赣南脐橙皮果胶的提取工艺及其性质研究

论文摘要

柑橘皮渣资源巨大,但是浪费严重,而且污染环境,亟待综合利用,生产食品工业上需求量极大的果胶能大量转化柑橘皮渣资源,是提高其附加值的首选。本研究以江西省资源丰富的赣南脐橙皮为原料,从果胶得率和经济成本角度对比酸提取法、草酸提取法、离子交换树脂提取法这三种果胶提取方法,并通过二次通用旋转回归实验和响应面分析优化了离子交换树脂提取法,对橙皮预处理方法、果胶脱色、分离工艺进行研究,分析了果胶的基本理化性质、流变性质,得到以下结论:1、以果胶溶液粘度为指标,比较了蒸汽、沸水漂烫和高温烘干三种灭酶处理方法,结果显示121℃的蒸汽处理5min,橙皮灭酶效果最好,溶液粘度是未做灭酶处理的8倍。2、离子交换树脂法提取果胶（IEP）的得率比酸法提取果胶（AP）高4.9%,比草酸铵法提取果胶（AOP）高0.3%,以加工1吨橙皮原料计,IEP和AOP增加经济价值相同,比AP增加了3610元,而且离子交换树脂在IEP生产过程中可以回收再利用;通过回归设计实验优化出的IEP果胶的最佳提取工艺条件为:离子交换树脂用量（占干橙皮粉重）为20%,pH 1.87,提取温度为88℃,提取时间为110min,在此条件下,IEP得率为27.55%。3、AB-8大孔吸附树脂脱色效果最好,产品外观颜色为白色,溶液无色透明,吸光度值为0.011,果胶损失率为3.8%;乙醇沉淀果胶的最佳工艺条件是:乙醇浓度为55%,溶液温度为40℃以下,时间为20min,此时果胶得率损失仅为0.5%。4、IEP的半乳糖醛酸、灰分等质量指标符合国家标准和FCC标准;IEP的分子量较大,约为1513.5kDa,而且没有较大杂峰,纯度较高;IEP含有鼠李糖（0.151%）、阿拉伯糖（0.209%）、木糖（0.081%）、甘露糖（0.201%）、半乳糖（0.392%）,由出峰情况来看,IEP中还应有其他的中性糖,说明IEP果胶分子中性糖侧链较多。5、果胶溶液的粘度随剪切速率的增加而降低,为典型的非牛顿流体;果胶溶液的粘度受果胶浓度、热处理的温度、处理时间、溶液pH、糖的添加量和水中的钙离子的影响较大,果胶浓度提高10倍,溶液的粘度增大近28倍;100℃处理10min后,果胶溶液粘度保持不变,表现出理想的牛顿流体性质;糖浓度为16%时,可使果胶溶液的粘度升高了约7%;水中Ca2+浓度达到400mg/g时,溶液粘度约为空白溶液的1.6倍;水中的镁、铁离子对果胶溶液的粘度影响较小,粘度变换范围为0-2cp。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 柑橘的概述
• 1.1.1 柑橘资源概述
• 1.1.2 赣南脐橙资源概述
• 1.2 柑橘皮主要成分
• 1.2.1 香精油
• 1.2.2 柑橘皮色素
• 1.2.3 果胶
• 1.2.4 柑橘皮苷
• 1.2.5 膳食纤维
• 1.3 果胶研究开发现状
• 1.3.1 果胶的概述
• 1.3.2 果胶的功能与应用
• 1.3.3 果胶的提取工艺
• 1.3.4 果胶纯化方法的研究
• 1.3.5 果胶的沉淀
• 1.3.6 果胶的干燥
• 1.3.7 果胶的市场
• 1.4 果胶的凝胶特性和流变特性的研究现状
• 1.4.1 果胶的凝胶特性
• 1.4.2 果胶的流变学特性
• 1.5 本文研究的意义、主要研究内容和创新点
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 主要研究内容
• 1.5.3 创新点
• 第二章 赣南脐橙皮预处理方面的研究
• 2.1 引言
• 2.2 主要的实验试剂及设备
• 2.2.1 实验试剂材料
• 2.2.2 实验设备
• 2.3 实验内容及方法
• 2.3.1 橙皮灭酶
• 2.3.2 橙皮色素提取工艺
• 2.4 实验结果与分析
• 2.4.1 橙皮灭酶结果分析
• 2.4.2 橙皮色素提取工艺结果分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 赣南脐橙皮果胶提取工艺的研究
• 3.1 引言
• 3.2 主要的实验试剂及设备
• 3.2.1 实验试剂材料
• 3.2.2 实验设备
• 3.3 实验内容及方法
• 3.3.1 实验流程
• 3.3.2 果胶提取料液比的确定
• 3.3.3 酸提取法
• 3.3.4 草酸铵提取法
• 3.3.5 离子交换树脂提取法
• 3.3.6 离子交换树脂提取法的二次旋转正交回归试验设计
• 3.3.7 数据分析
• 3.4 实验结果与分析
• 3.4.1 料液比对果胶提取的影响
• 3.4.2 酸提取法的实验结果
• 3.4.3 草酸铵提取法实验结果
• 3.4.4 离子交换提取法实验结果
• 3.4.5 三种提取方法对比
• 3.4.6 二次旋转回归实验结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 赣南脐橙皮果胶脱色分离工艺的研究
• 4.1 引言
• 4.2 主要的实验试剂及设备
• 4.2.1 实验试剂原料
• 4.2.2 实验仪器和设备
• 4.3 实验内容及方法
• 4.3.1 不同脱色方法的比较
• 4.3.2 乙醇沉淀果胶工艺的研究
• 4.4 实验结果与分析
• 4.4.1 脱色方法结果分析
• 4.4.2 乙醇沉淀果胶工艺研究结果分析
• 4.5 果胶生产工艺
• 4.6 本章小结
• 第五章 赣南脐橙皮果胶理化性质分析
• 5.1 引言
• 5.2 主要的实验试剂及设备
• 5.2.1 实验试剂原料
• 5.2.2 实验仪器和设备
• 5.3 实验内容及方法
• 5.3.1 赣南脐橙皮果胶的基本理化性质分析
• 5.3.2 果胶单糖组成的测定
• 5.3.3 果胶分子量的测定
• 5.3.4 果胶红外光谱分析
• 5.4 实验结果与分析
• 5.4.1 赣南脐橙皮果胶的质量指标
• 5.4.2 果胶的溶解性
• 5.4.3 果胶的平均分子量
• 5.4.4 果胶的单糖组成
• 5.4.5 果胶的FT-IR分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 赣南脐橙皮果胶流变学性质的研究
• 6.1 引言
• 6.2 主要的实验试剂及设备
• 6.2.1 实验试剂原料
• 6.2.2 实验仪器和设备
• 6.3 实验内容及方法
• 6.3.1 实验测定方法
• 6.3.2 赣南脐橙皮果胶流变学性质的影响因素研究
• 6.4 实验结果与分析
• 6.4.1 浓度对果胶溶液流变性的影响
• 6.4.2 热处理对果胶溶液流变性的影响
• 6.4.3 pH对果胶溶液流变性的影响
• 6.4.4 金属离子对果胶溶液流变性的影响
• 6.4.5 糖浓度对果胶溶液流变性的影响
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与建议
• 7.1 主要结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果