[发明专利]一种利用原果胶酶提取甜菜果胶的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及食品加工与处理，特别涉及一种利用原果胶酶提取甜菜果胶的方法。

背景技术：

众所周知，果胶物质是一种高分子量的、带负电的酸性多糖分子。果胶分子的主链是由D-半乳糖醛酸以α-1，4-糖苷键连接，也就是所谓的“光滑区”，主链上的半乳糖醛酸的羧基具有不同程度的甲基化，而未甲基化的羧基与K¹⁺、Na¹⁺和C²⁺相结合；侧链是由聚鼠李半乳糖醛酸构成，聚阿拉伯糖、聚半乳糖和聚阿拉伯半乳糖等中性糖以α-1，4-糖苷键与侧链中的鼠李糖相连接。

果胶物质在高等植物的根、茎、叶以及果实中广泛存在，甜菜、苹果渣及柑橘果皮中果胶含量最为丰富。不同来源的果胶的相对分子质量和化学结构均不相同，苹果和柠檬中的果胶物质的分子量为200-369kDa，橘子和甜菜渣中所含的果胶物质的分子量大小却在40-50kDa。

甜菜渣是一种富含果胶等膳食纤维，附加值高的副产品，目前全球的甜菜渣主要用做饲料，只有极少数利用制糖、酒精厂的甜菜废渣生产果胶的案例。甜菜渣是一种富含果胶(约15％-30％)且来源丰富稳定、可常年储存的生产果胶的廉价原料。目前我国可生产甜菜1500万吨/年，可产生甜菜渣约80万吨/年，而甜菜渣以干渣计约含25％半乳糖醛酸(果胶主要成分)，按提取率85％计算，即每年可产甜菜果胶17万吨，非常可观。甜菜果胶分子式量小、乙酰基含量高凝胶力弱，但是却具有其他果胶所不具有的乳化性，值得关注。

果胶是广泛用于食品工业中的天然食品添加剂，其无毒，使用安全，食品添加剂联合委员会将果胶推荐为安全的食品添加剂，其添加量不受限制。每年全球对果胶的需求量超过30000吨，并保持每年大约4-5％的增长量。

目前，大量的方法用于果胶的提取，在传统工业上，果胶通过化学方法从甜菜渣、苹果渣和橘皮中获得，化学方法即为传统的酸解法，如草酸、盐酸、硝酸和硫酸等，从经济的角度来看，用化学方法提取果胶较为简单、快速、效率高，并且成本低，但用该方法得到的果胶分子量小，后续的残渣分离困难，需要耐腐蚀的设备，与此同时，产生大量有危害的污染物，引起严重的环境问题；消费者越来越热衷于天然的食品，对食品中的化学添加剂越来越关注。因此，许多研究开始转向探索一种绿色的果胶提取方法，在不影响果胶分离效果的前提下，将有害的化学试剂的使用量降到最低水平。

目前，提取果胶的物理方法主要有，超声波法、高压灭菌法、压榨法和亚临界水萃取法等，物理法比较简单高效，但能耗高，难以工业化应用。酶法提果胶也得到了普遍的关注，酶法提果胶反应条件温和，污染低，而且能耗小，但目前报道的酶法得到的果胶的质量差、提取率低，故寻找一种能够高效提取果胶的酶势在必行。

发明内容：

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种利用原果胶酶提取甜菜果胶的方法。该方法采用不同来源的原果胶酶提取果胶，果胶几乎没有降解，所得产品分子质量高，并且避免使用无机酸并减少有机溶剂在提取中的应用，减小环境污染。

本发明的具体技术方案如下：

一种利用原果胶酶提取甜菜果胶的方法，包括如下步骤：

a.原料预处理：称取80目10kg甜菜渣，加入5～10倍甜菜渣质量的水，80～90℃浸泡洗涤5～15分钟，去除可溶性糖分、杂质，同时钝化甜菜渣中本身的酶；用纱布过滤，得湿的甜菜渣；

b.酶解提取：在湿甜菜渣中加入100～300L的PH值为4.0～6.0柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液，加入1～2.5L原果胶酶粗酶液，40～70℃150rpm条件下反应2～4小时；

c.过滤：果胶提取液先后分别经板框过滤和滤芯过滤，得到果胶原液；板框过滤器20层过滤膜，过滤精度为20μm，滤芯过滤器为PP折叠-20-3型滤芯式过滤器，过滤精度为0.1μm；

d.超滤浓缩：过滤后的果胶原液用八管管式超滤膜进行浓缩过滤，彻底除杂，果胶原液浓缩至3％～5％；

e.干燥：浓缩除杂的果胶原液用实验型高速离心喷雾干燥机进行干燥。

上述方案中，所述步骤b中原果胶酶粗酶液来自多粘类芽孢杆菌，酶活210U/ml。

上述方案中，所述步骤b中原果胶酶粗酶液来自枯草芽孢杆菌，酶活150U/ml。

上述方案中，所述步骤b中原果胶酶粗酶液来自青霉菌，酶活250U/ml。

本发明方法的整个工艺不使用任何有机试剂及酸碱物质，环保、高效，工艺简单，操作方便。采用原果胶酶进行果胶提取，具有高效特异性，所得果胶几乎没有被降解，分子质量大。

具体实施方式：