果胶提取的现状及发展前景研究进展邓燕柠（班级：09制药4班学号：3209002413）果胶是一种完全无毒的天然食品添加剂，是FAO/WHO食品添加剂联合委员会推荐的公认安全的食品添加剂。

天然果胶是以原果胶、果胶、果胶酸的形态广泛分布于植物的果实、根、茎、叶中的多糖类高分子化合物，以果实中果胶的含量为最高。

果胶是人体七大营养素中膳食纤维的主要成分，具有良好的抗腹泻、抗癌、治疗糖尿病和减肥等功效。

由于果胶具有良好的乳化、增稠、稳定和胶凝作用，因而在食品领域有着广泛的应用。

果胶作为胶凝剂广泛用于生产果酱、果冻、果脯、蜜饯、软糖、焙烤食品与饮料中，还可作为增稠剂和稳定剂添加于果汁、乳制品中。

一、果胶使用现状资料表明，全世界果胶的年需求量近20000吨，据有关专家预计果胶的需求量在相当长的时间内仍将以每年15%的速度增长。

我国每年消耗约1500吨以上果胶，80%依靠进口，需求量与世界平均水平相比呈高速增长趋势。

果胶主要生产国有丹麦、英国、美国、以色列、法国等，亚洲国家产量极少，特别是消费量约占世界产量10%的日本因无生产厂家，完全依靠进口。

在我国，由于进口果胶的价格高于国产果胶，国产果胶成了国内众多企业的期盼，目前我国果胶生产现状为：生产企业为数不多，生产规模小，生产技术工艺相对落后，优质产品少，生产技术工艺中仍有部分问题尚未解决。

因此，大力开展果胶的研究与开发，探索提高果胶产量和质量的新方法和新资源，不仅能为我国食品加工领域广泛地应用优质果胶提供理论依据，而且将推动国产果胶生产的发展。

目前，关于野生植物资源综合利用研究较多，例如野生火棘果中果汁、色素、果胶联产工艺的研究，为有效地利用野生植物资源提供了重要的理论基础与技术支撑，也为果胶的生产提供了新的资源。

二、我国果胶生产现状（一）果胶资源据资料显示，苹果、柑桔等的果实中果胶含量颇丰。

此外，胡罗卜的肉质根、向日葵的花盘等也富含果胶。

目前商品果胶的原料主要是柑橘皮（含果胶30%）、柠檬皮（含果胶25%）及苹果皮（含果胶15%），真正具有工业生产价值的果胶来源首推柑桔果皮和苹果榨汁废渣。

资源极为丰富的野生火棘果中亦含有较丰富的果胶（5%~12%）。

另据文献报道，甘薯渣的果胶含量达31%，且甘薯果胶凝胶特性与苹果的相似。

因此，柑桔皮、甜菜压粕、苹果皮渣、柠檬皮渣、向日葵盘等均为具有工业化生产价值的主要原料。

目前国内以柑桔皮为主要原料，国外也主要以柑桔皮为原料生产果胶。

（二）果胶生产技术现状原料中果胶有两种存在形式，一为水溶性果胶，另外一种为原果胶。

果实未成熟时，原果胶含量高，在果实成熟时原果胶在果胶酶作用下，水解变成可溶性果胶。

果胶提取基本原理是将在植物体中的水不溶性果胶原分解为水溶性果胶，并使之与植物中的纤维素、淀粉、天然色素等分离，从而获得一定纯度的果胶。

果胶生产工艺主要分预处理、萃取、浓缩、脱色、沉淀、干燥等六个步骤。

1.预处理果胶原料的预处理各不相同，如果是鲜皮渣，直接绞碎成小块，将原料置于蒸气或沸水中处理，以钝化果胶酶的活性，同时原料也应经高温清洗，除去原料中的苦涩物质、色素以及残余的糖酸等杂质。

如果原料要贮存，以保证生产在榨汁淡季连续生产，就要将除杂后的原料压榨脱水，送入温度为的干澡机中干燥至含水，作为原料保存。

有以下四种预处理方式：反复冻融法、急热骤冷法、超声波处理和研磨法，其中通过文献可知，研磨法可使得到的湿果胶最多。

2.萃取果胶浸提一般有酸萃取法、离子交换法、微生物法等。

目前国内果胶生产多采用传统方法。

提取过程主要采用酸提取法，辅之于微波、超声波处理等辅助手段提取，国外这几种方法都有使用。

（1）酸提取法水解酸的种类很多，有无机酸，如盐酸、硫酸、亚硫酸、磷酸，及有机酸，如乙酸、苹果酸、酒石酸等，用一种酸或多种酸，生产中多用盐酸。

传统的无机酸提取法是：将洗净、除杂预处理好的果皮用无机酸调节一定pH值，加热90~95℃并不断搅拌，恒温50~60min，然后将果胶提取液离心，分离，过滤除杂（提取用水最好经过软化处理），得到果胶澄清液。

