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果胶

线形多糖聚合物

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果胶是什么

果胶

果胶是一种广泛存在于植物中的多糖类高分子化合物,作为食品添加剂,以其优良的口感?#36884;?#26377;低糖、低热量的性能,?#20248;?#21103;产?#20998;?#25552;取果胶,具有很大的经济效益和社会效益。果胶主要存在于大豆、无花果、?#21462;?#26524;子、马铃薯、苹果、花生等植物的叶、皮、茎、果实之中,其中以柑橘皮最富有提取价值。果胶是人类7大营养素中可溶性膳食纤维的主要成分,具有良好的抗腹、抗癌、治疗糖尿病和减肥等多种作用。同因果胶具有良好的稳定性、增稠性和凝性,在食品工业中应用广泛,是医药和化妆品工业中不可缺少的辅料。

果胶基本?#38382;?/span>

?#24418;?#21517;称果胶英文名称pectin
外观白色或带黄色或浅灰色、浅棕色的粗粉?#26009;?#31881;分子式C5H10O5
分子量150.1299CAS9000-69-5
EINECS232-553-0质量规格标准GB25533-2010食品安全国家标准 食品添加剂果胶

果胶组成结构

?#24418;?#21517;称:果胶 英文名称:pectin英文别名:2,3,4,5-Tetrahydroxypentanal; 9000-69-5; pentoseCAS:9000-69-5EINECS:232-553-0分子式:C5H10O5分子量:150.1299

果胶是什么

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?#20943;?,其主要成分是部分甲酯化的α—1,4一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。

果胶的分子式:(C6H10O6 )n

果胶的作用--凝胶作用

果胶具有凝胶作用,果胶能形成具有弹性的凝胶,不同酯化度的果胶形成凝胶的机制是有差别的,高甲氧基果胶必须在低pH值和高糖浓度中才能形成凝胶,一般要求果胶含量<1%、蔗糖浓度58%~75%、pH2.8~3.5。因为在pH2.0~3.5时可?#26586;?#32679;基离解,使高度水合作用和带电的羧基转变为不带电荷的分子,从而使分子间的斥力减小,分子的水合作用降低,结果有利于分子间的结合和三维网络结构的形成。蔗糖浓度达到58%~75%后,由于糖争夺水分子,致使中性果胶分子溶剂化程度大大降低,有利于形成分子氢键和凝胶。

果胶的作用--增稠作用

果胶的黏度和使新鲜果汁具有口感的特性可应用于某些复合果汁产品以保?#20013;?#21387;榨果汁的口惑。

果胶的作用--稳定作用

如果加工过程的某一阶段可以达到凝胶状态,果胶的胶凝作用可以被应用作稳定多相体系的手段。胶凝提供的塑变值是获得乳液、悬浮液和泡沫永久稳定性所必不可少的。果胶在浓缩果汁饮料和多孔糖食产?#20998;?#20316;为稳定剂。果胶可用于制备可溶性固体约70% 的轻质(相对密度约为0.2)棉花糖。

果胶可应用于稳定直接酸化或发酵制成的酸奶制品。当pH降低到低于?#19994;?#30333;等电点的pH(约4.6)时,果胶同?#19994;?#30333;?#20174;?#38450;止凝聚。果胶体的保护作用可使消毒过的酸奶制品延长贮存期。

果胶性状

果胶为白色或带黄色或浅灰色、浅棕色的粗粉?#26009;?#31881;,几无臭,口感黏滑。溶于20倍水,形成乳白色粘稠状胶态溶液,呈弱酸性。耐热性强,几乎不溶于乙醇及其他有机溶剂。用乙醇、甘油、砂糖糖浆湿润,或与3倍以上的砂糖混合可提高溶解性。在酸性溶液中比在碱性溶液?#24418;?#23450;。

果胶的来源

果胶物质是植物细胞壁成?#31181;?#19968;,存在于相邻细胞壁间的胞间层中,起着将细胞粘在?#40644;?#30340;作用。不同的蔬菜,水果口感有区别,主要是由它们含有的果胶含量以及果胶分子的差异决定的。柑橘、柠檬、柚子等果皮?#24615;?#21547;30%果胶,是果胶的最丰富来源。按果胶的组成可有同质多糖和杂多糖两种类型?#21644;?#36136;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酸。天然果胶?#24615;?0%~60%的羧基被酯化,分子量为2万~4万。果胶的?#21046;?#20026;略带黄色的白色粉状物,溶于20份水中,形成粘稠的无味溶液,带负电 。果胶广泛用于食品工业,适量的果胶能使冰淇淋、果酱和果汁凝胶化。

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。柚果皮富含果胶,其含量达6%左右,是制取果胶的理想原料。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。从柚皮中可以制取果胶粉和低甲氧基果胶。

