本发明涉及果胶制备领域，特别是涉及一种高乳化性低粘度的改性果胶的制备方法及高乳化性低粘度的改性果胶及其应用。
背景技术：
：果胶是人类营养中最常见的膳食纤维来源之一。果胶是一类结构复杂的杂多糖，主要由半乳糖醛酸通过1,4糖苷键链接而成，除了半乳糖醛酸外，果胶中还含有部分中性糖，如鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖和木糖等。半乳糖、阿拉伯糖和木糖主要存在于果胶侧链中，而鼠李糖不仅存在于果胶侧链中，一部分鼠李糖还与半乳糖醛酸形成鼠李半乳糖醛酸聚糖ⅰ(rg-ⅰ)的主链。果胶单糖构成是描述果胶化学组成的一个重要指标。目前工业化生产果胶多采用从苹果渣和柑橘皮渣中提取果胶，为了最大限度地保存果胶，生产条件一般在温度50℃～90℃之间进行，ph值控制在1.0～3.0之间，提取时间从几分钟到几小时不等，所得果胶分子量一般都超过200,000道尔顿。果胶一般作为胶凝剂，应用于果酱、糖果、镜面水果、烘焙果酱等领域，也可作为蛋白稳定剂，与牛奶中的酪蛋白结合，使牛奶在酸性介质中稳定。但常规提取方法得到果胶难以作为乳化剂。研究表明甜菜果胶不同于其他植物中提取到的果胶，甜菜果胶具有良好的乳化性和乳化稳定性。但是常规生产果胶的原料难以获的能够作为乳化剂使用的果胶。技术实现要素：为了解决上述问题，本发明提供了一种高乳化性低粘度的改性果胶的制备方法及高乳化性低粘度的改性果胶及其应用。本发明提供的高乳化性低粘度的改性果胶的制备方法及高乳化性低粘度的改性果胶能够有效提高常规原料来源制备得到的果胶的乳化性和乳化稳定性。为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：本发明提供了一种高乳化性低粘度的改性果胶的制备方法，包括以下步骤：1)取风干粉碎之后的柑橘皮或苹果渣,加入去离子水中，按质量比为1：(20～30)混合得到混合溶液，将混合溶液的ph值调节至3.5～5.5，30～60℃处理2～3h得到第一混合物；将第一混合物的ph值调节至1.5～3.0，40～80℃处理2～3h得到第二混合物；2)对第二混合物进行过滤处理，得到清液；3)浓缩清液得到浓缩液；4)将浓缩液升温至30～40℃，加入0.5‰～1.0‰的果胶甲酯酶后进行降酯反应得到混合物，将混合物的温度升至40～50℃后加入2.0‰～3.0‰的果胶裂解酶进行裂解反应得到汁液；所述降酯反应过程中浓缩液的ph值保持在2.0～5.5；所述裂解反应过程中混合物的ph值保持在3.0～5.5；所述降酯反应和裂解反应过程中保持ph值的方法包括流加naoh和koh的混合水溶液；所述果胶甲酯酶的酶活≥5000u/g，果胶裂解酶的酶活为2100u/g；所述naoh和koh的混合水溶液中naoh和koh的总浓度为0.5m；5)将汁液进行灭酶处理；6)向灭酶之后的汁液中加入碱性异丙醇，经过搅拌和压滤后得到高乳化性低粘度的改性果胶；所述碱性异丙醇与灭活汁液的质量比为3：1。优选的，所述步骤1)中混合溶液的ph值调节时使用的物质包括草酸，第一混合物的ph值调节时使用的物质包括浓硝酸，所述浓硝酸中硝酸的质量百分含量为65％～69％。优选的，所述步骤3)中浓缩的温度为80℃，浓缩的压力为2mp；所述浓缩后，浓缩液中果胶的质量百分含量为1％～2％。优选的，所述步骤4)中naoh和koh的混合水溶液中naoh与koh的质量比为1：(1.2～1.5)。优选的，所述步骤4)中降酯反应的时间为2～3h；所述裂解反应的时间为4～8h。优选的，所述步骤5)中灭酶处理包括：将汁液的ph值调至2.0并加热至90℃后持续2min。优选的，所述步骤6)中碱性异丙醇的ph为8～9。优选的，所述步骤6)中搅拌的时间为30min；所述压滤后还依次包括干燥和粉碎；所述干燥的温度为80℃，干燥的时间为180min。本发明还提供了上述制备方法制备得到的高乳化性低粘度的改性果胶，所述高乳化性低粘度的改性果胶的酯化度小于50％，分子量小于200000道尔顿，在60rpm，2％果胶浓度，25℃的条件下，所述改性果胶的粘度低于100mpa.s。