果膠是一種天然高分子化合物，具有良好的膠凝化和乳化穩(wěn)定作用，已廣泛用于食品、醫(yī)藥、日化及紡織行業(yè)。柚果皮富含果膠，其含量達(dá)6%左右，是制取果膠的理想原料。果膠分果膠液、果膠粉和低甲氧基果膠三種，其中尤以果膠粉的應(yīng)用最為普遍�，F(xiàn)介紹從柚皮中制取果膠粉和低甲氧基果膠的加工技術(shù)。
(一)果膠粉 制作工藝流程是：原料→預(yù)處理→抽提→脫色→濃縮→干燥→成品。
1．原料及其處理 鮮果皮或干燥保存的柚皮均可作為原料。鮮果皮應(yīng)及時(shí)處理，以免原料中產(chǎn)生果膠酶類水解作用，使果膠產(chǎn)量或膠凝度下降。先將果皮攪碎至粒徑2～3mm，置于蒸汽或沸水中處理5～8min，以鈍化果膠酶活性。殺酶后的原料再在水中清泡30min，并加熱到90℃5min，壓去汁液，用清水漂洗數(shù)次，盡可能除去苦味、色素及可溶性雜質(zhì)。榨出的汁液可供回收柚苷。干皮溫水浸泡復(fù)水后，采取以上同樣處理備用。
2．抽提 通常用酸法提取。將處理過的柚皮倒入夾層鍋中，加4倍水，并用工業(yè)鹽酸調(diào)ph至1．5～2．0，加熱到95℃，在不斷攪拌中保持恒溫60min。趁熱過濾得果膠萃取液。待冷卻至50℃，加入1%～2%淀粉酶以分解其中的淀粉，酶作用終了時(shí)，再加熱至80℃殺酶。然后加0．5%～2%活性炭，在80℃下攪拌20min，過濾得脫色濾液。
因柚皮中鈣、鎂等離子含量較高，這些離子對(duì)果膠有封閉作用，影響果膠轉(zhuǎn)化為水溶性果膠，同時(shí)也因皮中雜質(zhì)含量高，而影響膠凝度，故酸法提取率較低，質(zhì)量較差。為解決以上問題，西南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院(1995)對(duì)酸法提取作了改進(jìn)，即在酸法基礎(chǔ)上，按干皮重量加入5%的732陽(yáng)離子交換樹脂或按浸提液重量加入0．3%～0．4%六偏磷酸鈉，前者果膠得率可提高7．2%～8．56%，膠凝度提高30%以上，而后者得率提高25．35%～ 35．2%，其膠凝度可達(dá)180±3。
3．濃縮 采用真空濃縮法，在55～60c的條件下，將提取液的果膠含量提高到4%～6．5%后進(jìn)行后續(xù)工序處理。近來作者和國(guó)內(nèi)其他單位研究表明，超濾可用于果膠液濃縮，如用切割分子量為50 000u的管式聚丙烯腈膜超濾器，在溫度45℃、ph3．0、壓力0．2mpa條件下進(jìn)行超濾濃縮，可將果膠濃度濃縮至4．21%，而其雜質(zhì)含量和經(jīng)常性生產(chǎn)費(fèi)用分別僅為真空濃縮的1／5和1／2～1／3。
4．干燥 常用方法為沉淀干燥法，即用95%酒精或鋁、銅等金屬鹽類使果膠沉淀。以酒精沉淀法制取的果膠質(zhì)量最佳。其方法是：在果膠濃縮液中加入重量1．5%的工業(yè)鹽酸，攪勻，再徐徐加入等量的95%酒精，邊加邊攪拌，使果膠沉淀析出。再用80%的酒精洗滌，除去醇溶性雜質(zhì)。然后用95%酸性酒精洗滌2次，用螺旋壓榨機(jī)榨干后，將果膠沉淀送入真空干燥機(jī)在60℃下干燥至含水量10%以下，把果膠研細(xì)，密封包裝即成果膠粉成品。用金屬鹽類沉淀果膠，其雜質(zhì)含量較高，現(xiàn)較少采用。
目前國(guó)外果膠干燥大多采用噴霧干燥，即用壓力式噴霧干燥，將濃縮液在進(jìn)料溫度150～160℃，出料溫度220～230℃的條件下干燥，連續(xù)化操作中可不斷得到粉末狀產(chǎn)品。西南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院用超濾濃縮液進(jìn)行噴霧干燥試驗(yàn)，結(jié)果表明該法是完全可行的，果膠質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