该法的缺点是果胶分子在提取过程中会局部水解，反应条件也复杂，过滤时速度较慢，生产周期长，效率低。

据文献报导，在上述无机酸中亚硫酸的效果最好。

目前酸提取法正在朝着混和酸提取法的方向发展。

（2）离子交换法果胶类物质与细胞壁半纤维素等共价键结合，通过次级键与细胞壁其他多聚体通过次级键结合。

多价阳离子特别是钙离子存在时，阳离子键合引起低酯果胶类物质的不溶性，降低了高酯果胶的浸胀性，所以单纯酸法提取不能完全解除。

有关离子交换法提取果胶的方法已见诸报道，其基本方法均为在果胶提取过程中加入一定量的离子交换树脂，解除Ca2+、Mg2+的封闭作用，以提高果胶收率。

果皮中多价阳离子及其他杂质对果胶的束缚。

该法的工艺流程是：将处理过的柑桔皮脱水后粉碎，再与离子交换树脂和水制成浓浆液（原料一般先与30~50 倍左右水混和，加入一定的离子交换剂，调节料浆的pH值到1.3~1.6），在搅拌下加热2h，过滤，分离出不溶性的离子交换剂和废渣，即得到含有果胶的滤液。

据文献报导该法可使果胶得率上升7.2%~8.56 %。

离子交换法得率高、产品质量好，是一种经济上可行的提取方法，目前国外已有应用。

（3）微波法微波提取法即微波辅助提取，是用微波加热与样品相接触的溶剂，将所需化合物从样品基体中分离进入溶剂。

经微波处理后果胶的提取率提高，质量也较好，酯化度高，相对分子质量大，胶凝强度大。

微波法提取果胶选择性强，操作时间短，与传统的酸提取法相比，提取时间由l~2h缩短为几十秒钟；溶剂用量小，受热均匀，目标组分得率高，而且不会破坏果胶的长链结构，收率和质量都有提高，是一种可行的方法。

（4）超声波法超声波提取法又称超声波辅助提取法，超声波频率一般在20kHz以上，在水中传播可产生释放巨大能量的激化和突发，即“空化效应”，可产生高达数百个大气压的局部瞬问压力，形成冲击波，使固体表面及液体介质受到极大冲击，细胞破碎，溶出植物有效成分。

