柚子皮果胶的提取及软糖的研制

刘 芳，沈清清，陈红惠，苟 丽，喻树娜

(1.文山学院 化学与工程学院，云南 文山 663099； 2.文山学院 环境与资源学院，云南 文山 663099)

柚子果肉中富含多种维生素，人体必需的16种氨基酸以及多种生理活性成分，如柚皮甙、橙皮甙、活性多糖、类黄酮化合物等[1]；果皮中主要含有果胶和纤维素[2-3]。果胶是由半乳糖醛酸与鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖等中性糖聚合而成，是一种白色至浅黄色的粉末，是植物细胞的组成成分。同时也是良好的凝胶剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂，被广泛用于食品、药品、化妆品等行业[4]。

早在80年代果胶就被国际食品标准委员会认定为食品添加剂，果胶软糖作为凝胶糖果的一种，在当今市场盛行的糖果制品中，占有相当大的比例。果胶软糖热量低，口感好，具有新鲜水果的独特风味，对心脑血管疾病具有一定的治疗功效，因此，受到了广大消费者的喜爱[5-6]。

目前，我国柚子的年产量有400多万t，数量之庞大，每个柚子的皮的重量占了整个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当做垃圾处理，不仅造成资源的极大浪费，而且污染环境[7-8]。而柚子皮中果胶含量特别高，果胶质量好，具有良好的开发利用价值。

1 实验部分

1.1 材料与试剂

95%乙醇 AR(天津市风船化学试剂科技有限公司)，无水乙醇 AR(天津市风船化学试剂科技有限公司)，盐酸 AR(四川西陇化工有限公司)，氨水AR(天津市风船化学试剂科技有限公司)，颗粒活性炭、干柚子皮，果胶(自提)、娃哈哈纯净水、柠檬酸，白砂糖(昆明裕泰兴商贸有限责任公司)，葡萄糖(云南九九九食品有限公司)。

1.2 仪器设备

电磁炉(九阳股份有限公司)，MJ-25BM05B九阳豆浆机(杭州九阳生活电器有限公司)，W21D型恒温水浴锅(上海申顺生物科技有限公司)，SK-18T型超声清洗仪(上海科导超声仪器有限公司)，800型离心机(金坛市大地自动化仪器厂)，SH-III型循环水式多用真空泵及抽滤装置(郑州长城科工贸有限公司)，DHG-9140A型鼓风干燥箱(上海-恒科学仪器有限公司)，电子天平(梅特勒-恒科学仪器有限公司)。

1.3 实验方法

1.3.1 柚子皮果胶提取工艺路线

柚子皮→挑选→清洗→切碎→干燥→复水→灭酶→沥干、绞碎→酸水解→超声提取→脱色→沉淀→浓缩干燥→成品

1.3.2 果胶提取具体操作方法

复水：取20 g干柚子皮浸泡于水中2～3 h，起到复水和除去大部分糖、芳香物质、苦味和减少色素，并除去原料中农药残留、化肥残留等有害物质的作用。

灭酶漂洗：将复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次至漂洗液颜色呈浅色。

沥干、绞碎：漂洗后拧干，用打浆机绞成3～5 mm的粒度，增加柚子皮与盐酸溶液的接触面积。

超声波提取：称取10 g柚子皮于烧杯中，混合一定体积(以淹没柚子皮为准)的2 moL/L的盐酸溶液和水，放入水浴锅中恒温搅拌，随后超声提取，并调pH值为3.5～4。

脱色：用活性炭对提取液进行脱色。

沉淀：待浓缩液冷却后，缓慢不断搅拌(搅拌太快会把已凝聚在一起的果胶搅散，不利于后期果胶的分离)下加入95%乙醇，加入的乙醇量约为原体积的1倍，静置1 h后离心分离。

干燥：把沉淀放置于蒸发皿上，于60℃的恒温鼓风干燥箱中干燥6～8 h，得到果胶成品。

1.3.3 产率计算

产率=m果胶/m柚子皮

1.3.4 软糖制作工艺路线

果胶、白砂糖→浸泡柠檬酸、椰果

↓ ↓

白砂糖、葡萄糖、水→溶化→熬糖→调和→注模→成型→冷却→脱模→成品

1.3.5 软糖制作具体操作方法

果胶复水∶果胶和水按(1∶20)的比例加热煮沸1 min后浸泡一段时间使其复水。

熬煮与浇模：将白砂糖、葡萄糖混合后加水熬溶，然后与复水后的果胶混合熬煮，随后加入柠檬酸、果粒再熬煮片刻，即可趁热浇入模具。

成型：糖液浇模后，静置至室温，让其凝胶成型。

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

2.1.1 不同料液比(g∶mL)对果胶提取率的影响

分别称取4份10 g预处理后的柚子皮按照料液比分别为1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，将pH值调到2.0，用75℃水浴加热30 min后用超声波清洗仪超声提取40 min，以研究不同的料液比对果胶提取率的影响。如图1所示。