本发明还提供了述的制备方法制备得到的高乳化性低粘度的改性果胶在乳化剂或代脂剂中的应用。本发明提供了一种高乳化性低粘度的改性果胶的制备方法，制备方法包括以下步骤：从原料中提取果胶混合物、过滤、浓缩、对经过浓缩后得到的浓缩液依次进行降酯反应、裂解反应和灭酶处理，向经过灭酶处理的汁液中加入碱性异丙醇后经过搅拌和压滤得到高乳化性低粘度的改性果胶。本发明通过果胶裂解酶分子链修饰技术，将果胶中水解鼠李半乳糖醛酸(rg-1)区域的糖苷键，使果胶产生有效可控制的分子量和较高中性糖含量，实现了果胶中性糖片段覆盖在乳化颗粒表面，降低乳化颗粒表面张力，形成乳化液，而大分子果胶片段则分散于乳化液的水相中，起维持乳化液稳定的作用，在食品加工中可用于乳化剂、代脂剂。由实施例可知，本发明提供的变性果胶具有较高的乳化活性和乳化稳定性。具体实施方式本发明提供了一种高乳化性低粘度的改性果胶的制备方法，包括以下步骤：1)取风干粉碎之后的柑橘皮或苹果渣加入去离子水中，按质量比为1：(20～30)混合得到混合溶液，将混合溶液的ph值调节至3.5～5.5，30～60℃处理2～3h得到第一混合物；将第一混合物的ph值调节至1.5～3.0，40～80℃处理2～3h得到第二混合物；2)对第二混合物进行过滤处理，得到清液；3)浓缩清液得到浓缩液；4)将浓缩液升温至30～40℃，加入0.5‰～1.0‰的果胶甲酯酶后进行降酯反应得到混合物，将混合物的温度升至40～50℃后加入2.0‰～3.0‰的果胶裂解酶进行裂解反应得到汁液；所述降酯反应过程中浓缩液的ph值保持在2.0～5.5；所述裂解反应过程中混合物的ph值保持在3.0～5.5；所述降酯反应和裂解反应过程中保持ph值的方法包括流加naoh和koh的混合水溶液；所述果胶甲酯酶的酶活≥5000u/g，果胶裂解酶的酶活为2100u/g；所述naoh和koh的混合水溶液中naoh和koh的总浓度为0.5m；5)将汁液进行灭酶处理；6)向灭酶之后的汁液中加入碱性异丙醇，经过搅拌和压滤后得到高乳化性低粘度的改性果胶；所述碱性异丙醇与灭活汁液的质量比为3:1。本发明取风干粉碎之后的柑橘皮或苹果渣加入去离子水中，按质量比为1：(20～30)混合得到混合溶液，将混合溶液的ph值调节至3.5～5.5，30～60℃处理2～3h得到第一混合物；将第一混合物的ph值调节至1.5～3.0，40～80℃处理2～3h得到第二混合物。本发明将柑橘皮或苹果渣置于60～70℃，更优选为65℃的水中，能够有效避免浸泡出的果胶在高温条件下发生裂解被破坏，尽最大程度的提取获得果胶。在本发明中，所述混合溶液的ph调节时使用的物质优选包括草酸，所述第一混合物ph值调节时使用的物质优选包括浓硝酸，所述浓硝酸中硝酸的质量百分含量优选为65％～69％，进一步优选为65％。在本发明中，所述去离子水的温度优选为60～70℃。本发明选择草酸和浓硝酸进行梯度两次提取，在使用浓硝酸降低ph值进行提取果胶的基础上，提前加入草酸有利于果胶的溶出，有效提高果胶的得率，同时还能有效避免提取出的果胶的裂解破坏，促使提取得到的果胶分子量更加均一。得到第二混合物后，本发明优选对第二混合物进行过滤处理，得到清液。本发明优选对所述第二混合物使用真空转鼓过滤机进行过滤得到清液。得到清液后，本发明浓缩清液得到浓缩液。本发明优选将浓缩液置于温度优选为80℃，压力优选为2mp的环境中进行浓缩；浓缩液中果胶的质量百分含量优选为1％～2％，进一步优选为1.5％。得到浓缩液后，本发明将浓缩液升温至30～40℃，加入0.5‰～1.0‰的果胶甲酯酶后进行降酯反应得到混合物，将混合物的温度升至40～50℃后加入2.0‰～3.0‰的果胶裂解酶进行裂解反应得到汁液；降酯反应过程中浓缩液的ph值保持在2.0～5.5，进一步优选为4.0～5.0；裂解反应过程中混合物的ph值保持在3.0～5.5，进一步优选为3.0～5.0；降酯反应和裂解反应过程中保持ph值的方法包括流加naoh和koh的混合水溶液；果胶甲酯酶的酶活≥5000u/g，果胶裂解酶的酶活为2100u/g。