(二)低甲氧基果膠 制作低甲氧基果膠的方法主要有堿法、酸法和酶法3種。現(xiàn)介紹堿法和酶法兩種。
1．堿法 把果膠濃縮液放入不銹鋼鍋中，加氫氧化銨調(diào)ph至10．5，15℃下恒溫保持3h。再加等體積的95%酒精和適量鹽酸，使ph降至5左右。攪拌后靜置1h，濾出沉淀果膠，榨干，再分別用50%和95%酒精各洗滌1次，壓干后攤于烘盤上，在65℃真空干燥器中烘干，取去磨細(xì)、包裝即得成品。產(chǎn)率大約為果膠量的90%。
2．酶法 即用果膠脂酶脫脂提取低甲氧基果膠。廣東省果樹研究所蔡長(zhǎng)河等(1996)成功地研制出采用酶法從柚皮中提取低脂果膠的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。與傳統(tǒng)堿法和酸法相比，其具有工藝易于控制、產(chǎn)品質(zhì)量高、節(jié)省能耗和降低成本等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)該法作一簡(jiǎn)單介紹，其工藝流程如下：
柚皮→粉碎→水洗→脫脂→提膠→壓濾→沉析→壓濾→除鹽醇洗→壓濾→干燥→粉碎→成品。
原料攪碎：將原料攪碎成3～5mm大小。
水洗：50℃清水浸泡30min，離心，再用清水漂洗2～3次，直至洗出液呈無色為止。
脫脂：加入適量碳酸鈉以激活果皮內(nèi)源pe酶，進(jìn)行脫脂。工藝條件以溫度50℃，時(shí)間1h，ph7．0，碳酸鈉為7g／kg新鮮皮(25g／kg干皮)的組合為最佳。
提膠：加鹽酸(調(diào)ph1．7～2．0)在95℃下提膠。
沉析：加入適量cacl2沉析果膠。
除鹽醇洗：將鹽酸、草酸按1：3的比例混合，在醇溶液中除鹽，并經(jīng)多次醇洗，
干燥和粉碎：在60℃下真空烘干，烘干后的果膠用粉碎機(jī)粉碎成果膠粉。該法果膠得率鮮柚皮為3．5%～4%，干柚皮為12%～15%，膠凝度100±5，脂化度小于50%，達(dá)到了美國(guó)fcc質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
(一)果膠粉 制作工藝流程是：原料→預(yù)處理→抽提→脫色→濃縮→干燥→成品。
1．原料及其處理 鮮果皮或干燥保存的柚皮均可作為原料。鮮果皮應(yīng)及時(shí)處理，以免原料中產(chǎn)生果膠酶類水解作用，使果膠產(chǎn)量或膠凝度下降。先將果皮攪碎至粒徑2～3mm，置于蒸汽或沸水中處理5～8min，以鈍化果膠酶活性。殺酶后的原料再在水中清泡30min，并加熱到90℃5min，壓去汁液，用清水漂洗數(shù)次，盡可能除去苦味、色素及可溶性雜質(zhì)。榨出的汁液可供回收柚苷。干皮溫水浸泡復(fù)水后，采取以上同樣處理備用。
2．抽提 通常用酸法提取。將處理過的柚皮倒入夾層鍋中，加4倍水，并用工業(yè)鹽酸調(diào)ph至1．5～2．0，加熱到95℃，在不斷攪拌中保持恒溫60min。趁熱過濾得果膠萃取液。待冷卻至50℃，加入1%～2%淀粉酶以分解其中的淀粉，酶作用終了時(shí)，再加熱至80℃殺酶。然后加0．5%～2%活性炭，在80℃下攪拌20min，過濾得脫色濾液。
因柚皮中鈣、鎂等離子含量較高，這些離子對(duì)果膠有封閉作用，影響果膠轉(zhuǎn)化為水溶性果膠，同時(shí)也因皮中雜質(zhì)含量高，而影響膠凝度，故酸法提取率較低，質(zhì)量較差。為解決以上問題，西南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院(1995)對(duì)酸法提取作了改進(jìn)，即在酸法基礎(chǔ)上，按干皮重量加入5%的732陽(yáng)離子交換樹脂或按浸提液重量加入0．3%～0．4%六偏磷酸鈉，前者果膠得率可提高7．2%～8．56%，膠凝度提高30%以上，而后者得率提高25．35%～ 35．2%，其膠凝度可達(dá)180±3。
