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桔皮的综合利用

时间:2014-11-12 09:35    来源:

    

日期:2014-11-06 16:13 作者: 来源:中国食品科技网 
 
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    1 前言

    全世界有80多个国家栽培柑桔,其产量居所有水果之首,已达3亿多万吨,1999~2000年世界柑橘生产总量约为9088.68万吨。中国是世界上主要的柑桔生产国之一,1997年中国柑桔种植面积为1962万亩,产量达到1010.2万吨,1999年为1078.71万吨,种植面积居世界第一,产量居世界第三。柑桔鲜食和加工下脚料的桔皮数量约占柑桔产量的20%,除了水分、纤维素、木质素外,还含有丰富的香精油、色素、果胶、橙皮甙等,是一种可以更新的生物资源,在中国大部分未得到利用而被废弃,造成很大的浪费,而且带来了环境污染问题。如果将这一资源加以综合利用,就会变废为宝,大大提高柑桔产业的经济效益。

    2 柑桔皮的综合利用

    2.1 提取桔皮油

    柑桔皮有多种利用途径,其中最主要的是用来提取桔皮油,同时是苧烯最重要的天然来源。提取桔皮油有冷榨、蒸馏、浸提法等,使用最普遍的是水蒸汽蒸馏法。水蒸汽蒸馏法原理:桔油是一种挥发性芳香油,存在于果皮细胞中,利用水蒸汽蒸馏时,因温度升高和水分侵入,含油细胞胀破,油随水蒸汽蒸馏出来,经冷凝及油水分离,从而得到桔油。鲜桔皮出油率为1%~2.4%,干皮为3%~4%。采用冷榨法提取的桔油香气更近于鲜果香。无论采用哪一种方法,提取完的果渣均可作为其它用途,例如作为饲料、副食品,或是用来提取果胶、橙皮苷。

    桔皮油是香料油中重要大宗商品之一,用途很广,广泛用作食品、日用化学品、香精香料化妆品工业,部分用作药用。

    2.2 提取桔皮色素

    食用色素作为一种食品添加剂,被广泛应用于食品制作中。近十几年,开发天然食用色素代替人工合成色素成为食品色素行业的发展趋势。从人们长期食用的果蔬中提取食用的天然色素食用安全性好,所以世界各国正大力开发和利用食用天然色素。从桔皮中提取色素,不仅能变废为宝,提高柑桔的附加价值,而且可以把色素中的主要成份β-胡萝卜素及类胡萝卜素这些具有良好保健功能的物质添加到食品中,提高食品的营养价值。提取工艺:

    干桔皮→溶剂浸提→过滤→滤液→精制→浓缩→真空干燥→桔皮黄色素

    过滤→滤渣→利用

    浓缩→溶剂回收

    浸提液为95%(体积分数,下同)乙醇。浸提时将干枯皮与浸提液按质量比1∶4。也可以用不同浓度的乙醇浸体。柑桔种类较多,皮色由红到黄,深浅不一,因此不同的桔皮提取的色素性质有所不同。红色桔皮色素是以了T-胡萝卜素为主体的类胡萝卜素混合物,不溶于水,易溶于油;而黄色桔皮色素易溶于水,可能是以甲氧基黄酮类化合物及胡萝卜素中的叶黄素等的混合物。

    2.3 提取果胶  果胶是一种泛存在于植物中的多糖类高分子化合物,对组织起软化和粘胶作用。干桔皮中含有高达20%的果胶。就提取方法而言,主要有醇沉淀法和盐沉淀法两种,醇沉淀法产品色泽较好。

    醇沉淀法常用乙醇,也有用异丙醇,其中一种提取工艺如下:

    0.5%的HCl→保温浸提

    0.5%NaOH→调节pH值

    异丙醇→醇析

    70%异丙醇→醇洗

    干桔皮→保温浸提→过滤→滤液→脱色→调节pH值→醇析→过滤→滤液→醇洗→真空干燥→产品

    过滤→滤渣→制活性碳或橙皮苷

    果胶提取得率因工艺的不同而不同,最高提取得率可达21.6%(干皮)。果胶是人体七大营养素中膳食纤维的主要成份,具有良好的抗腹泻、抗癌、治疗糖尿病和减肥等功效,并且果胶具有良好的凝胶性和乳化稳定性,在食品工业中应用广泛,也是医药和化妆品工业不可缺少的辅料。果胶作为食品添加剂,以其优良的口感和具有低糖,低热量的性能,在国内外市场上销路很好,年增长率约为4%~5%。从农副产品中提取果胶,具有很大的经济效益和社会效益。

    2.4 提取橙皮苷

    桔皮中存在丰富的橙皮苷,含量约为3%。从桔皮中提取橙皮苷主要的传统方法是溶剂抽提法和碱液浸泡法。原料一般直接用桔皮,也可以用提取完果胶后的渣。一种优于传统的工艺方法溶剂--碱液法如下:

