一、目的要求
1、了解果胶的性质和提取原理；
2、掌握果胶的提取工艺；
3、了解果胶在食品工业中的用途。
二、实验原理
果胶广泛存在于水果和蔬菜中。例如苹果(以湿品计)中含量为0.7％-1.5%，蔬菜中则以南瓜中含量最多，含7％-17％。其主要用途是用作酸性食品的胶凝剂。目前果酱、果子冻、桔子果冻仍然是世界上果胶的主要产品。但随着果胶在了业上作为胶凝剂、增调剂以及保护胶体等用途的发展，用以制果酱的果胶的百分数必然减少。 果胶是一种每个分子含有几百到几干个结构单元的线性多糖，平均分子量大约在50000-180000之间，其基本结构是以α—l，4苷链结合的聚半乳糖醛酸，在聚半乳糖醛酸中，部分 羧基被甲醇酯化，剩余的部分与钾、钠或铵等离子结合。高甲氧基化果胶分子的部分链节如下： 在果蔬中果胶多数以原果胶存在。原果胶中，聚半乳糖醛酸可被甲基部分地酯化，并且以金属离子桥(特别是钙离子)与多聚半乳糖醛酸分子残基上的游离羧基相连结。其结构为：
原果胶不溶于水，用酸水解时这种金属离子桥(离子键)被破坏，即得到可溶性果胶。再进行纯化和干燥即为商品果胶。
甲氧基化的半乳糖醛酸残基数与半乳糖醛酸残基总数的比值称为甲氧基比度或酯化度。果胶的胶凝强度的大小是果胶的重要质量标准之一。影响胶凝强度的主要因素是果胶的分子量及酯化度。酯化度增大．胶凝强度增大，同时胶凝速度也加快。理论上完全酯化的聚半乳糖醛酸的甲氧基含量是16.32％，这时酯化度为100％，但实际上能得到的甲氧基含量最高值是12％--14％。一般规定甲氧基含量大于7％的为高甲氧基果胶，小于和等于7％的为低甲氧基果胶。从天然原料中提取的果胶最高酯比度为75％，食品工化中常用高甲氧基果胶来制果冻、果酱和糖果等．以及在汁液类食品中作增稠剂、乳化剂等，更高酯化度的果胶可通过用甲醇甲氧基化来获得。若在酸性和碱性条件下加热果胶，会使甲酯水解。苷链断裂．变成低酯化度或低分子量的果胶，从而降低果胶的胶凝强度和速度。因此，在提取果胶时要严格控制其水解温度、时间和pH值。
世界上柑桔年产量超过5×108吨，其果皮约占20％，为提取果胶提供了丰富的原料，也是目前我国常用的一种原料，所以本实验采用桔皮为原料，制造果胶又有不同的工艺路线．如图所示。
本实验采用酸法萃取，酒精沉淀这一种最简单的工艺路线来提取果胶。
三、仪器和原料
250mL烧杯，电炉，尼龙布或纱布，100mL烧杯，烘箱，锥形瓶，碱式滴定管,0.3％ 盐酸，1％氨水，95％乙醇，0.1 mol·L热流道模具-1氢氧化钠标准溶液，0.5 mol·L-1盐酸标准溶液
四、实验步骤
1、 原材料预处理
预处理的主要目的是灭酶，以防果胶发生酶解。同时也是对果皮进行清洗，以除去泥土、杂质、素和施用的农药、化肥等。这一类处理的好坏直接影响果胶的泽和质量。
称取新鲜柑橙皮25g(或干品8g)用清水漂洗干净后于250mL烧杯中加约120mL水，加热到90℃，保持10分钟以达灭酶的目的。取出用水冲洗后切成3—5mm大小的颗粒，在250mL烧杯中用50-60℃的热水漂洗，直至漂洗水为无，果皮无异味为止。为了提高漂洗效果，每次漂洗后必须把果皮粒转移到尼龙布上挤压干后再进行下一次漂洗。
2、 酸法萃取
将洗净晒干的果皮放入烧杯中，加0.25％-0.3％的HCl约60mL(以浸没果皮为准)，pH值控制在2.0—2.5之间，加热到90℃左右，提胶50分钟，趁热用100目尼龙布四层纱布过滤。
3、 脱
在上述滤液中加1.5％--2％的活性炭于80℃加热20分钟进行脱，以除去素和异味等，趁热抽滤。因胶状物很容易堵塞滤纸使过滤困难，这时可加入滤液量2％-4％的硅藻土作助滤剂，帮助过滤。如果萃取液清彻透明，则可不用脱。
4、 酒精沉淀
将脱后的溶液冷却后，用1%稀氨水调节pH 3—4，在不断搅拌下加95％的乙醇。按果胶：乙醇＝1：1.3(体积比)的量加入，使混合液中酒精浓度达50％-60％(可用酒精计测量)，然后静置10分钟，让果胶沉淀完全。用100目尼龙布滤取果胶，榨干、搓碎。再于小烧杯内用10mL95％的酒精使果胶沉淀物脱水。洗涤一次，于尼龙布上榨干待用。酒精废液回收。
