甘薯果胶的制备及其理化性质研究

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果胶是以α-1,4-糖苷键联接而成的聚半乳糖醛酸天然多糖,此外还含有各种中性糖,主要是鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖。另外非糖成分如甲醇、乙酸和阿魏酸等往往和果胶多糖结合在一起。产生于高等植物初级细胞壁和细胞间质内。由于果胶系天然物质,具有良好的凝胶性和乳化稳定性,因此在食品工业中有着广泛的用途。 甘薯是一种高产稳产、营养丰富、用途广泛的农作物,在我国大面积种植,除部分被直接食用或加工成小食品外,主要用作工业原料,生产甘薯淀粉、粉丝等产品。在甘薯淀粉的生产过程中,产生大量的薯渣,目前淀粉生产企业主要将薯渣以低廉的价格出售给当地农民用作饲料或燃料。大量数据表明,甘薯渣中含有10%-30%的果胶。本论文以甘薯渣为原料,研究了甘薯果胶的制备工艺及其理化性质,具体研究内容与结果如下: 甘薯渣干燥后依然含有40%左右的淀粉,严重影响果胶的提纯。故在提取之前采用了α-淀粉酶预处理。预处理结果表明添加0.02%的α-淀粉酶在60℃保温60min,是酶水解淀粉的最佳条件。 本论文用盐酸、磷酸和亚硫酸混合酸、盐酸与亚硫酸混合酸、硫酸4种组合作为提取剂提取果胶,分别对提取液中果胶含量进行了测定,结果表明:以盐酸为提取剂时提取率最高。 通过单因素实验确定因素水平,并对提取工艺进行优化:以pH、加热温度、加热时间为影响因子,提取率为指标,利用三因素二次旋转组合实验设计得出:果胶最佳提取工艺:酶水解温度为88℃,水解时间为130min,pH值为1.8,最高提取率为65.86%。 含果胶的提取液经过超滤浓缩后再用酒精沉淀,在此过程中浓缩比例、酒精度、洗涤次数是影响果胶提取率的主要因素。本文采用正交实验设计,分别以纯度和得率作为指标来评价所制取果胶的品质及产量。结果表明,最佳浓缩沉淀条件:浓缩倍数为1/4,洗涤次数为1次,酒精度数为75%,果胶最高纯度为81.08%。 利用FCC与国标法测定甘薯果胶的凝胶度、水分、灰分、半乳糖醛酸、pH及重金属含量,与国际上和我国规定的果胶的质量指标做对照。结果表明,达到了果胶FCC和我国的质量标准要求。用离子色谱对甘薯果胶的成分进行了分析和通过凝胶过滤对甘薯果胶进行分子量的测定。同时,本论文采用Sigma公司制备的标准果胶、和国产的苹果果胶与甘薯果胶进行了对比研究,分别进行了溶解度、粘度、热稳定性、乳化稳定性、色彩色差度、凝胶性、电镜观察等理化性质进行比较分析,结果发现:甘薯果胶的溶解度和粘度基本上低于标准果胶,但高于国产的苹果果胶。乳化稳定性、色彩色差度及凝胶性的比较也表明,甘薯果胶和标准果胶明显优于国产的苹果果胶。甘薯果胶的热稳定性也较好。
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