与传统提取法方法相比，超声波提取法提取时问短、产率高、无需加热。

而且超声波提取的果胶色泽浅，灰分低，粘度高。

（5）微生物法︒振荡培养，利将绞碎的原料浸入杀菌的水中，放入发酵罐中，接种5%的种液，30C用微生物产生的酶的作用可使果胶从植物组织中游离出来。

这种酶能选择性分解植物组织中的复合多糖体，从而可有效地提取出植物组织中的果胶，其作用一定时间后，过滤培养液，得到果胶提取液。

酸萃取法时原料因打碎、加热而成胶粘的糊状，使萃取液过滤困难，同时易腐蚀设备，而微生物法低温发酵提取果胶，易过滤。

采用微生物发酵法提取的果胶相对分子质量大，果胶的胶凝度高，质量稳定，很有发展潜力。

（6）酶提取法实际上微生物法和酶法提取果胶原理相似，都用酶将果胶从植物组织中提取出来。

酶提取法一般步骤是，在磨成粉的原料中加入含有酶的缓冲液，于恒温水浴振荡器内提取。

反应结束后抽滤，乙醇沉淀，过滤分离，干燥，粉碎得果胶成品。

由于酶法提取果胶反应时间较长，酶制剂用量大，阻碍了其在国内的应用。

但将酸法与酶法结合，先用酸法提取少量果胶，再用酶法提取剩余的果胶，将大大缩短反应时间，减少酶的用量。

今后随着酶制剂成本的不断降低，酶法提取果胶将有很好的发展前景。

（7）草酸铵提取法据文献报导，采用草酸铵提取果胶，效果很好。

将果皮洗净，再用0.25%草酸铵溶液在90C︒下处理24 h，过滤得果胶提取液。

此法可使不溶性果胶酸钙变成可溶性铵盐，Ca以草酸钙沉淀的形式除去，亦可用螯合剂六偏磷酸钠，使不溶性果胶的溶解性增加，取得很好的萃取效果。

据文献报导，利用草酸铵从胡萝卜中提取果胶获得了比用盐酸、硫酸产量更高的果胶，其质量达到了国家标准。

3.浓缩果胶提取液中果胶含量一般为0.5%~1% ，若直接沉淀、干燥，则处理量太大，生产困︒的条件下，将果胶含量提高到4.7 %难大，故多采用浓缩处理，即真空浓缩，在55~60C︒左右，浓缩果胶时杂质的含量也相应提高，后，再沉淀干燥。

由于真空浓缩温度一般在60C这样不仅果胶有降解，而且杂质之间进行相互反应，造成果胶溶液发生褐变，不但影响了果胶品质，也增加了酒精洗涤的负荷。

同时真空浓缩法能耗也高。

近年来，随着膜分离技术的进步，食品工业中也开始采用膜分离法来浓缩各类食品原料，其中超滤浓缩技术发展迅速。

在20世纪80年代开始，国外就出现了利用超滤法生产果胶的科研报道，并取得了很好的效果。

超滤法可将果胶液浓缩至4.21%，其杂质含量仅为真空浓缩的1/5，且占地面积少，辅助设备及一次性投资少，生产费用低，国外已用于生产中。

如果膜的污染与清洗技术能进—步完善，则有望取代真空浓缩。

4.脱色因为植物细胞内多种酚类物质容易发生褐变、焦糖化褐变等，都会使果胶颜色加深。

果胶的色泽对果胶的质量有较大的影响，这也是国产果胶质量不如进口果胶的原因之一。

因此，在果胶生产过程中必须要对果胶提取液进行脱色处理。

目前工业上采用的脱色主要方法有活性炭脱色、双氧水脱色、大孔树脂脱色法、醇氨溶液脱色。

（1）活性炭脱色活性炭脱色是一种吸附脱色技术，是利用活性炭发达的细孔结构（平均孔径0.01~0.03μm）和巨大的比表面积（比表面积500~2500m2/g）将果胶溶液中的色素物质予以吸附。

在食品、制药等工业生产的脱色工艺中运用广泛。

但由于活性炭颗粒细小，比表面积大，会使果胶中混入少量活性炭，从而使果胶质量下降，如果增加过滤次数，又降低了果胶的收率，增加生产成本。

因此，活性炭脱色一般都与其他脱色技术混合使用。

（2）双氧水脱色双氧水脱色法是一种化学脱色法，主要是利用双氧水的氧化功能将果胶中有色物质的发色基团破坏去色。

这种破坏是不可逆地化学反应，因此脱色后不会返色。

双氧水脱色的缺点为在果胶生产过程中又引入了新的杂质，并且，双氧水的强氧化性同样会使得果胶分子被氧化，导致果胶质量下降。

另外，果胶作为一种增稠剂，主要是应用于食品加工上，残留的双氧水更会威胁到人体健康。

（3）大孔树脂脱色法大孔吸附树脂是20世纪60年代发展起来的一类新型高分子分离材料，具有良好的吸附性能。

上世纪90年代后，其应用日趋广泛，特别是在天然产物的分离纯化方面逐渐显示出其优越性。

吸附树脂利用树脂的离子交换或吸附功能将溶液中的色素或离子予以去除。

其优点主要是处理能力大，脱色容量高，能除去各种不同的离子和色素，可以反复再生使用，使用寿命长，运用费用较低。

有文献表明，对于果胶的提取液而言，活性炭与树脂的脱色效果差异不很明显。

而采用硫酸铝沉淀果胶后发现，用活性炭脱色的果胶沉淀干燥后呈灰色，而用树脂脱色的呈淡黄色。

同时，活性炭脱色的果胶产品灰分含量比树脂脱色的高，原因在于活性炭除碳不能彻底去除造成的。

（4）醇氨溶液脱色将沉析好的果胶放入醇氨溶液中，利用果胶在乙醇中的溶解度很小，醇氨溶液的乙醇将果胶中的色素与杂质溶出而脱色，其脱色效果优于活性炭。