1、實(shí)驗(yàn)四果膠的提取和應(yīng)用一、目的要求1、了解果膠的性質(zhì)和提取原理；2、掌握果膠的提取工藝；3、了解果膠在食品工業(yè)中的用途二、實(shí)驗(yàn)原理果膠廣泛存在于水果和蔬菜中。例如蘋(píng)果（以濕品計(jì)）中含量為0.7-1.5%，蔬菜中則以南瓜中含量最多，含7-17。其主要用途是用作酸性食品的膠凝劑。目前果醬、果子凍、桔子果凍仍然是世界上果膠的主要產(chǎn)品。但隨著果膠在了業(yè)上作為膠凝劑、增調(diào)劑以及保護(hù)膠體等用途的發(fā)展，用以制果醬的果膠的百分?jǐn)?shù)必然減少。果膠是一種每個(gè)分子含有幾百到幾干個(gè)結(jié)構(gòu)單元的線性多糖，平均分子量大約在50000-180000之間，其基本結(jié)構(gòu)是以a1,4苷鏈結(jié)合的聚半乳糖醛酸，在聚半乳糖醛酸中，部分羧基被

2、甲醇酯化，剩余的部分與鉀、鈉或銨等離子結(jié)合。高甲氧基化果膠分子的部分鏈節(jié)如下：在果蔬中果膠多數(shù)以原果膠存在。原果膠中，聚半乳糖醛酸可被甲基部分地酯化，并且以金屬離子橋（特別是鈣離子）與多聚半乳糖醛酸分子殘基上的游離羧原果膠不溶于水，用酸水解時(shí)這種金屬離子橋（離子鍵）被破壞，即得到可溶性果膠。再進(jìn)行純化和干燥即為商品果膠。甲氧基化的半乳糖醛酸殘基數(shù)與半乳糖醛酸殘基總數(shù)的比值稱為甲氧基比度或酯化度。果膠的膠凝強(qiáng)度的大小是果膠的重要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之一。影響膠凝強(qiáng)度的主要因素是果膠的分子量及酯化度。酯化度增大膠凝強(qiáng)度增大，同時(shí)膠凝速度也加快。理論上完全酯化的聚半乳糖醛酸的甲氧基含量是16.32，這時(shí)酯化度為

3、100，但實(shí)際上能得到的甲氧基含量最高值是12-14。一般規(guī)定甲氧基含量大于7的為高甲氧基果膠，小于和等于7的為低甲氧基果膠。從天然原料中提取的果膠最高酯比度為75，食品工化中常用高甲氧基果膠來(lái)制果凍、果醬和糖果等以及在汁液類食品中作增稠劑、乳化劑等，更高酯化度的果膠可通過(guò)用甲醇甲氧基化來(lái)獲得。若在酸性和堿性條件下加熱果膠，會(huì)使甲酯水解。苷鏈斷裂變成低酯化度或低分子量的果膠，從而降低果膠的膠凝強(qiáng)度和速度。因此，在提取果膠時(shí)要嚴(yán)格控制其水解溫度、時(shí)間和pH值。世界上柑桔年產(chǎn)量超過(guò)5X108噸，其果皮約占20%，為提取果膠提供了豐富的原料，也是目前我國(guó)常用的一種原料，所以本實(shí)驗(yàn)采用桔皮為原料，制造

4、果膠又有不同的工藝路線如圖所示。本實(shí)驗(yàn)采用酸法萃取，酒精沉淀這一種最簡(jiǎn)單的工藝路線來(lái)提取果膠。三、儀器和原料250mL燒杯，電爐，尼龍布或紗布，100mL燒杯，烘箱，錐形瓶，堿式滴定管,0.3%鹽酸，1%氨水,95%乙醇,0.1molL-i氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液,0.5molL-i鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液四、實(shí)驗(yàn)步驟1、原材料預(yù)處理預(yù)處理的主要目的是滅酶，以防果膠發(fā)生酶解。同時(shí)也是對(duì)果皮進(jìn)行清洗，以除去泥土、雜質(zhì)、色素和施用的農(nóng)藥、化肥等。這一類處理的好壞直接影響果膠的色澤和質(zhì)量。稱取新鮮柑橙皮25g（或干品8g）用清水漂洗干凈后于250mL燒杯中加約120mL水，加熱到90C，保持10分鐘以達(dá)滅酶的目的。取出

5、用水沖洗后切成35mm大小的顆粒，在250mL燒杯中用50-60C的熱水漂洗,直至漂洗水為無(wú)色，果皮無(wú)異味為止。為了提高漂洗效果，每次漂洗后必須把果皮粒轉(zhuǎn)移到尼龍布上擠壓干后再進(jìn)行下一次漂洗。2、酸法萃取將洗凈曬干的果皮放入燒杯中，加0.25%-0.3%的HCl約60mL（以浸沒(méi)果皮為準(zhǔn)），pH值控制在2.02.5之間，加熱到90C左右，提膠50分鐘，趁熱用100目尼龍布四層紗布過(guò)濾。3、脫色在上述濾液中加1.5%-2%的活性炭于80C加熱20分鐘進(jìn)行脫色，以除去色素和異味等，趁熱抽濾。因膠狀物很容易堵塞濾紙使過(guò)濾困難，這時(shí)可加入濾液量2%-4%的硅藻土作助濾劑，幫助過(guò)濾。如果萃取液清徹透明，