果胶的应用

根据我国《食品添加剂食用卫生标准》(GB2760-1996)中规定:果胶可按生产需要适量用于各类食品。果胶可用于果酱、果冻的制造;防止糕点硬化;改进干酪质量;制造果汁粉等。高脂果胶主要用于酸性的果酱、果冻、凝胶软糖、糖果馅心以及乳酸菌饮料等。低脂果胶主要用于一般的或低酸味的果酱、果冻、凝胶软糖以及冷?#31243;?#28857;,色拉调味酱,冰淇淋、酸奶等。

果胶的制作方法

果胶粉制作工艺流程是:原料→预处理→抽提→脱色→浓缩→干燥→成品

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?#23500;?#24615;。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?#26586;?#20445;持恒温60min。趁热过滤得果胶萃取液。待冷?#31895;?0℃,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?#28014;?#28982;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?#24615;?#36136;含量高,而影响胶凝度,故酸法提取?#24335;?#20302;,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。

直到2013年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。

果胶的质量指标

1、 感官要求:应符合表 1 的规定。

2、 理化指标:应符合表 2 的规定。

表1感官要求

项目 要求 检验方法
色泽 白色、淡黄色、浅灰色或浅棕色 取适量样?#20998;?#20110;清洁、干燥的白瓷盘中,在自然光线下,观察其色泽和外观
组织状态 粉末

表2理化指标
项目 指标 检验方法
干燥减量,w/%≤ 12 GB 5009.3 直接干燥法a
二氧化硫/(mg/kg) ≤ 50 GB/T 5009.34
酸不溶灰分,w/%≤ 1 附录A中A.3
总半乳糖醛酸,w/%≥ 65 附录A中A.4
酰胺化度(仅限酰胺化果胶),w/%≤ 25 附录A中A.4
铅(Pb)/(mg/kg) ≤ 5 GB 5009.12
(甲醇+乙醇+异丙醇)b,w/%≤ 1 附录;B
a干燥温度和时间分别为;105℃和;2h。b仅限于非乙醇加工的产品

(1) GB 25533-2010食品添加剂果胶

项目 指标
性状 白色、淡黄色、浅灰色或浅棕色粉末
干燥减量/%≤ 22
二氧化硫/(mg/kg) 2
酸不溶灰分/% 通过实验
总半乳糖醛酸/%≤ 1
酰胺化度(仅限酰胺化果胶)/%≤ 20
铅(Pb)/(mg/kg)≤ 5
(甲醇+乙醇+异丙醇)/%≤ 3

①干燥温度和时间分别为105℃和2h。

②仅限于非乙醇加工的产品。

(2) FAO/WHO,1992

项目 指标
干燥失重/% 12
砷(以As计)/% 0.002
重金属(以Pb计)/% 0.002
酸不溶性灰分/% 1
酰胺取代度(总羧基)/% 25
铅/% 0.001
总半乳糖醛酸/% 65
二氧化硫/% 0.005
甲醇、乙醇和异丙?#30002;?#37327;/% 1
含氮量/% 2.5
铜/% 0.005
锌/% 0.0025


果胶的合成方法

1、一般从柑橘皮、苹果皮、葡萄皮、蚕砂和甜菜渣等植物细胞中提取。果胶的提取有酸解法、酶解法和离子交换法,目前比较成熟的是酸解法。酸解法有两种工艺,这里以柑橘皮为原料予以?#24471;鰲?#37240;解铝盐沉淀法橘皮水解液经澄清后用1%的氨水调pH值至3.8,再加硫酸?#33391;?#20351;果胶沉析出来。分离后用乙醇洗涤3~4次以除去铝盐。最后调pH值至2.8,并甩干、干燥、粉碎得成品。酸解乙醇沉淀法先将柑橘皮破碎至2~3mm,用水浸泡40min并煮沸片刻,以杀灭果胶?#28014;?#27813;干水后的橘皮用10倍0.06mol/L的盐酸,在80℃下浸泡水解1.5h,水解液过滤、澄清后浓缩3%的浓?#21462;?#22312;80℃下加活性炭脱色10min,滤液中加入95%的乙醇,使乙醇浓度达到50%。此时,果胶沉析出来,经压滤、乙醇洗涤、真空干燥、粉碎得成品。如在室温下橘皮先用95%的乙醇浸泡24h提取色素,则水解液可不用活性炭脱色。另外,也可用柠檬酸或草酸代替盐酸。

2、主要采用抽提法。以苹果皮为原料,将其充分洗净,添加1.8倍果皮质量的热水,然后加入浓盐酸,在加热下萃取,通过压滤机过滤,最后在真空浓缩罐中浓缩。浓果胶液再加入乙醇、酒石酸,搅拌均匀,经沉淀、压干、洗涤、真空干燥、粉碎、过筛而得。另外也可在柑橘类果皮等其他含果胶的植物中提取。

