柚子皮果膠的提取及軟糖的研制

劉 芳，沈清清，陳紅惠，茍 麗，喻樹(shù)娜

(1.文山學(xué)院 化學(xué)與工程學(xué)院，云南 文山 663099； 2.文山學(xué)院 環(huán)境與資源學(xué)院，云南 文山 663099)

柚子果肉中富含多種維生素，人體必需的16種氨基酸以及多種生理活性成分，如柚皮甙、橙皮甙、活性多糖、類黃酮化合物等[1]；果皮中主要含有果膠和纖維素[2-3]。果膠是由半乳糖醛酸與鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖等中性糖聚合而成，是一種白色至淺黃色的粉末，是植物細(xì)胞的組成成分。同時(shí)也是良好的凝膠劑、懸浮劑、乳化劑和穩(wěn)定劑，被廣泛用于食品、藥品、化妝品等行業(yè)[4]。

早在80年代果膠就被國(guó)際食品標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)認(rèn)定為食品添加劑，果膠軟糖作為凝膠糖果的一種，在當(dāng)今市場(chǎng)盛行的糖果制品中，占有相當(dāng)大的比例。果膠軟糖熱量低，口感好，具有新鮮水果的獨(dú)特風(fēng)味，對(duì)心腦血管疾病具有一定的治療功效，因此，受到了廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)[5-6]。

目前，我國(guó)柚子的年產(chǎn)量有400多萬(wàn)t，數(shù)量之龐大，每個(gè)柚子的皮的重量占了整個(gè)柚子重量的百分之二十左右，但是每年都有大量的柚子皮因得不到有效利用而被當(dāng)做垃圾處理，不僅造成資源的極大浪費(fèi)，而且污染環(huán)境[7-8]。而柚子皮中果膠含量特別高，果膠質(zhì)量好，具有良好的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與試劑

95%乙醇 AR(天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司)，無(wú)水乙醇 AR(天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司)，鹽酸 AR(四川西隴化工有限公司)，氨水AR(天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司)，顆粒活性炭、干柚子皮，果膠(自提)、娃哈哈純凈水、檸檬酸，白砂糖(昆明裕泰興商貿(mào)有限責(zé)任公司)，葡萄糖(云南九九九食品有限公司)。

1.2 儀器設(shè)備

電磁爐(九陽(yáng)股份有限公司)，MJ-25BM05B九陽(yáng)豆?jié){機(jī)(杭州九陽(yáng)生活電器有限公司)，W21D型恒溫水浴鍋(上海申順生物科技有限公司)，SK-18T型超聲清洗儀(上海科導(dǎo)超聲儀器有限公司)，800型離心機(jī)(金壇市大地自動(dòng)化儀器廠)，SH-III型循環(huán)水式多用真空泵及抽濾裝置(鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司)，DHG-9140A型鼓風(fēng)干燥箱(上海-恒科學(xué)儀器有限公司)，電子天平(梅特勒-恒科學(xué)儀器有限公司)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 柚子皮果膠提取工藝路線

柚子皮→挑選→清洗→切碎→干燥→復(fù)水→滅酶→瀝干、絞碎→酸水解→超聲提取→脫色→沉淀→濃縮干燥→成品

1.3.2 果膠提取具體操作方法

復(fù)水：取20 g干柚子皮浸泡于水中2～3 h，起到復(fù)水和除去大部分糖、芳香物質(zhì)、苦味和減少色素，并除去原料中農(nóng)藥殘留、化肥殘留等有害物質(zhì)的作用。

滅酶漂洗：將復(fù)水后的柚子皮放置在煮沸的水中浸泡5～7 min，后用水漂洗3～4次至漂洗液顏色呈淺色。

瀝干、絞碎：漂洗后擰干，用打漿機(jī)絞成3～5 mm的粒度，增加柚子皮與鹽酸溶液的接觸面積。

超聲波提取：稱取10 g柚子皮于燒杯中，混合一定體積(以淹沒(méi)柚子皮為準(zhǔn))的2 moL/L的鹽酸溶液和水，放入水浴鍋中恒溫?cái)嚢瑁S后超聲提取，并調(diào)pH值為3.5～4。