6、則可不用脫色。4、酒精沉淀將脫色后的溶液冷卻后，用1%稀氨水調(diào)節(jié)pH34，在不斷攪拌下加95的乙醇。按果膠：乙醇=1：1.3（體積比）的量加入，使混合液中酒精濃度達(dá)50%-60（可用酒精計(jì)測(cè)量），然后靜置10分鐘，讓果膠沉淀完全。用100目尼龍布濾取果膠，榨干、搓碎。再于小燒杯內(nèi)用10mL95%的酒精使果膠沉淀物脫水。洗滌一次，于尼龍布上榨干待用。酒精廢液回收。5、干燥稱取一半產(chǎn)品在105C下烘干，計(jì)算產(chǎn)率，觀察產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。6、果膠的檢驗(yàn)一般果膠結(jié)構(gòu)為粒狀，不結(jié)塊能自由流動(dòng)。顆粒在0.25mm孔篩下不允許通過(guò)1%。色澤為輕度奶油色或輕度黃褐色。無(wú)味。一般水分不超過(guò)10%，灰分不超過(guò)7%。溶

7、解度是在70C25份水中能完全溶解和運(yùn)動(dòng)。在4%水溶液中pH2.73.2。果膠的膠凝度等級(jí)為1505。酯化度在50%75%之間。低酯果膠酰胺取代不低于40%，高酯果膠半乳糖醛酸低于35%。三氧化二砷不超過(guò)3X10-6、重金屬不超過(guò)5X10-6。細(xì)菌總數(shù)不超過(guò)100個(gè)/g樣品，酵母和霉菌不超過(guò)10個(gè)/g樣品，大腸桿菌為陰性。果膠在實(shí)際使用時(shí)，其膠凝度是粉狀果膠質(zhì)量的重要指標(biāo)。膠凝度表示果膠產(chǎn)品在一標(biāo)準(zhǔn)凝膠中所含膠凝糖的數(shù)量，也稱為加糖率。膠凝度也指一份果膠能與多少份砂糖制成具有一定強(qiáng)度和質(zhì)量的果凍的能力。例如，1g果膠具有能與150g砂糖制成果凍的能力，則這種果膠稱為150度的果膠。而果膠的膠凝

8、度又取決于半乳糖醛酸鏈的長(zhǎng)短和甲氧基的含量多少。所以本實(shí)驗(yàn)只測(cè)定其中高酯果膠的酯化度。準(zhǔn)確稱取0.5g高酯果膠于燒杯中，加入一定量的由5mL濃鹽酸與l00mL60%異丙醇混合配成的混合試劑，攪拌10分鐘，移入砂芯漏斗中，用6份15mL的混合試劑沖洗，再以60%異丙醇沖洗樣品至濾液不含氯化物為止。最后用20mL60%異丙醇洗滌，移入105C烘箱中干燥1小時(shí)，冷卻后稱重。稱取十分之一經(jīng)冷卻干燥的樣品，移入250mL錐形瓶中，用2mL酒精潤(rùn)濕，加入100mL不含二氧化碳的水，用瓶塞塞緊，不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，使樣品全部容解。加入5滴1%的酚酞。用0.1摩爾/升的氫氧化鈉的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，記錄所消耗的氫氧化鈉

9、的體積（V）。即為原始滴定度。繼續(xù)加入20mL0.5molL-i的氫氧化鈉溶液，加塞后強(qiáng)列振搖15分鐘。加入20mL0.5摩爾/升的鹽酸溶液，振搖至粉紅色消失為止。然后加入3滴1%的酚酞，用0.1摩爾/升的氫氧化鈉溶液滴定至微紅色。記錄所消耗的氫氧化鈉mL數(shù)（V2）即為皂化滴定度。高脂果膠的脂化度（%）=V2/（V1+V2）*1000.5g未經(jīng)洗滌的原始高脂果膠樣品的半乳糖酸（C5H9O5COOH）的含量（mg）=（V1+V2）*19.417、果膠的凝膠實(shí)驗(yàn)檸檬酸果醬的制備高脂化度的果膠在含糖60%65%,pH2.03.5,含果膠0.3%0.7%的水溶液中會(huì)形成凝膠。由于這種凝膠會(huì)釋放一種非常好的香味，而且是熱不可逆，所以常用于制作面包果醬和蜜餞。低脂化度的果膠則具有熱可逆性,形成凝膠的流變學(xué)性能與高酯化度的不同,所以常用于制果子凍,本實(shí)驗(yàn)制備果醬。（1）配方凍水果35%,白糖45%,8%的葡萄糖糖漿20%,快凝固果膠0.3%,水（6080C）9%,50%檸檬酸溶液0.4%在沒(méi)有果子凍，葡萄糖漿的情況下，也可以用下面的簡(jiǎn)易配方：白糖：20g,水：10mL，果膠：適量，檸檬酸：0.1g，檸檬酸鈉：比0.1g略少。（2）配制步驟將檸檬酸和檸檬酸鈉溶于10mL水中，將適量果膠拌入12倍白