果胶的允许使用品种、适用?#27573;?#20197;及最大使用量或残留

食品分类号 食品名称 最大使用量(g/kg) 备注
01.05.01 稀奶油 按生产需要适量使用
02.02.01.01 黄油和浓缩黄油 按生产需要适量使用
06.03.02.01 生湿面制品(如面条、饺子皮、馄饨皮、烧麦皮) 按生产需要适量使用
06.03.02.02 生干面制品 按生产需要适量使用
11.01.02 其他糖和糖浆[如红糖、赤砂糖、冰片糖、原糖、果糖(蔗糖来源)、糖蜜、部分转化糖、?#36866;?#31958;浆等] 按生产需要适量使用
12.09 香辛料类 按生产需要适量使用
14.02.01 果蔬汁(浆) 3 固体饮料按稀释倍数增加使用

低甲氧基果胶制作低甲氧基果胶的方法主要有碱法、酸法和酶法3种

低甲氧基果胶

1、碱法。把果胶浓缩液放入不锈?#27490;?#20013;,加氢氧化铵调ph至10.5,15℃下恒温保持3h。再加等体积的95%酒精和适量盐酸,使ph降至5左右。搅拌后静置1h,滤出沉淀果胶,榨干,再分别用50%和95%酒精各洗涤1次,压干后摊于烘盘上,在65℃真空干燥器中烘干,取去磨细、包装即得成品。产率大约为果胶量的90%。

2、酶法 。即用果胶脂酶脱脂提取低甲氧基果胶。广东省果树研究所蔡长河等(1996)成功地研制出采用酶法从柚皮中提取低脂果胶的工业化生产技术。与传统碱法和酸法相比,其具有工艺?#23376;?#25511;制、产品质量高、节省能耗和降低成本等优点,现对该法作一简单介绍,其工艺流程如下:

柚皮→粉碎→水洗→脱脂→提胶→压滤→沉析→压滤→除盐醇洗→压滤→干燥→粉碎→成品。

原料搅碎:将原料搅碎成3~5mm大小。

水洗:50℃清水浸泡30min,离心,再用清水漂洗2~3次,直?#26009;?#20986;液呈无色为止。

脱脂:加入适量碳酸钠以激活果皮内源pe酶,进行脱脂。工艺条件以温度50℃,时间1h,ph7.0,碳酸钠为7g/kg新鲜皮(25g/kg干皮)的组合为最佳。

提胶:加盐酸(调ph1.7~2.0)在95℃下提胶。

沉析:加入适量cacl2沉析果胶。

除盐醇洗:将盐酸、草酸按1:3的比例混合,在醇溶液中除盐,并经多次醇洗,

干燥和粉碎:在60℃下真空烘干,烘干后的果胶用粉碎机粉碎成果胶粉。该法果胶得率鲜柚皮为3.5%~4%,干柚皮为12%~15%,胶凝度100±5,脂化度小于50%,达到了美国fcc质量标准。

高酯速凝果胶

(1)技术指标

胶凝度:150?#21462;?度(US--SAG)

酯化度:65%-70%

半乳糖醛酸:>65%

外观?#22909;?#30333;色至淡黄色粉末

ph(1%水溶液)2.8±0.2%

水份<12%

灰份<3%

酸不溶性灰份:<0.5%

粒度:<60目

二氧化硫<5ppm

重金属<0.5ppm

(2)用途,用量参考

果酱、果子冻、果?#24120;?#36215;胶凝作用,成品细腻,富有弹性和韧性,增加香味,使口感幼滑爽口,用量参考:0.3%-0.6%。

棒冰、冰淇淋:起乳化稳定作用,成品口感细腻,滑爽。用量参考:0.1%-0.2%

酸奶,乳酸菌,果汁: 起稳定,增稠作用,可延长制品的保存期,具有天然水果风味,用量参考:0.1%-0.3%

焙烤食品:提高面团的?#38041;?#24615;,增强口感,延长保质期。用量参考?#22909;?#31881;量的0.3%-0.8%

(3)使用方法:

将果胶和3---4倍的细白糖拌匀,加入80℃的纯净水搅拌溶解,溶解浓度2.5%-4%,溶解好后按比例加入各种制?#20998;小?

