制劑廠生產(chǎn))，攪拌均勻，在溫度為40°C、 pH值為3.5(pH值的調(diào)節(jié)選用濃度為 lmol/L的鹽酸溶液)的條件下浸泡3h后(每隔0.5h振蕩搖勻一次)，以2000r/min的轉(zhuǎn)速離 心分離得果膠提取液；3、 脫色抽濾在果膠提取液中按60mL/L的添加量加入質(zhì)量分數(shù)為30c/。的雙氧水， 調(diào)節(jié)pH值至9.0(pH值的調(diào)節(jié)選用濃度為lmol/L氫氧化鈉溶液)，經(jīng)45min的脫色處理 后進行抽濾，得果膠濾液；4、 脫酯轉(zhuǎn)化及沉淀在果膠濾液中以多股線狀注入體積濃度為95%的乙醇溶液，并 使濾液中乙醇的體積分數(shù)達到60%，再加入一定量質(zhì)量濃度為36%的濃鹽酸，使得濃鹽 酸、乙醇、果膠濾液的體積之比為2 : 60 : 40，然后將所得混合液靜置3h;5、 抽濾、洗漆將所得乙醇一果膠混合液進行抽濾，打散濾餅并用體積濃度95%的 乙醇溶液洗滌，然后再抽濾，再打散濾餅并用無水乙醇洗滌，抽濾得濾餅；6、 干燥將所得濾餅打散，鋪成薄層，真空干燥至水分含量7%以下得產(chǎn)品低甲氧 基果膠；所得低甲氧基果膠成品為淡米黃色微小顆粒，味微酸而無異味；干燥失重6.4%，灰 分3.5%，鹽酸不溶物0.8%, pH值4.6， 二氧化硫<0.005%，總半乳糖醛酸77%，膠凝 度(破碎壓力法)100。，甲氧基含量5.1%，重金屬質(zhì)量分數(shù)(以Pb計)〈15mg/kg，砷(以As 計)〈2mg/kg，鉛〈5mg/kg。
權(quán)利要求
1、一種利用果膠酶制取柑橘皮低甲氧基果膠的方法，其特征在于它是將柑橘干皮粉碎成顆粒狀，經(jīng)吸水軟化、滅酶、冷凝回流，再離心處理，得柑橘皮粉，柑橘皮粉經(jīng)果膠酶水解后離心分離得果膠提取液，果膠提取液經(jīng)脫色抽濾得果膠濾液，果膠濾液經(jīng)濃鹽酸脫酯轉(zhuǎn)化及沉淀，再抽濾、洗滌、抽濾得到濾餅；將濾餅打散并干燥，得低甲氧基果膠產(chǎn)品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用果膠酶制取柑橘皮低甲氧基果膠的方法，其特征在于 其具體包括以下步驟1) 原料預處理將除去雜質(zhì)污物的柑橘干皮粉碎成2mm 3mm的顆粒，置于 65'C 75'C的去離子水中保持30min 35min使其吸水軟化，然后把顆粒狀的柑橘濕皮瀝 干浸入沸水中滅酶8min 10min，進一步將滅酶后的柑橘皮置于2 3倍于其質(zhì)量的體積 濃度為95。/。的乙醇溶液中冷凝回流20min 35min,再離心、甩干后得柑橘皮粉以備用；2) 酶水解提取柑橘皮粉和水按質(zhì)量比為1 : 1 1 : 3配比，然后添加柑橘干皮質(zhì) 量0.4% 0.6%的果膠酶，混合成均勻溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值為3.0 3.5，在溫度為 35 °C 45 °C的條件下浸泡2h 4h后，離心分離得果膠提取液；3) 脫色抽濾在果膠提取液中按60mL/L 80mL/L的添加量加入質(zhì)量分數(shù)為 25% 30%的雙氧水，調(diào)節(jié)pH值至9.0，經(jīng)30min 60min的脫色處理后進行抽濾，得 果膠濾液；4) 脫酯轉(zhuǎn)化及沉淀在果膠濾液中注入體積濃度為90%以上的乙醇溶液，使混合液 中乙醇的體積分數(shù)達到50% 60%，再加入乙醇一果膠混合溶液1.5% 3%體積的濃鹽 酸，然后將所得混合溶液靜置2h 3h;5) 抽濾、洗滌對所得乙醇一果膠混合溶液抽濾，打散濾餅并用體積濃度為 卯％ 95%的高濃度乙醇溶液洗滌，然后抽濾，再打散濾餅并用無水乙醇洗滌，抽濾得 濾餅；6) 干燥將所得濾餅打散，鋪成薄層，真空干燥至水分含量7%以下，得低甲氧基 果膠產(chǎn)品。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用果膠酶制取柑橘皮低甲氧基果膠的方法，其特征在于 所述pH值的調(diào)節(jié)選用濃度為0.05mol/L lmol/L氫氧化鈉溶液或0.05mol/L lmol/L的鹽酸溶液。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的利用果膠酶制取柑橘皮低甲氧基果膠的方法，其特征 在于所述脫酯轉(zhuǎn)化及沉淀過程中的濃鹽酸為質(zhì)量濃度36% 38%的溶液。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的利用果膠酶制取柑橘皮低甲氧基果膠的方法，其特征 在于所述脫酯轉(zhuǎn)化及沉淀過程中是以多股線狀方式向濾液中注入乙醇溶液。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的利用果膠酶制取柑橘皮低甲氧基果膠的方法，其特征 在于所述酶水解提取階段的浸泡過程中每隔0.5h振蕩搖勻一次，離心分離時的轉(zhuǎn)速為 2000r/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用果膠酶制取柑橘皮低甲氧基果膠的方法，它是將柑橘干皮粉碎成顆粒狀，經(jīng)吸水軟化、滅酶、冷凝回流，再離心、甩干處理，得柑橘皮粉，柑橘皮粉經(jīng)果膠酶水解后離心分離得果膠提取液，果膠提取液經(jīng)脫色抽濾得果膠濾液，果膠濾液經(jīng)濃鹽酸脫酯轉(zhuǎn)化及沉淀，再抽濾、洗滌、抽濾得到濾餅；將濾餅打散并干燥，得低甲氧基果膠產(chǎn)品。本發(fā)明方法制取柑橘皮低甲氧基果膠，提取率高，能耗低、污染低，提取操作簡單、生產(chǎn)效率高且產(chǎn)品質(zhì)量好。
文檔編號C12P19/00GK101153306SQ20071003584
公開日2008年4月2日 申請日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者付復華, 何建新, 楊 單, 群 張, 張菊華, 李志堅, 李高陽, 軻 肖, 蘇東林, 歡 譚, 川 高 申請人:湖南省農(nóng)產(chǎn)品加工研究所