脫色：用活性炭對(duì)提取液進(jìn)行脫色。

沉淀：待濃縮液冷卻后，緩慢不斷攪拌(攪拌太快會(huì)把已凝聚在一起的果膠攪散，不利于后期果膠的分離)下加入95%乙醇，加入的乙醇量約為原體積的1倍，靜置1 h后離心分離。

干燥：把沉淀放置于蒸發(fā)皿上，于60℃的恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥6～8 h，得到果膠成品。

1.3.3 產(chǎn)率計(jì)算

產(chǎn)率=m果膠/m柚子皮

1.3.4 軟糖制作工藝路線

果膠、白砂糖→浸泡檸檬酸、椰果

↓ ↓

白砂糖、葡萄糖、水→溶化→熬糖→調(diào)和→注模→成型→冷卻→脫模→成品

1.3.5 軟糖制作具體操作方法

果膠復(fù)水∶果膠和水按(1∶20)的比例加熱煮沸1 min后浸泡一段時(shí)間使其復(fù)水。

熬煮與澆模：將白砂糖、葡萄糖混合后加水熬溶，然后與復(fù)水后的果膠混合熬煮，隨后加入檸檬酸、果粒再熬煮片刻，即可趁熱澆入模具。

成型：糖液澆模后，靜置至室溫，讓其凝膠成型。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 不同料液比(g∶mL)對(duì)果膠提取率的影響

分別稱取4份10 g預(yù)處理后的柚子皮按照料液比分別為1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，將pH值調(diào)到2.0，用75℃水浴加熱30 min后用超聲波清洗儀超聲提取40 min，以研究不同的料液比對(duì)果膠提取率的影響。如圖1所示。

圖1 不同料液比對(duì)果膠提取率的影響

由圖1可知，剛開(kāi)始，果膠的提取率，隨著料液比的增大也增大。料液比為1∶20時(shí)提取率最高，隨后果膠的提取率反而隨著料液比的增加開(kāi)始下降。

2.1.2 不同浸提pH值對(duì)果膠提取率的影響

圖2 不同浸提pH值對(duì)果膠提取率的影響

分別稱取4份10g預(yù)處理后的柚子皮按照pH值分別為1.0，2.0，3.0，4.0；料液比為1∶20，75℃水浴加熱30 min后用超聲波清洗儀超聲提取40 min，以研究不同的提取pH值對(duì)果膠提取率的影響。如圖2所示。

由圖2可知，果膠提取率在pH值=2.0時(shí)最大。

2.1.3 不同水浴加熱溫度對(duì)果膠提取率的影響

分別稱取4份10 g預(yù)處理后的柚子皮按照水浴加熱溫度分別為70，75，80，85℃水浴加熱30 min，料液比為1∶20，pH值為2.0，考查不同的水浴加熱溫度對(duì)果膠提取率的影響。如圖3所示。

圖3 不同水浴加熱溫度對(duì)果膠提取率的影響

由圖3可知，果膠的提取率先隨著隨著加熱溫度的升高而增大，80℃時(shí)提取率達(dá)到最大，隨后開(kāi)始下降。

2.1.4 不同超聲提取時(shí)間對(duì)果膠提取率的影響

分別稱取4份10g預(yù)處理后的柚子皮按照超聲提取時(shí)間分別為20，30，40，50 min，料液比為1∶20，調(diào)節(jié)浸提pH值為2.0，75℃水浴加熱30min，研究不同的超聲提取時(shí)間對(duì)果膠提取率的影響。如圖4所示。

圖4 不同超聲提取時(shí)間對(duì)果膠提取率的影響

由圖4可知，在40 min以內(nèi)，隨著超聲提取時(shí)間的增大果膠的提取率液隨之增大，在超聲提取40 min時(shí)，果膠的提取率最高；在40 min以后，隨著超聲提取時(shí)間的延長(zhǎng)，果膠提取率不升反降，再延長(zhǎng)超聲提取時(shí)間并不能達(dá)到提高果膠提取率的效果。

2.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)考查的料液比(A)、pH值(B)、水浴加熱溫度(C)、超聲提取時(shí)間(D)四個(gè)因素設(shè)定了三個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，見(jiàn)表1，結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 正交因素實(shí)驗(yàn)水平表

