技術與應用
百香果,又名雞蛋果,是西番蓮科西番蓮屬的草質藤本植物,果可生食或作蔬菜、 飼料。入藥具有興奮、強壯之效。果瓤多汁液,加入重碳酸鈣和糖,可制成芳香可口的飲料, 還可用來添加在其他飲料中以提高飲料的品質,目前對百香果的開發(fā)主要集中于果汁飲料領域,但對果殼的開發(fā)卻鮮有報道。
果膠是一種廣泛存在于陸生植物細胞壁中的復雜結構多糖。在烘焙食品、酸性乳飲料、果汁等食品加工中,果膠作為親水膠體,具有膠凝、穩(wěn)定及增稠等作用。同時,果膠也 是天然的水溶性膳食纖維,具有調節(jié)人體腸道微環(huán)境,降低血脂等有益功效。低酯果膠是指酯化度低于50%的果膠,低酯果膠作為穩(wěn)定劑、凝膠劑以及增稠劑可獨特應用于低糖、低熱 量功能性食品,如低糖果醬、冰淇淋、果肉型飲料、烘烤食品底料。低糖、低熱量食品正好符合現(xiàn)代人們的消費觀念,再加上其獨特的藥用價值,低酯果膠日益受到消費者青睞,故有廣 闊的市場前景。
在我國廣西、福建等地廣泛種植百香果,蘊藏豐富的天然低酯果膠資源。 目前工業(yè)上果膠提取方法主要為酸法提取后,再用乙醇沉淀,即利用酸水解細胞壁釋放果膠,之后利用果膠不溶于醇的特性實現(xiàn)果膠與其他物質的分離。但過程中需耗費大量乙醇,造成回收能耗大、環(huán)保治理成本高等問題;而采用堿法、酰胺法提取低酯果膠,則同樣面臨過程中用到強堿或者酶活性控制的問題。因此,考慮采用膜分離技術結合離子交 換技術等安全節(jié)能的分離純化技術對果膠進行分離純化。
膜分離工藝流程:
對百香果果殼的開發(fā)鮮有案例,采用膜分離技術結合離子交換技術等分離純化技術對百香果果殼低酯果膠進行分離純化尚未見任何報道。針對上述問題,本發(fā)明的目的在于提供一種易于工業(yè)化、安全簡便的天然低酯果 膠制備技術,采用檸檬酸鈉提取結合超濾純化的方法提取果膠,在獲得高提取率和高純度產(chǎn)品的同時,提高了產(chǎn)品安全性,降低生產(chǎn)成本。為達到上述目的,廈門福美科技提出的技術方案為:一種從百香果果殼中提取低酯果膠 和檸檬酸鈣的方法,其特征在于,包括如下步驟:
1、粉碎:將百香果果殼粉碎為50~100目,得百香果果殼干粉;
2、酸解提?。喊傧愎麣じ煞劢?jīng)80~100℃高溫水洗后,按照百香果果殼干粉:檸檬酸鈉為1∶5~1∶15的料液比,在60~90℃下,并用酸調節(jié)體系pH為2~4,配合攪拌,酸解1~ 2h之后用100~300目濾布板框壓濾,除渣得濾液;
3、陶瓷膜脫鹽濃縮:步驟2所得的濾液用50~200nm的陶瓷膜對所得濾液進行脫鹽并濃縮,操作壓力為2~5bar,溫度為60~90℃,回收陶瓷膜濃縮液和陶瓷膜透析液;
4、連續(xù)離交脫鹽除雜:將陶瓷膜濃縮液通過連續(xù)離子交換系統(tǒng)進行連續(xù)離子交換, 連續(xù)離子交換系統(tǒng)包括裝填陰離子交換樹脂第一離子交換裝置和裝填陽離子交換樹脂第 二離子交換裝置;陶瓷膜濃縮液中的雜質和鹽分被去除,得到高純度的百香果低酯果膠;
白香果連續(xù)離子交換系統(tǒng)示意圖
5、反滲透預濃縮:將經(jīng)連續(xù)離子交換系統(tǒng)除脫鹽除雜后的高純度低酯果膠進行反滲透預濃縮,得第一反滲透濃縮液和第一反滲透透析液,第一反滲透透析液產(chǎn)水回用;
6、噴霧干燥:將第一反滲透濃縮液進行減壓濃縮、噴霧干燥,,獲得粒徑為5~10μm 的粉末果膠產(chǎn)品得粉末低酯果膠產(chǎn)品。
進一步的,本發(fā)明還包括檸檬酸鈣回收步驟:將陶瓷膜透析液進行反滲透濃縮得第二反滲透濃縮液和第二反滲透透析液,第二反滲透濃縮液添加固體氫氧化鈣或氫氧化鈣 溶液,直至體系pH為中性,通過過濾或離心得到檸檬酸鈣沉淀,在60~80℃下烘干后得到白色檸檬酸鈣粉末。
從百香果果殼中提取低酯果膠和檸檬酸鈣的系統(tǒng),其特征在于:包括依次連接的粉碎裝置、提取裝置、板框壓濾裝置、陶瓷膜設備;所述的陶瓷膜設備的濃縮液出口連接連續(xù)離子交換系統(tǒng),連續(xù)離子交換系統(tǒng)的料液出口連接第二反滲透設備, 第二反滲透設備的透析液出口連接回用水罐、濃縮液出口連接減壓濃縮、噴霧裝置;所述的陶瓷膜設備的透析液出口連接第一反滲透設備,第一反滲透設備的透析液出口連接回用水罐,濃縮液出口連接攪拌罐,攪拌罐連接過濾或離心設備。
白香果提取低酯果膠和檸檬酸鈣的工藝流程圖
設備優(yōu)勢
運用的膜分離技術,分離精度高,雜質去除率好,與連續(xù)離子交換技術相結合的方法,連續(xù)進料連續(xù)出料,工序簡單,產(chǎn)品純度高,設備自動運行,大量節(jié)省運行成本和人力 成本;百香果果殼天然低酯果膠提取率可達到12~18%(按半乳糖醛酸計,對原料),陶瓷膜脫鹽可脫除85%以上的鹽分,制得的低酯果膠酯化度為20~30%,酰胺化度為4~8%,半乳糖醛酸含量70~85%(對果膠),重均分子量200~300kDa,經(jīng)過反滲透后加入氫氧化鈣可實現(xiàn)回收檸檬酸鈣。相比傳統(tǒng)乙醇沉淀法,本方法工藝更簡單、節(jié)能、環(huán)保,連續(xù)進料連續(xù)出 料,運行穩(wěn)定,產(chǎn)品含量高,系統(tǒng)全自動運行,大量節(jié)省人力物力,適合工業(yè)推廣。
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