3．濃縮 采用真空濃縮法，在55～60c的條件下，將提取液的果膠含量提高到4%～6．5%后進(jìn)行后續(xù)工序處理。近來作者和國(guó)內(nèi)其他單位研究表明，超濾可用于果膠液濃縮，如用切割分子量為50 000u的管式聚丙烯腈膜超濾器，在溫度45℃、ph3．0、壓力0．2mpa條件下進(jìn)行超濾濃縮，可將果膠濃度濃縮至4．21%，而其雜質(zhì)含量和經(jīng)常性生產(chǎn)費(fèi)用分別僅為真空濃縮的1／5和1／2～1／3。
4．干燥 常用方法為沉淀干燥法，即用95%酒精或鋁、銅等金屬鹽類使果膠沉淀。以酒精沉淀法制取的果膠質(zhì)量最佳。其方法是：在果膠濃縮液中加入重量1．5%的工業(yè)鹽酸，攪勻，再徐徐加入等量的95%酒精，邊加邊攪拌，使果膠沉淀析出。再用80%的酒精洗滌，除去醇溶性雜質(zhì)。然后用95%酸性酒精洗滌2次，用螺旋壓榨機(jī)榨干后，將果膠沉淀送入真空干燥機(jī)在60℃下干燥至含水量10%以下，把果膠研細(xì)，密封包裝即成果膠粉成品。用金屬鹽類沉淀果膠，其雜質(zhì)含量較高，現(xiàn)較少采用。
目前國(guó)外果膠干燥大多采用噴霧干燥，即用壓力式噴霧干燥，將濃縮液在進(jìn)料溫度150～160℃，出料溫度220～230℃的條件下干燥，連續(xù)化操作中可不斷得到粉末狀產(chǎn)品。西南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院用超濾濃縮液進(jìn)行噴霧干燥試驗(yàn)，結(jié)果表明該法是完全可行的，果膠質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
(二)低甲氧基果膠 制作低甲氧基果膠的方法主要有堿法、酸法和酶法3種。現(xiàn)介紹堿法和酶法兩種。
1．堿法 把果膠濃縮液放入不銹鋼鍋中，加氫氧化銨調(diào)ph至10．5，15℃下恒溫保持3h。再加等體積的95%酒精和適量鹽酸，使ph降至5左右。攪拌后靜置1h，濾出沉淀果膠，榨干，再分別用50%和95%酒精各洗滌1次，壓干后攤于烘盤上，在65℃真空干燥器中烘干，取去磨細(xì)、包裝即得成品。產(chǎn)率大約為果膠量的90%。
2．酶法 即用果膠脂酶脫脂提取低甲氧基果膠。廣東省果樹研究所蔡長(zhǎng)河等(1996)成功地研制出采用酶法從柚皮中提取低脂果膠的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。與傳統(tǒng)堿法和酸法相比，其具有工藝易于控制、產(chǎn)品質(zhì)量高、節(jié)省能耗和降低成本等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)該法作一簡(jiǎn)單介紹，其工藝流程如下：
柚皮→粉碎→水洗→脫脂→提膠→壓濾→沉析→壓濾→除鹽醇洗→壓濾→干燥→粉碎→成品。
原料攪碎：將原料攪碎成3～5mm大小。
水洗：50℃清水浸泡30min，離心，再用清水漂洗2～3次，直至洗出液呈無色為止。
脫脂：加入適量碳酸鈉以激活果皮內(nèi)源pe酶，進(jìn)行脫脂。工藝條件以溫度50℃，時(shí)間1h，ph7．0，碳酸鈉為7g／kg新鮮皮(25g／kg干皮)的組合為最佳。
提膠：加鹽酸(調(diào)ph1．7～2．0)在95℃下提膠。
沉析：加入適量cacl2沉析果膠。
除鹽醇洗：將鹽酸、草酸按1：3的比例混合，在醇溶液中除鹽，并經(jīng)多次醇洗，
干燥和粉碎：在60℃下真空烘干，烘干后的果膠用粉碎機(jī)粉碎成果膠粉。該法果膠得率鮮柚皮為3．5%～4%，干柚皮為12%～15%，膠凝度100±5，脂化度小于50%，達(dá)到了美國(guó)fcc質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。