低酯果胶

(1)技术指标:

胶凝度:100?#21462;?度(US-SAG法)

酯化度:25%-35%

半乳糖醛酸:>65%

外观:淡黄色粉末

PH(1%水溶液):2.8±0.2

水份<12%

灰份<5%

酸不溶性灰份<1%

粒度<60目

二氧化硫<5ppm

重金属<0.5ppm

(2)用途、用量参考

果酱、果?#24120;?#36215;胶凝作用,用于低糖度食品,低酯果胶制成的果?#24120;?#21487;健胃,增加食量,解除铅中毒,是儿童的保健食品。

参考用量0.3%-0.8%

粒粒橙及带果肉型饮料,起稳定作用,可解决粒粒橙及含果肉悬浮饮料的?#26893;悖?#31896;壁问题,使果肉均匀?#26893;?#22312;饮料中,且口感好。


高醋果胶(HMP)的基本性质

果胶类型 典型分类 典型胶凝温度?#27573;?℃ 典型甲氧基化度(DE) 一般应用
等级(USA-SAG) 胶凝时间/s pH(4%溶液)
超快凝HMP 80-85 家用果胶粉末或液态果胶
快凝HMP 150°±5° <70 3.4-4.2 85-95 72-75 高温(80℃以上)?#23380;?#26524;胶
中凝HMP 150°±5° 100-135 3.4-4.2 75-80 67-70 60-80℃?#23380;?#26524;胶
慢凝HMP 150°±5° 150-200 3.4-4.2 60-70 64-66 <60℃装大容器的果酱和果子冻
极慢凝HMP 150°±5° >200 3.4-4.2 60或更低 60-64 含76%-80%可溶物的果子冻

低酶果胶(LMP)的基本性质

果胶类型 甲氧基化度(DE) 酰胺化度(DA) 自由酸度(DFA) 典型分类 一般应用
等级(凝胶强度) pH(1%溶液)
酸性去酯LMP 35-40 55-60 3.5 加钙盐,低固体果酱
酰胺化LMP 30-35 18-22 45-50 100°±5° 4.1 低固体果酱和凝胶
酰胺化LMP 30-35 10月15日 50-60 100°±5° 4.5 凝胶水果/牛奶点心

制药果胶

(1)技术指标:

胶凝度:>97度(US-SAG法)

酯化度:52-58%

产品?#24471;鰨?#21322;乳糖醛酸>85%

外观:本品为白色至浅黄色的颗粒或粉末。

PH(1%)水溶液2.8±0.2

水份<8%

灰份<5%

酸不溶性灰份<1%

粒度<60目

二氧化硫<5ppm

重金属<5ppm

(2)用途、用量参考

用于果胶秘制药,并用于降血糖,血酯,解除铅中毒,解酒剂等保健品。

特种低酯果胶

(1)技术指标:

胶凝度:>100%(US-SAG法)

酯化度:<10%

半乳糖酸醛酸>80%

外观:淡黄色粉末

PH(1%)水溶液>4

水份<10%

灰份<5%

粒度<60目

重金属<5ppm

用于尿不湿,可保护婴幼儿皮肤,用于创口帖,可加速伤口愈合,用于化妆品,可防紫外线辐射。用于墨汁,?#37259;至?#30021;,稳定不沉淀。

果胶技术标准

GB25533—2010食品安全国家标准适用于以柚子、柠檬、柑橘、苹果等水果的果皮或果渣以及其他适当的可食用的植物为原料,经提取、精制而得的食品添加剂果胶。商品化的果胶产品可含有用于标准化目的的糖类和用于控制 pH 值的缓冲盐类。

果胶与其他胶体的复配性能

果胶与PGA、CMC、黄原胶、海藻酸铀、变性淀粉等均有良好的复配性。但不同类型或不同状态的产品, 应选用不同型号或不同特性的果胶。低醋果胶由于其钙敏性, 主要用于凝固性半固体状态的食?#20998;校?如凝固搅拌型酸乳、沙拉酱、果酱等产品, 可以和黄原胶、变性淀粉等复配, 效果良好。高醋果胶由于其高固形物状态下方可凝胶, 所以可以利用对蛋白的保护作用广泛用于饮料中, 以改善口感、增加蛋白饮料的稳定性等, 此时可与CMC、黄原胶等复配, 以保护蛋白质, 减少沉淀和水析状态, 增加酸性乳饮料的稳定性, 而且可以明显改善口感。

此外, 有研究发现, 海藻酸纳和高醋果胶具有良好的协同作用, 在不需要钙离子和庶糖条件下, 两种胶复配后只需要满足一定的pH即可形成热可逆凝胶。

果胶相关应用

由于时代科技的进步,面包已经不是单纯的由面粉、盐、酵母和水所混合制造。许多不同种类的烘焙原料也常被用来改良面包的性质。其中最常见的是一些属于脂肪甘油酯的乳化剂。而维生素C 或是其溴化物及钙盐也会被当成改良剂添加。近年来,有关烘焙原料的发展迅速,一些新的烘焙原料也逐渐的受到重视。酵素的使用在过去几年来就一直被重视,而具有特殊性质和用途的果胶类凝胶物质也被大量的应用在烘焙工业。

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