图1 不同料液比对果胶提取率的影响

由图1可知，刚开始，果胶的提取率，随着料液比的增大也增大。料液比为1∶20时提取率最高，随后果胶的提取率反而随着料液比的增加开始下降。

2.1.2 不同浸提pH值对果胶提取率的影响

图2 不同浸提pH值对果胶提取率的影响

分别称取4份10g预处理后的柚子皮按照pH值分别为1.0，2.0，3.0，4.0；料液比为1∶20，75℃水浴加热30 min后用超声波清洗仪超声提取40 min，以研究不同的提取pH值对果胶提取率的影响。如图2所示。

由图2可知，果胶提取率在pH值=2.0时最大。

2.1.3 不同水浴加热温度对果胶提取率的影响

分别称取4份10 g预处理后的柚子皮按照水浴加热温度分别为70，75，80，85℃水浴加热30 min，料液比为1∶20，pH值为2.0，考查不同的水浴加热温度对果胶提取率的影响。如图3所示。

图3 不同水浴加热温度对果胶提取率的影响

由图3可知，果胶的提取率先随着随着加热温度的升高而增大，80℃时提取率达到最大，随后开始下降。

2.1.4 不同超声提取时间对果胶提取率的影响

分别称取4份10g预处理后的柚子皮按照超声提取时间分别为20，30，40，50 min，料液比为1∶20，调节浸提pH值为2.0，75℃水浴加热30min，研究不同的超声提取时间对果胶提取率的影响。如图4所示。

图4 不同超声提取时间对果胶提取率的影响

由图4可知，在40 min以内，随着超声提取时间的增大果胶的提取率液随之增大，在超声提取40 min时，果胶的提取率最高；在40 min以后，随着超声提取时间的延长，果胶提取率不升反降，再延长超声提取时间并不能达到提高果胶提取率的效果。

2.2 正交试验

根据考查的料液比(A)、pH值(B)、水浴加热温度(C)、超声提取时间(D)四个因素设定了三个水平进行正交试验，见表1，结果见表2。

表1 正交因素实验水平表

表2 L9(34)正交试验表及结果

从表2数据分析可知，RA>RC>RB>RD，所以四个因素中料液比对果胶提取率的影响最大，浸提pH值对果胶提取率影响最小。超声波辅助提取柚子皮果胶的最佳工艺为A2B2C3D1，即料液比1∶20(g∶mL)，提取时间40 min，水浴加热温度85℃，浸提pH值为1。

2.3 果胶软糖的感官评定标准

表3 评定方式及评分标准

依据SB/T 10021-2017的指标制定了果胶软糖的评分标准，如表3所示[9]。同时对不同制备方式下果胶软糖的感官进行了综合评定和评分[10]。

2.3.1 果胶用量对软糖风味的影响

分别称取1.0，2.0，3.0，4.0 g，白砂糖15 g，葡萄糖20 g，柠檬酸0.2 g，5 g椰果研究不同的果胶用量对软糖的成形及口感的影响。如表4所示。

表4 果胶用量对软糖风味的影响

由表4可得，随着果胶用量的增加，软糖的弹性、软硬度和口感也随之变好，在果胶用量为3.0 g时各方面的表现最佳。

2.3.2 葡萄糖和白砂糖用量比例对软糖风味的影响

白砂糖和葡萄糖的比例分别为10∶15，15∶20，20∶20，15∶15，果胶3 g，柠檬酸0.2 g，5 g椰果制作软糖，以研究不同的糖料比对软糖风味的影响。如表5。

表 5 糖料比对软糖风味的影响

由表5得，糖料比为15∶20的时候口感刚好，甜而不腻。

2.3.3 柠檬酸用量对果胶风味的影响

分别称取0.1，0.2，0.3，0.4 g柠檬酸，3 g果胶，白砂糖15 g，葡萄糖20 g，5 g椰果制作软糖，研究不同柠檬酸用量对软糖风味的影响。如表6所示。

表6 柠檬酸用量对软糖风味的影响

由表6得，随着柠檬酸用量的增大，酸味随之增大，柠檬酸的用量为0.3 g时口感极佳，酸甜可口。

由上述实验得出，柚皮果胶软糖的最佳配方为：3 g果胶，15 g白砂糖，20 g葡萄糖，0.3 g柠檬酸，5 g椰果，此配方制作出来的软糖风味极佳。

3 结论

3.1 果胶的提取

通过实验研究得出，超声波辅助提取柚子皮果胶的最佳工艺是：料液比1∶20(g∶mL)，浸提pH值为1，水浴加热温度为85℃，提取时间为40 min。超声辅助提取柚子皮果胶设备简单，用时相对较短，提取量可观，有较强的可操作性，提取时所用方法和试剂在食用方面较安全。

3.2 软糖的制作

果胶软糖制作的最佳工艺为：果胶3 g，白砂糖15 g，葡萄糖20 g，柠檬酸0.3 g，椰果5 g。此配方下制作出的软糖糖体不粘连，弹性良好，抗返砂性好，酸甜适中，口感细腻，风味最佳。

柚子皮果胶软糖营养保健，在尽量减少各种添加剂使用的情况下，能制作出口感良好的果胶软糖，作为原料的果胶具有降脂、降血压、降血糖、预防动脉硬化等的功能，三高患者也可以放心食用。现在的消费者注重健康养生、绿色环保的食物消费观念，在相比其他更注重养生，所以，柚皮果胶软糖在投入生产之后该会受到广大消费者的喜爱。而且也降低了资源的浪费，提高了生活水平，保证了健康。