表2 L9(34)正交試驗(yàn)表及結(jié)果

從表2數(shù)據(jù)分析可知，RA>RC>RB>RD，所以四個(gè)因素中料液比對(duì)果膠提取率的影響最大，浸提pH值對(duì)果膠提取率影響最小。超聲波輔助提取柚子皮果膠的最佳工藝為A2B2C3D1，即料液比1∶20(g∶mL)，提取時(shí)間40 min，水浴加熱溫度85℃，浸提pH值為1。

2.3 果膠軟糖的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

表3 評(píng)定方式及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)SB/T 10021-2017的指標(biāo)制定了果膠軟糖的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，如表3所示[9]。同時(shí)對(duì)不同制備方式下果膠軟糖的感官進(jìn)行了綜合評(píng)定和評(píng)分[10]。

2.3.1 果膠用量對(duì)軟糖風(fēng)味的影響

分別稱取1.0，2.0，3.0，4.0 g，白砂糖15 g，葡萄糖20 g，檸檬酸0.2 g，5 g椰果研究不同的果膠用量對(duì)軟糖的成形及口感的影響。如表4所示。

表4 果膠用量對(duì)軟糖風(fēng)味的影響

由表4可得，隨著果膠用量的增加，軟糖的彈性、軟硬度和口感也隨之變好，在果膠用量為3.0 g時(shí)各方面的表現(xiàn)最佳。

2.3.2 葡萄糖和白砂糖用量比例對(duì)軟糖風(fēng)味的影響

白砂糖和葡萄糖的比例分別為10∶15，15∶20，20∶20，15∶15，果膠3 g，檸檬酸0.2 g，5 g椰果制作軟糖，以研究不同的糖料比對(duì)軟糖風(fēng)味的影響。如表5。

表 5 糖料比對(duì)軟糖風(fēng)味的影響

由表5得，糖料比為15∶20的時(shí)候口感剛好，甜而不膩。

2.3.3 檸檬酸用量對(duì)果膠風(fēng)味的影響

分別稱取0.1，0.2，0.3，0.4 g檸檬酸，3 g果膠，白砂糖15 g，葡萄糖20 g，5 g椰果制作軟糖，研究不同檸檬酸用量對(duì)軟糖風(fēng)味的影響。如表6所示。

表6 檸檬酸用量對(duì)軟糖風(fēng)味的影響

由表6得，隨著檸檬酸用量的增大，酸味隨之增大，檸檬酸的用量為0.3 g時(shí)口感極佳，酸甜可口。

由上述實(shí)驗(yàn)得出，柚皮果膠軟糖的最佳配方為：3 g果膠，15 g白砂糖，20 g葡萄糖，0.3 g檸檬酸，5 g椰果，此配方制作出來(lái)的軟糖風(fēng)味極佳。

3 結(jié)論

3.1 果膠的提取

通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究得出，超聲波輔助提取柚子皮果膠的最佳工藝是：料液比1∶20(g∶mL)，浸提pH值為1，水浴加熱溫度為85℃，提取時(shí)間為40 min。超聲輔助提取柚子皮果膠設(shè)備簡(jiǎn)單，用時(shí)相對(duì)較短，提取量可觀，有較強(qiáng)的可操作性，提取時(shí)所用方法和試劑在食用方面較安全。

3.2 軟糖的制作

果膠軟糖制作的最佳工藝為：果膠3 g，白砂糖15 g，葡萄糖20 g，檸檬酸0.3 g，椰果5 g。此配方下制作出的軟糖糖體不粘連，彈性良好，抗返砂性好，酸甜適中，口感細(xì)膩，風(fēng)味最佳。

柚子皮果膠軟糖營(yíng)養(yǎng)保健，在盡量減少各種添加劑使用的情況下，能制作出口感良好的果膠軟糖，作為原料的果膠具有降脂、降血壓、降血糖、預(yù)防動(dòng)脈硬化等的功能，三高患者也可以放心食用。現(xiàn)在的消費(fèi)者注重健康養(yǎng)生、綠色環(huán)保的食物消費(fèi)觀念，在相比其他更注重養(yǎng)生，所以，柚皮果膠軟糖在投入生產(chǎn)之后該會(huì)受到廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。而且也降低了資源的浪費(fèi)，提高了生活水平，保證了健康。