当前位置：首页 > 铁盐沉淀法从马铃薯渣中提取果胶工艺的研究
能提高果胶产率，增大胶凝力，改善产品的颜色[10]。 1.4.2 微波法
用传统的加热方法提取果胶需要高温和长时间加热，原料中的果胶不可避免地产生变性和分解破坏，且提取的果胶数量和质量也不理想。微波是频率 0.3～ 300 GHz之间的电磁波，即波长在 1O0～0.1cm 范围内的电磁波，用于天然成分的提取，选择性强，操作时间短，溶剂耗量小，受热均匀，不会破坏果胶长链结构，得率和质量都有所提高，并且能极大限度地保留分离组分的天然活性。21世纪初，美国发表了用微波加热技术提取果胶的专利权。在国内，一些科研工作者，以橘皮、柚皮、向日葵盘等为原料，采用微波法提取果胶，以降低成本，节约能耗，并保证果胶成品质量为目的，作了大量的探讨[4]。 1.4.3 酸法
酸提取法是一种最古老的工业果胶生产方法，其基本原理是将植物细胞中的非水溶性果胶在稀酸中转化成水溶性果胶，并萃取出来。常用的酸有盐酸、六偏磷酸、草酸等。经酸萃取后得到很稀的果胶水溶液，将果胶分离出来的方法有沉淀法、盐析法、电解沉淀法和胶体沉淀法等，但在工业生产中常采用醇沉淀法和盐析法。醇沉淀法的基本原理是利用果胶不溶于醇类溶剂的特点，加人大量醇，使果胶的水溶液中形成醇一水的混合剂以使果胶沉淀出来。醇沉淀法属于最早工业化的方法，但其生产成本高，成品质量低，且能耗大，规模化生产困难。 盐沉淀法是目前在经济上比较可行的提取果胶方法。盐沉淀法提取果胶的基本原理是根据果胶中的游离羧基(一COOH)容易被钾、钠、铵等离子中和的这一特性，加氨水中和果胶，加盐沉淀果胶，从而会有不溶于水的果胶酸盐和少量的盐的氢氧化物沉淀以及其它杂质产生。经分离后，用酸和醇的混合液洗沉淀，酸与金属离子发生置换反应生成果胶，而少量的盐的氢氧化物沉淀消失。生成的果胶不溶于乙醇而沉淀下来，氯酸盐等溶于醇的水溶液中，分离得果胶。 现在主要的盐沉淀法有混合盐析法、铝盐法和铁盐法。此外，还有铜盐法，有文献报道，以松树皮及向日葵盘为原料，利用Cu2+盐使果胶生成络合物沉淀析出，并使其溶解，然后除去Cu2+，再通过乙醇沉淀析出果胶。在这些盐析法中铝盐法比较早，有运用铝盐法从向日葵梗和杆芯、苹果渣、佛手瓜及仙人掌等原料中提取果胶的研究报道，和醇沉淀法相比，降低了成本及能耗，且果胶的酯化度
比醇沉淀法高，凝胶强度大。混合盐析法采用铁、铝混合盐沉析果胶，通过从柑桔皮及烟末中提取果胶产品的实验中证明，混合盐析法提取出果胶较单一盐析法要好，得到的产品色泽好，产率高，所得到的沉淀性状好，易于分离，且色泽较浅，因此，混合盐析法在盐析法中是一种比较好的沉析果胶的方法。但是铝盐法提取得到的果胶，果胶铝结合紧密，不易除去铝离子，灰分高。科学工作者在大量的实验研究基础上，又相继提出了铁盐法和混合盐析法等。其中铁盐法产率较高，质量稳定，凝胶强度大，并有研究表明，运用铁盐法从柑桔皮提取的果胶产品质量稳定，并省去传统乙醇法的浓缩步骤，简化了工艺，乙醇耗量可降低 50％ 且得率高[2]。
1.5 马铃薯果胶的提取
果胶作为一种食品添加剂，我国至今仍未形成规模化大生产，每年需进口大量食用果胶以满足食品行业的需求。影响工厂规模化生产果胶的主要原因是采用常规法生产果胶时，酒精耗量大，加之酒精价格的逐年上涨，使得生产成本高。国外对果胶的研究和商品化生产已经有了较大的发展。