    95%的乙醇→保温浸提

    饱和氢氧化钙溶液→滤液

    稀盐酸→调节pH值

    95%乙醇→醇洗

    干桔皮→保温浸提→冷却过滤→滤液→静止过滤→滤液→调节pH值→静置→离心→沉淀→醇洗→水洗→干燥→产品

    橙皮苷是一种黄烷酮类的糖苷,纯品为白色针状晶体或淡黄色粉末,难溶于水,略带苦味,熔点258~262℃。它是构成维生素P的成份,具有维持血管正常渗透压,降低血管脆性、缩短出血时间等作用,是高血压和动脉硬化所致的血管疾病有效的治疗剂和预防剂。在欧洲,它还被用于制作治疗慢性血管疾病的口服药物。据新华网报道,由于橙皮苷具有扩张毛细血管的功能,日本资生堂公司正在使用橙皮苷开发具有高度光亮效果的口红。此外由橙皮苷制取得甲基橙皮苷可制成药用化妆品、营养化妆品及治疗黑斑、雀斑等皮肤的药物。

    2.5 制取桔皮粉:工艺流程:

    清水→浸泡

    干桔皮→浸泡→盐水煮→漂洗→干燥→粉碎→过筛→溶剂处理→抽滤→滤渣干燥→粉碎→过筛→成品

    抽滤→溶剂回收

    桔皮粉是桔皮综合利用的产品之一,是一种良好的增量填料,可作为层压板用的粘合剂,还可以广泛地用于营养果酱、冰淇淋、雪糕、酸奶、馅饼等食品中,以改善食品的组织结构,提高食品的风味及口感;添加于冷冻饮品中,可提高此类食品的胶凝能力和保型性,使之不易融化,延长其保藏期。

    2.6 制取天然饮料混浊剂

    为了使果汁饮料尤其是低果汁含量的果汁饮料具有良好的外观和提高贮存期的稳定性,一般都采用添加混浊剂的方法,由于合成混浊剂的使用受到严格的限制,因此开发天然饮料浑浊剂是必要的。桔皮作为一种理想的制取天然混浊剂的原料,从中国目前的实际情况出发,一方面加强了柑桔皮资源的综合利用,提高柑桔的经济效益,另一方面为果汁饮料提供一种良好的天然混浊剂,以取代使用合成混浊剂。制取混浊剂的工艺流程:

    稀盐酸→沸水蒸煮

    果胶酶→酶解

    鲜桔皮→沸水蒸煮→清水漂洗→沥干→磨浆→调节pH值→酶解→压榨过滤→滤液→灭酶→产品

    磨浆按桔皮∶水=1∶2或1∶3的比例混合,绞碎成桔皮浆液或用胶体磨进一步磨碎成微细颗粒的桔皮浆液,调节酸度至pH5.0,酶解温度50℃。灭酶时间为5min,温度95℃。

    2.7 提取抗氧化剂

    食用抗氧化剂是重要的食品添加剂之一,它能减缓油脂及富油食品的酸败变质,延长食品保存期。由于合成抗氧化剂对人体健康不利,20世纪70年代以来开发天然抗氧化剂已成为食品科学工作者的研究热点。以下是桔皮其中一种抗氧化剂的提取工艺:

    干桔皮→粉碎→有机溶剂漫提→过滤→滤液→减压浓缩→产品

    浸提溶剂可以是乙酸乙酯、无水乙醇和乙醚,浸取条件为:室温,密封搅拌,漫取10h。将以上浸取液过滤,滤液在70℃以下减压浓缩至无滤液馏出再保持30min,得不同溶剂的提取物,提取物对油脂具有优良的抗氧化能力。

    2.8 制取天然防霉剂

    现代科学研究证明,桔皮的一些成份有抑制细菌、杀灭疥螨、蝇蚤的功效。日本农业专家从桔皮提取的挥发油添加于饲料中,可延长饲料的保存期。霉菌是饲料的主要污染物。为了控制饲料霉变,使用天然防霉剂能够克服化学合成防霉剂的毒副作用大及残留期长等缺点。制取防霉剂的工艺如下:

    有机溶剂→保温浸提

    溶剂回收→减压蒸馏→油状提取物

    干桔皮粉→保温浸提→冷却过滤→滤液→减压蒸馏→油状提取物→制备乳剂→产品

    产品的制备按干胶法制备乳剂,其桔皮提取物∶蒸馏水∶阿拉伯胶按4∶3∶1的比例混合,迅速研磨制成初乳,最后稀释浓度为60%,装瓶。其中有机溶剂用乙醚提取杀菌效果较好。经研究,该产品对草酸青霉、烟曲霉、镰形镰刀菌、黄曲霉、杂色曲霉等均有抑杀作用。

    2.9 制取柠檬酸

    制取柠檬酸可利用提取完果胶或桔皮油后的果渣,其工艺如下:

    碳酸钙→沉淀

    硫酸→酸解

    柑桔残渣→压榨→汁→浓缩→糖蜜

    柑桔残渣→压榨→固形物→干燥→陈皮

    糖蜜+陈皮→混合→灭苗→接种→发酵→沉淀→过滤→滤渣→酸解→浓缩→晶体→洗涤→甩干→干燥→产品