[发明专利]一种利用柑桔类果皮中果胶酯酶的脱酯方法及其应用

说明书

本发明是利用天然柑桔类果皮中的果胶酯酶进行脱酯的方法及应用这种方法生产低酯果胶及低酯果胶纤维素的一种新工艺，在食品、医药、纺织、印刷工业中有广泛用途。

传统的低酯果胶的制取是采用高酯果胶液进行酸处理、碱处理或氨处理，除去甲氧基的办法，另外人们已掌握从植物、霉菌和一些细菌和酵母中提取果胶酯酶的技术，日本的Ishii.S等人曾在一九七九年成功地在完全没有果胶解聚酶的黑曲霉培养基上提取果胶酯酶，并用它将高甲氧基果胶（HMP）转化为低甲氧基果胶（LMP）。但利用柑桔类果皮的果胶酯酶提取低酯果胶和低酯果胶纤维素的方法还未发现。

本发明的目的是：利用鲜果皮内天然果胶酯酶不经提取而进行酶促（催化）反应，脱去果胶中的甲氧基，从而制得低酯果胶及低酯果胶纤维素。

本发明的目的是这样实现的：选择果实的果汁可溶性固形物（TSS）总量大于该品种品质果汁可溶性固形物总量的80%的新鲜柑桔果皮，在收获后不超过100天时间内进行果皮处理，原因是超过了100天，果皮内的果胶酯酶分解过多，难以完成脱酯反应。果肉分离，或压榨果汁后，温度在0-20℃条件下，在40小时内，用威文娜磨油机或刀削方将外果皮的油胞层除去，只留下白皮层，过低温度会抑制酶的活性，过高温度会引起果皮腐烂。若残留青皮层则会导致使原料含有较多的橙（柚）苷类，柠檬苦素，萜类，影响后产品质量。用铰碎机将白皮铰成直径少于4mm的颗粒，然后加入重量为果皮3-4倍的水，混匀后加入金属盐激活剂；该激活剂最好为碳酸钠，其添加量为果皮与水混和处理液的0.04-0.30%重量比，将PH值调至7-9;通过加热将温度控制在10-60℃之间静置2-18小时（根据不同的酯化度要求，确定保温温度及时间）。加热处理液至90℃后，再压滤，然后用90℃水洗涤滤渣一次，再用温水洗涤2次之上，最后过滤得到已脱酯的滤渣。

在上述已脱酯的滤渣加酸后加入三倍水，用盐酸调整PH值1.5-3.0，加热至70-90℃，搅拌1-2小时后压滤，在滤液中边添加2%的硫酸铝钾边搅拌，然后静置2小时，然后压滤沉淀物，然后添加重量为沉淀物2倍以上的水，过一次胶体磨，加入沉淀物重量5%-20%的浓度为38%的盐酸，调整PH值为2-3，再加入盐酸量的1-5%的浓度为98%的硫酸后搅拌（搅拌速度大于800转/分钟），至沉淀物完全溶解后添加处理液1.2倍的95%的乙醇，边添加，边搅拌，然后，静置4小时，将析出的果胶过滤，压干，再用相当果胶二倍重的98%的酒精洗涤、精制2次，再压滤;将压滤后的果胶真空干燥粉碎，得到成品低酯果胶。

将前面所述的已脱酯的滤渣，用搅碎机或其它方法膨松后干燥至含水量小于12%，再用超细粉碎机粉碎至过100目筛，加入磷酸盐助溶剂，其用量为干燥脱酯滤渣的20%（重量）以上;最好是采用三聚磷酸钠为助溶剂，其用量为干燥的脱酯滤渣的25-60%（重量），混匀;或者将成品粉与三聚磷酸钠分装，待使用时再混匀，得到低酯果胶纤维素。

本发明的柑桔皮内果胶酯酶的脱酯方法由于直接利用柑桔皮内天然存在的果胶酯酶脱去高脂果胶的甲氧基，而获得低酯果胶，省去了传统技术先提取果胶酯酶后，再用它去脱除高脂果胶的甲氧基的工艺过程，简化了工艺，降低了成本，节省了时间，另外，与酸处理，碱处理或氨处理的方法比较，避免了由于高温、强酸、强碱所造成的果胶中多聚半乳糖醛酸链受到过多的破裂，而造成品质的下降的缺点。另一方面，在柑桔类皮内的果胶酯酶的弱碱介质的作用下，该内皮被分解为低酯果胶和碱纤维素，由于结晶纤维素在介质中接上羧甲基团，在多价金属离子的参与下，参与和加强低酯果胶的凝胶，因此本发明的低酯果胶纤维素在50-60级果胶用量的凝胶强度上远远高于等量的半乳糖醛酸的果胶的凝胶强度，而且低酯果胶纤维素的生产成本与羧甲基纤维素（CMC）相似，但在耐高温，耐酸性上优于CMC。

用柑桔皮内果胶酯酶制取的低酯果胶和低酯果胶纤维素成品重要质量指标分析及相应的美国FCC标准

项目  低酯果胶  低酯果胶  美国FCC标准

纤维素

凝胶强度  ≥100  ≥100  100-125

酯化度  33-42%  33-42%  <50%

半乳糖醛酸含量  55-70%  12-22%  >30%

水分  <12%  12%  <12%

灰分  6-8%  4%  <10%

砷  2ppm  1ppm  <3ppm

铝  15ppm  8ppm  <40ppm