所述naoh和koh的混合水溶液中所述naoh和koh的混合水溶液中naoh和koh的总浓度优选为0.5m；所述naoh与koh质量比优选为1：(1.2～1.5)，进一步优选为1：1.2。本发明使用naoh和koh的混合水溶液能够起到调节体系ph的作用，还能够提高果胶裂解酶中含有的阿拉伯聚糖酶和阿拉伯半乳聚糖酶的活性，提高果胶中中性糖含量。在本发明中，所述降酯反应的时间优选为2～3h，进一步优选为3h；所述裂解反应的时间优选为4～8h，进一步优选为8h。本发明先进行降酯反应更便于果胶裂解酶切断鼠李半乳糖的醛酸长链，使产生的果胶的分子量更为可控，并显著降低果胶的粘度；再次经过裂解酶裂解能够产生大量的中性糖，中性糖含量提升能够有效实现果胶中性糖片段覆盖在乳化颗粒表面，降低乳化颗粒表面张力，形成乳化液，而大分子的果胶片段则分散于乳化液的水相中，起维持乳化液稳定的作用，从而起到乳化剂、代脂剂的技术效果。得到汁液后，本发明对经过降酯反应和裂解反应得到的汁液进行灭酶处理，灭酶处理的方法优选为：将汁液的ph值调至2.0并加热至90℃后持续2min。得到经过灭酶处理后的汁液后，本发明向经过灭酶处理后得到的灭酶汁液中加入ph优选为8～9的碱性异丙醇，经过搅拌和压滤后得到高乳化性低粘度的改性果胶；所述碱性异丙醇的ph值的调节方法优选为向异丙醇中添加氨水，直至碱性异丙醇的ph值到8～9。在本发明中，所述碱性异丙醇与灭酶汁液的质量比优选为3：1；所述搅拌的时间优选为30min。本发明压滤后优选还包括干燥和粉碎；所述干燥的温度优选为80℃，干燥的时间优选为180min；所述粉碎的粒径优选过60～200目。本发明还提供了上述制备方法制备得到的高乳化性低粘度的改性果胶，高乳化性低粘度的改性果胶的酯化度小于50％，进一步优选为20％～40％，分子量小于200000道尔顿，进一步优选为50000～150000道尔顿，在60rpm，2％果胶浓度，25℃的条件下，改性果胶的粘度低于100mpa.s，进一步优选为5～50mpa.s。本发明提供的高乳化性低粘度的改性果胶具有高乳化性和乳化稳定性。本发明还提供了上述制备方法制备得到的高乳化性低粘度的改性果胶在乳化剂或代脂剂中的应用。为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种高乳化性低粘度的改性果胶的制备方法及高乳化性低粘度的改性果胶进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。实施例1取2kg柠檬皮加入到60kg70℃的热水中，加入草酸将ph值调节至4.5，处理2h，再利用硝酸的质量百分含量为65％的浓硝酸将ph值调节至2.0，处理2h。通过真空转鼓过滤机过滤得到上清液60l。将清液倒入浓缩罐中，在80℃，2mp压力下进行浓缩，得到15kg浓缩液，浓缩液中果胶的质量百分含量为1.2％。将浓缩液倒入置于水浴锅的反应器中，水浴锅温度控制在40℃，加入0.5‰果胶甲酯酶，不断流加0.5mnaoh和koh混合溶液，naoh与koh质量比为1:1.2，使浓缩液的ph值保持在4.0～5.0左右，降酯反应2h后，加入2.0‰果胶裂解酶，不断流加0.5mnaoh和koh混合溶液，naoh与koh质量比为1:1.2，使ph保持在3.0～4.0左右，裂解反应进行4h。裂解反应结束后得到汁液，将汁液的ph值调节至2.0，加热到90℃后保持2min，使汁液中的果胶甲酯酶和果胶裂解酶失活。向进行灭酶处理之后的汁液中加入60l的碱性异丙醇，碱性异丙醇的ph值为8～9。搅拌30min，压滤后获得高乳化性低粘度的改性果胶。干燥机进行80℃干燥180min，研磨获得粉末状高乳化性低粘度的改性果胶。高乳化性低粘度的改性果胶的de值为35.3％，分子量为110650。