我国是一个马铃薯生产大国，2001年世界马铃薯产量为 2.9亿吨，其中我国年产 0.6亿吨，居世界第一位。在国内马铃薯等薯类的深加工开发利用较晚，年产量约 78％被鲜食，8％烂掉，4％饲用，而用于深加工的马铃薯不足年产量的10％。在我国北方大部分地区马铃薯加工产品主要是提取淀粉，制作粉丝、粉条等，产生大量薯渣，薯渣通常作为饲料或废渣处理， 未能充分合理利用,且鲜薯渣含水量高达 80％，不易储存、运输，腐败变质后产生恶臭，造成环境污染；若烘干制成干饲料则成本过高，增加企业负担，通常作为饲料或废渣处理，利用程度较低。随着我国马铃薯产业化发展，马铃薯淀粉加工带来的废渣处理问题越来越受到重视。2001年8月6日在兰州、召开的“中国马铃薯学术年会”上将薯渣综合利用的问题列为今后马铃薯加工企业重点解决的问题[11]。
目前，果胶在国内外市场上销路很好，但果胶作为一种食品添加剂在我国还处在试验阶段，我国虽开始有些单位进行果胶的研制，但质和量都不理想，仍需进口，进口价高达 160～200元/kg。利用我国大量的食品工业再生资源(如柑桔皮、苹果渣、马铃薯渣)生产果胶，具有很大的经济效益和社会效益[2]。 因此本文从马铃薯渣中提取果胶不仅有极大的工业价值，而且对综合开发、
利用马铃薯资源，提高原材料利用率，减少环境污染，有重要的实际意义。马铃薯渣是以鲜薯为原料加工淀粉后的副产品，含有大量的纤维素、果胶及少量蛋白质等可利用成分，具有很高的开发利用价值。对果胶的提取，前人曾作过不少对柑桔，香蕉，苹果等果胶含量丰富的植物进行果胶提取，但是对果胶含量同样丰富的马铃薯的果胶提取研究报道却不是很多，没有得到足够的重视，根据相关资料显示，马铃薯原料中果胶含量在 15%左右[4]，表明薯渣中含有丰富的果胶，是一种良好的果胶提取原料。因此如何提高马铃薯果胶的产量，是很值得我们研究的一个重要问题。
目前广泛应用的是乙醇沉淀法提取果胶，但是乙醇消耗量太大，且需要真空浓缩，所以并不适合工艺化大生产。对从马铃薯渣中提取果胶，已有微波法提取的相关报道，所以本文采用铁盐沉淀法提取果胶，得出铁盐沉淀法的最佳工艺条件，对从马铃薯渣中提取果胶的的工业化大生产具有一定的实际的意义。 本文就利用酸萃取铁盐沉淀法从含果胶很丰富的马铃薯中提取果胶，对提取果胶的方案进行研究，以获得提取马铃薯果胶的优化方案，对提高马铃薯的果胶产量及综合的利用具有一定的实际意义。
铁盐法实验原理，是根据果胶中的游离羧基(—COOH ) 容易被钾、钠、铵等离子中和的这一特性, 所以本实验加入氨水中和果胶中的游离羧基(—COOH ), 再加入高价铁盐沉淀果胶, 从而得到不溶于水的果胶酸盐和少量Fe(OH)3 以及其它杂质产生。经分离后, 由酸和醇的混合液洗沉淀,酸与金属离子发生置换反应生成果胶,而少量Fe(OH)3 沉淀消失，生成的果胶不溶于醇而沉淀下来[12]。
2 材料及工艺
2.1 材料
2.1.1 原料
农院菜场购买的成熟，无虫害，无霉变的马铃薯。 2.2.2 试剂
盐酸，三氯化铁，乙醇，氨水等均为分析纯。 2.1.2 仪器
FA2104S型电子天平:上海天平仪器厂；
766－1型远红外辐射干燥箱:江苏省南通农业科学仪器厂； SY21－Ni8电热恒温水浴锅:北京长源实验设备厂； FW80型万能粉碎机:天津泰斯特仪器有限公司； HI98128 PH计:上海第二分析仪器厂。
2.2 工艺及操作要点
2.2.1 工艺流程
盐酸 FeCl3 溶液 ↓ ↓
马铃薯渣的制取 → 马铃薯的预处理 → 酸萃取 → 沉淀果胶铁盐
→ 过滤 → 成品
↑ 盐酸和乙醇混合液 2.2.2 操作要点 2.2.2.1 马铃薯渣的制取
首先用水清洗马铃薯，待马铃薯干后，将其切碎，放入万能粉碎机中进行粉碎，将粉碎后的马铃薯渣倒入烧杯中，洗涤 2～3次，然后向烧杯中加水，静置 5 小时，然后过滤，所的滤渣即为提取淀粉后的马铃薯渣[13]。 2.2.2.2 马铃薯的预处理
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