水喷嘴
5、干燥
称取一半产品在105℃下烘干，计算产率，观察产品的外观质量。
6、果胶的检验
一般果胶结构为粒状，不结块能自由流动。颗粒在0.25mm孔筛下不允许通过1％。泽为轻度奶油或轻度黄褐。无味。一般水分不超过10％，灰分不超过7％。溶解度是在70℃25份水中能完全溶解和运动。在4％水溶液中pH 2.7—3.2。果胶的胶凝度等级为150±5。酯化度在50％—75％之间。低酯果胶酰胺取代不低于40％，高酯果胶半乳糖醛酸低于35％。不超过3×10-6、重金属不超过5×10-6。细菌总数不超过100个/g样品，酵母和霉菌不超过10个／g样品，大肠杆菌为阴性。
果胶在实际使用时，其胶凝度是粉状果胶质量的重要指标。胶凝度表示果胶产品在一标准凝胶中所含胶凝糖的数量，也称为加糖率。胶凝度也指一份果胶能与多少份砂糖制成具有一定强度和质量的果冻的能力。例如，1g果胶具有能与150g砂糖制成果冻的能力，则这种果胶称为150度的果胶。而果胶的胶凝度又取决于半乳糖醛酸链的长短和甲氧基的含量多少。所以本实验只测定其中高酯果胶的酯化度。
准确称取0.5g高酯果胶于烧杯中，加入一定量的由5mL浓盐酸与l00mL60％异丙醇混合配成的混合试剂，搅拌l0分钟，移入砂芯漏斗中，用6份15mL的混合试剂冲洗，再以60％异丙醇冲洗样品至滤液不含氯化物为止。最后用20mL60％异丙醇洗涤，移入105℃烘箱中干燥1小时，冷却后称重。
称取十分之一经冷却干燥的样品，移入250mL锥形瓶中，用2mL酒精润湿，加入100mL不含二氧化碳的水，用瓶塞塞紧，不断地转动，使样品全部容解。加入5滴1%的酚酞。用0.1摩尔/升的氢氧化钠的标准溶液进行滴定，记录所消耗的氢氧化钠的体积（V1）。即为原始滴定度。继续加入20mL 0.5 mol·L-1的氢氧化钠溶液，加塞后强列振摇15分钟。加入20mL0.5摩尔/升的盐酸溶液，振摇至粉红消失为止。然后加入3滴1%的酚酞，用0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液滴定至微红。记录所消耗的氢氧化钠mL数（V2）即为皂化滴定度。
高脂果胶的脂化度（%）=[V2/（V1+V2）]*100
0.5g未经洗涤的原始高脂果胶样品的半乳糖酸（C5H9O5COOH）的含量（mg）=（V1+V2）*19.41
7、果胶的凝胶实验------柠檬酸果酱的制备
高脂化度的果胶在含糖60%~65%， 测量空间pH2.0~3.5，含果胶0.3%~0.7%的水溶液中会形成凝胶。由于这种凝胶会释放一种非常好的香味，而且是热不可逆，所以常用于制作面包果酱和蜜饯。低脂化度的果胶则具有热可逆性，形成凝胶的流变学性能与高酯化度的不同，所以常用于制果子冻，本实验制备果酱。电子管功放电路
（1）配方
冻水果35%，白糖45%，8%的葡萄糖糖浆20%，快凝固果胶0.3%，水（60~80℃）9%，50%柠檬酸溶液0.4%在线管理系统
在没有果子冻，葡萄糖浆的情况下，也可以用下面的简易配方：
白糖：20g，水：10mL，果胶：适量，柠檬酸：0.1g，柠檬酸钠：比0.1g东方人体略少。
（2）配制步骤
将柠檬酸和柠檬酸钠溶于10mL水中，将适量果胶拌入1—2倍白糖中，然后倒入柠檬酸、
柠檬酸钠溶液中，不断搅拌，加热至沸（注意切误使果胶结块）。白糖完全溶化后，继续煮沸20min，冷却后即成果酱。
注意事项：酸法萃取时温度不要过高。
五、思考题
1.什么是果胶的甲氧基化度？它与果胶的性质、用途有何关系？
2.提取果胶前原材料为何要预处理？
3.酸法萃取是温度、时间、pH值的控制为什么十分重要？
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