实施例2取2kg柠檬皮加入到50kg65℃的热水中，加入草酸将ph值调节至3.5，处理3h，再利用硝酸的质量百分含量为65％的浓硝酸将ph值调节至1.5，处理3h。通过真空转鼓过滤机过滤得到上清液45l。将清液倒入浓缩罐中，在80℃，2mp压力下进行浓缩，得到10kg浓缩液，浓缩液中果胶的质量百分含量为1.5％。将浓缩液倒入置于水浴锅的反应器中，水浴锅温度控制在40℃，加入1.0‰果胶甲酯酶，不断流加0.5mnaoh和koh混合溶液，naoh与koh质量比为1:1.2，使浓缩液的ph值保持在4.0～5.0左右，降酯反应3h后，加入3.0‰果胶裂解酶，不断流加0.5mnaoh和koh混合溶液，naoh与koh质量比为1:1.2，使ph保持在3.0～4.0左右，裂解反应进行8h。裂解反应结束后得到汁液，将汁液的ph值调节至2.0，加热到90℃后保持2min，使汁液中的果胶甲酯酶和果胶裂解酶失活。向进行灭酶处理之后的汁液中加入60l的碱性异丙醇，碱性异丙醇的ph值为8～9。搅拌30min，压滤后获得高乳化性低粘度的改性果胶。干燥机进行80℃干燥180min，研磨获得粉末状高乳化性低粘度的改性果胶。高乳化性低粘度的改性果胶的de值为24.5％，分子量为70560。应用例1实验地点：烟台安德利果胶股份有限公司产品开发中心实验室实验对象：实施例1和实施例2提供的高乳化性低粘度的改性果胶；对比例1：未经过解聚处理的柑橘果胶；对比例2：阿拉伯胶。检测方法：将体积百分含量为4％葵花油分别和体积百分含量为2％的高乳化性低粘度的改性果胶、体积百分含量为2％未解聚柑橘果胶或体积百分含量为20％的阿拉伯胶混合(阿拉伯胶的用量高于果胶，20％浓度的阿拉伯胶可以获得最佳乳化性)，将ph调节至3.8，在24000rpm下均质1min。采用配有循环分散器的激光粒度分布仪分别测定制备当天、放置一天后和七天后乳化液中悬浮颗粒的粒径。结果见表1。表1实施例和对比例制备得到的乳化液中颗粒的粒径(μm)当天一天后七天后实施例10.91.21.2实施例21.11.31.3对比例13.33.03.7对比例21.11.51.6由表1可知，与对比例相比，本发明实施例提供的高乳化性低粘度的改性果胶制备得到的乳化液粒径明显小于或接近对比例中的粒径，而且实施例提供的高乳化性低粘度的改性果胶制备得到得乳化液在放置7天后乳化液粒径变化不显著。说明实施例提供的高乳化性低粘度的改性果胶能够起到有效维持乳化液稳定的作用。应用例2在应用例1的实验地点中，取实施例1、2和对比例1提供的果胶制成混合乳化液，并检测混合乳化液的各项数据，检测结果如表2所示。混合乳化液的制备方法：将体积百分含量为2％的果胶溶液分别与体积百分含量为20％的大豆油混合，搅拌(5000rpm,1min)后在300bar的条件下循环均质3次得到混合乳化液。混合乳化液的检测方法：分别将新鲜的混合乳化液分为多份置于透明带刻度的玻璃试管中，一部分进行乳化活性的检测，一部分进行乳化稳定性检测。乳化活性检测的方法为：将新鲜的混合乳化液在室温下3000g离心5min，测量总乳化液体积v1，初始乳脂层体积v2，乳化活性(ea)(％)＝100×v2/v1。乳化稳定性的检测方法为：将上述离心后得到的乳化液于室温下，在3000g下离心5min，测量此时乳脂层体积v3，乳化稳定性(es)(％)＝100×v3/v2。表2实施例和对比例制备得到的混合乳化液中乳化活性和乳化稳定性由表2可知，本发明提供的高乳化性低粘度的改性果胶具有较高的乳化活性和乳化稳定性，长期放置后仍不会出现分层现象。尤其是实施例2提供的高乳化性低粘度的改性果胶，用实施例2提供的高乳化性低粘度的改性果胶制备得到混合乳化液在各方面的性能均优于普通的果胶乳化液。说明本发明提供的高乳化性低粘度的改性果胶作为乳化剂有良好的表现，丰富了制备能够作为乳化剂的果胶的方法。虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。当前第1页12