柚子果膠生產工藝流程的設計

韓飛　袁如英　張紅強　林玉惠　陳秋鑫

摘 要：果膠是一類以D-半乳糖醛酸為單位的雜聚糖，具有降低人體膽固醇、血脂的作用，因性質穩定、安全無毒，被認定是天然食品添加劑，作為性狀優良的乳化劑、膠凝劑、增稠劑而廣泛應用于食品、醫藥、化妝品等。本設計運用酸解鹽析法對柚子皮中的果膠進行提取，改進了果膠提取傳統工藝乙醇沉淀法中加工時長較長、需要耗費大量乙醇的缺點，并根據所涉及的工藝流程，分析設備的選擇、車間布局原則、質量標準等方面，為了柚子果膠生產企業提供理論參考。

關鍵詞：柚子;果膠;酸解鹽析法;工藝設計;車間設計

Abstract：Pectin is a type of heteroglycan composed of D-galacturonic acid as a unit. It has the effect of reducing human cholesterol and blood lipids. Because of its stable， safe and non-toxic properties， it is recognized as a natural food additive and is used as an emulsifier with very good properties. It is widely used in food， medicine， cosmetics and other industries. This design uses the acid hydrolysis and salting-out method to extract the pectin in the grapefruit peel， which improves the disadvantages of long processing time and the need to consume a lot of ethanol in the traditional ethanol precipitation method of pectin extraction. According to the involved process， the selection of equipment is analyzed， Workshop layout principles， quality standards， etc.， to provide theoretical reference for the grapefruit pectin production enterprises

Key words：Grapefruit; Pectin; Acid hydrolysis and salting-out method; Process design; Workshop design

中圖分類號：TS209

我國果膠企業無論是生產種類還是生產規模上，仍處于剛起步的階段，國內仍需要從國外進口大量的果膠[1-2]。柚子屬于柑橘類水果，柚皮中含有較多的果膠。廣東省2019年柚子種植總面積達3.67萬hm2，產量85萬t，而梅州市沙田柚的種植面積約為1.53萬hm2、產量37萬t。以果皮占果實鮮重30%計算，每年可形成柚皮渣25.5萬t，僅部分作為果脯、蜜餞加工原料以外，其余大部分柚子皮均沒有充分利用，會對環境造成污染。因此，建立柚子果膠生產項目具有重要意義。

1 柚子果膠生產工藝流程設計依據

對果膠的提取一般采用傳統的酸解鹽析法，此方法需要先用堿將酸提取液調節成中性，再使用濃縮工藝對提取液進行濃縮;但提取液量大，真空濃縮耗時長、能耗大，設備成本較高。乙醇沉淀法需使用大量的乙醇使不溶于乙醇的果膠沉淀下來，不符合綠色環保、持續發展的理念，若添加乙醇回收的設備，則會增加工廠對土地、設備、維護、技術、管理等方面的投入。

本設計運用了酸解鹽析法對柚子皮中的果膠進行提取，改進了乙醇沉淀法中耗時長、設備及其維護費用較高、耗費大量乙醇等缺點，加入金屬鹽類物質（如硫酸鋁）沉淀不溶性果膠鹽，經離心沉淀分離，用鹽酸酸化的乙醇洗滌果膠鹽，鹽酸中的氫離子和果膠上的金屬離子發生取代反應，從而完成脫鹽的步驟。由于果膠不溶于乙醇，果膠遇到乙醇溶液沉淀下來，得果膠沉淀。

2 柚子果膠生產工藝流程

柚子果膠生產工藝流程為：柚皮原料→預處理→粉碎→酸解→離心分離→鹽析→離心→脫鹽→真空干燥→粉碎→包裝→成品。

具體工藝流程簡述如下：①原料預處理。精細挑選新鮮的柚子皮，除去腐爛、褐變等質量差的柚子皮以及塵土雜質。②料液送入提取罐內，加入適量水，控制料液溫度70 ℃，pH為1.5，恒溫20 min。③酸提取。使用去離子水進行硝酸提取，料液比控制為1∶5，調節料液pH為1.5。酸性提取液可將柚子皮中的果膠轉化為可溶性的果膠從而溶于提取液中，酸解溫度為70 ℃，時間為30 min。④離心過濾。將提取液離心過濾，提取液回流到提取罐內進行鹽析。⑤沉析、分離。提取液中加入適量硫酸鋁，攪拌10 min后待鹽析完全，將沉析液送入離心機進行步驟③，廢水排放到園區污水處理站。⑥脫鹽。析出的果膠放入脫鹽罐內進行脫鹽處理，脫鹽液的物料比例為60%乙醇+3%鹽酸+37%水，洗脫時間為10 min。⑦真空干燥。真空度700 mHg，溫度為70 ℃，最大持續時間為30 min。⑧粉碎、包裝。干燥后果膠有少許成塊狀，經打粉機粉碎后包裝，儲藏至成品倉庫。

3 柚子果膠生產設備的選擇

設備選型是保證產品高質量和反映生產水平計量標準的關鍵。設備的選擇應盡量基于生產過程和市場供應的要求，根據技術先進，經濟合理、適用、綠色、環保原則，以及工藝流程中所選設備的可行性、衛生性、防腐性、可維護性、可操作性和能源供應要求做出最優選擇。

設備選擇的原則：①在保證產品衛生質量安全和相應完成每班所設置的產量的同時，必須滿足每班次生產要求。②應選用較先進、機械化程度高，連續化程度較高的設備。③所選設備能充分利用物料，沒有較大的浪費，且耗能量少;具有較高的效率，節省成本;具有維修方便、可拆換功能、體積小等優點的設備可優先選用。④所選設備所生產的食品應符合國家食品質量安全要求，確保在整個過程不能對食品造成任何污染。

4 柚子果膠生產車間布置原則

根據工藝流程與工廠環境，合理地安排各個車間以及設備的布置，確定車間和各個設備的長、寬、高度和相應的擺放位置。車間布局設計是車間設計中非常重要的組成部分，車間建成后各個車間內的工作條件是否安全良好，車間是否滿足工藝流程設計中的所技術要求，車間內分配的勞動力是否能滿足生產，生產能否正常地進行下去以及設備的維護維修保養能否得到保障，這些都與車間布局的好壞有直接的關系。車間布置需要符合生產、安全、衛生中有關的要求準則。

5 柚子果膠質量標準

果膠質量應符合國家標準《食品安全國家標準 食品添加劑 果膠》（GB 25533-2010）。

5.1 感官指標

柚子果膠感官要求：色澤呈白色、淡黃色、淺灰色或淺棕色;組織狀態呈粉末。

檢驗方法：取適量樣品置于清潔、干燥的白瓷盤中，且在自然光線下，觀察其色澤和外觀。

5.2 理化指標

柚子果膠理化指標如表1所示。

6 結語

本設計闡述了國內外果膠生產、發展概括，從柚子果膠生產工藝流程設計依據及其生產工藝流程、設備的選擇、車間布局原則、質量標準等方面進行分析，以期為柚子果膠生產企業提供參考。

參考文獻：

[1]謝明勇，李精，聶少平.果膠研究與應用進展[J].中國食品學報，2013，13（8）：7-20.

[2]Guo Q，Su J Q ，Shu X ，et al. Development of High Methoxyl Pectin-Surfactant-Pea Protein Isolate Ternary Complexes：Fabrication， characterization and delivery of resveratrol[J]. Food Chemistry，2020（8）：706-712.