[发明专利]从百香果果壳中提取低酯果胶和柠檬酸钙的方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于食品胶体领域，特别涉及一种运用膜分离及连续离子交换技术提取纯化百香果果壳低酯果胶和柠檬酸钙的方法。

背景技术

百香果，又名鸡蛋果，是西番莲科西番莲属的草质藤本植物，果可生食或作蔬菜、饲料。入药具有兴奋、强壮之效。果瓤多汁液，加入重碳酸钙和糖，可制成芳香可口的饮料，还可用来添加在其他饮料中以提高饮料的品质，目前对百香果的开发主要集中于果汁饮料领域，但对果壳的开发却鲜有报道。

果胶是一种广泛存在于陆生植物细胞壁中的复杂结构多糖。在烘焙食品、酸性乳饮料、果汁等食品加工中，果胶作为亲水胶体，具有胶凝、稳定及增稠等作用。同时，果胶也是天然的水溶性膳食纤维，具有调节人体肠道微环境，降低血脂等有益功效。低酯果胶是指酯化度低于50%的果胶，低酯果胶作为稳定剂、凝胶剂以及增稠剂可独特应用于低糖、低热量功能性食品，如低糖果酱、冰淇淋、果肉型饮料、烘烤食品底料。低糖、低热量食品正好符合现代人们的消费观念，再加上其独特的药用价值，低酯果胶日益受到消费者青睐，故有广阔的市场前景。在我国广西、福建等地广泛种植百香果，蕴藏丰富的天然低酯果胶资源。

目前工业上果胶提取方法主要为酸法提取后，再用乙醇沉淀，即利用酸水解细胞壁释放果胶，之后利用果胶不溶于醇的特性实现果胶与其他物质的分离。但过程中需耗费大量乙醇，造成回收能耗大、环保治理成本高等问题；而采用碱法、酰胺法提取低酯果胶，则同样面临过程中用到强碱或者酶活性控制的问题。因此，考虑采用膜分离技术结合离子交换技术等安全节能的分离纯化技术对果胶进行分离纯化。

对百香果果壳的开发鲜有案例，采用膜分离技术结合离子交换技术等分离纯化技术对百香果果壳低酯果胶进行分离纯化尚未见任何报道。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种易于工业化、安全简便的天然低酯果胶制备技术，采用柠檬酸钠提取结合超滤纯化的方法提取果胶，在获得高提取率和高纯度产品的同时，提高了产品安全性，降低生产成本。

为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种从百香果果壳中提取低酯果胶和柠檬酸钙的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1粉碎：将百香果果壳粉碎为50～100目，得百香果果壳干粉；

步骤2酸解提取：百香果果壳干粉经80～100℃高温水洗后，按照百香果果壳干粉：柠檬酸钠为1∶5～1∶15的料液比，在60～90℃下，并用酸调节体系pH为2～4，配合搅拌，酸解1～2h之后用100～300目滤布板框压滤，除渣得滤液；

步骤3陶瓷膜脱盐浓缩：步骤2所得的滤液用50～200nm的陶瓷膜对所得滤液进行脱盐并浓缩，操作压力为2～5bar，温度为60～90℃，回收陶瓷膜浓缩液和陶瓷膜透析液；

步骤4连续离交脱盐除杂：将陶瓷膜浓缩液通过连续离子交换系统进行连续离子交换，连续离子交换系统包括装填阴离子交换树脂第一离子交换装置和装填阳离子交换树脂第二离子交换装置；陶瓷膜浓缩液中的杂质和盐分被去除，得到高纯度的百香果低酯果胶；

步骤5反渗透预浓缩：将经连续离子交换系统除脱盐除杂后的高纯度低酯果胶进行反渗透预浓缩，得第一反渗透浓缩液和第一反渗透透析液，第一反渗透透析液产水回用；

步骤6喷雾干燥：将第一反渗透浓缩液进行减压浓缩、喷雾干燥，，获得粒径为5～10μm的粉末果胶产品得粉末低酯果胶产品。

进一步的，步骤6所述的喷雾干燥进风温度为180～200℃，出风温度为60～80℃，流速为10～20mL/min。

进一步的，本发明还包括柠檬酸钙回收步骤：将陶瓷膜透析液进行反渗透浓缩得第二反渗透浓缩液和第二反渗透透析液，第二反渗透浓缩液添加固体氢氧化钙或氢氧化钙溶液，直至体系pH为中性，通过过滤或离心得到柠檬酸钙沉淀，在60～80℃下烘干后得到白色柠檬酸钙粉末。

进一步的，当第二反渗透透析液电导率高于600μs/cm时，停止反渗透，第二透析液回用于生产。

进一步的，步骤3中陶瓷膜脱盐浓缩所采用的陶瓷膜的为氧化铝陶瓷膜，其工作条件为：温度5～70℃之间，压力0.15～0.5Mpa。

进一步的，步骤4中所述的第一离子交换装置和第二连续离子交换装置分别内置20个分离单元，第一离子交换装置和第二连续离子交换装置采用进料区相互串联，再生区彼此独立的方式连接，第一离子交换装置和第二连续离子交换装置具体划区如下：