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1、第九章 果蔬综合利用主讲教师：果蔬综合利用(Comprehensive Utilization)是根据各种果蔬不同部份含成分所及特点，对其进行全植株的高效利用。使原料各部分所含有的有用成分都能被充分合理地利用。p欧美先进国家，很早以来就重视加工原料的综合利用，提出“取净榨干”，通过综合加工提取出供食品、医药及日用化工等工业应用的各种制品；p无废弃开发是当今国际果蔬加工业的新热点。发达国家农产品企业均是从环保和经济效益两个角度对加工原料进行综合利用的，将农产品转化成为高附加值产品。果蔬综合利用：变无用为有用，变小用为大用，变一用为多用。减轻环境污染，从废弃的生物资源中得到生理活性物质，实现农产品
2、原料的梯度加工增值和可持续发展，提高经济效益和生态效益。榨干吃净本章内容p第一节 果蔬综合利用 一、皮渣的综合利用 二、籽仁的综合利用 三、果肉的综合利用p第二节 典型果蔬的综合利用第一节 果蔬综合利用 一、皮渣综合利用 二、种子综合利用 三、果蔬综合利用新技术 一、皮渣综合利用p（一）提取果胶p（二）提取精油p（三）提取色素p（四）提取有机酸p（五）提取膳食纤维p（六）发酵生产饲料提取色素:山楂、酸枣、葡萄、辣椒、柑橘果皮；提取果胶:苹果、葡萄、山楂、香蕉、枇杷、柑橘；提取膳食纤维:苹果皮渣、梨渣、椰子渣、柑橘果皮渣；提取柠檬酸、酒石酸等有机酸:柑橘类、葡萄； 提取籽油:番茄、葡萄、柑橘；提
3、取黄酮:洋葱、大蒜；提取糖蛋白、多糖:南瓜子； 利用果蔬的下脚料做酒精、种植食用菌等。(一）提取果胶 果胶是一种多糖聚合物，广泛存在于绿色植物中，与纤维一起具有结合植物组织的作用。果胶通常为米白色至淡黄色粉末、无毒、味微甜，且稍带酸味，易溶于水。苹果渣含果胶15-18(干基)，是制备果胶的良好资源。以苹果渣为原料，采用先进的加工技术，提取果胶，应用于食品、药品等领域，不仅可以极大地提高苹果的附加值，还可解决苹果加工企业苹果渣造成的环境污染，具有重要的意义。 果胶物质是由多聚半乳糖醛酸脱水聚合而成的高分子物质。果胶质具有显著的酸性，这种酸性会使它强烈的膨胀，甚至一部分溶解于水；果胶物质在果蔬组织
4、中以原果胶、果胶和果胶酸几种不同的形式存在，各种形式具有不同的特性，从而影响果蔬的耐藏性和工艺特性；-D-半乳糖醛酸基 -1,4 糖苷键未成熟果实细胞间含大量原果胶，与纤维素、木质素、半纤维素等在一起，组织坚硬。成熟与老化果胶果胶酯酶多聚半乳糖醛酸酶原果胶原果胶酶成熟阶段果胶纤维素过熟阶段果胶酶果胶酸甲醇随着成熟的进程，原果胶水解成果胶，与纤维素分离，并掺入细胞内、果实组织变软，而有弹性，发生去甲酯化，生成果胶酸。由于果胶酸不具有粘性，果实变成软饧状态。 苹果渣的营养价值较高，据分析，风干的苹果渣粉含粗蛋白质4.4、粗脂肪4.8、可溶性糖分62.8、Ca 0.11、P 0.10，此外还含有维生
5、素B1、维生素B2和Fe、Mg、Mn等微量元素。 以苹果皮渣为原料可制作苹果皮渣饮料、饲料，并可提取膳食纤维、果胶以及苹果多酚等高附加值的新产品，以皮渣及残次果为原料还可以加工出苹果醋等产品。1.工艺流程 苹果湿渣干燥粉碎酸液提取过滤浓缩不同产品的制备检验标准化处理成品2.技术要点（1）原料处理 苹果汁厂刚榨完汁的苹果渣含水量高。极易腐败变质，且苹果湿渣为粗渣，不易进行酸水解，故需先将苹果湿渣在6570条件下烘干，粉碎到80目大小。（2）漂洗 原料中所含的成分，如糖苷、芳香物质、色素、酸类和盐类等在提取果胶前须漂洗干净，以免影响果胶的品质及胶凝力。（3）提取 果胶是原果胶经稀酸水解萃取而得，提
6、取包括果胶的水解与果胶的溶出两个过程。在整个过程中要掌握好温度、时间、酸度和加水量的关系。 果胶是一种高分子有机物，耐热性较差，温度过高，会引起果胶本身结构的破坏，温度过低，水解速度又会太慢，同时果胶溶液难于过滤，不易实现液渣分离。酸度高，则需时较短；酸度低，则需时较长，需多次抽取才能提净果胶。加水量太低，果胶溶液过滤困难，提取率低；加水量太大，果胶提取率虽较高，但浓缩时间却很长、能耗高、设备投资大。将绞碎的原料倒入抽提锅内，加水8倍，加H2SO4调节pH值至1.82.7，后通入蒸汽，边搅拌边加热到95，保持4560min，即可抽提出大部分果胶。 （4）提取液的处理 将抽提物料通过压滤机过滤，
7、滤液用高速(7000 rmin)离心机分离杂质，并迅速冷却到50左右、加入1一2的淀粉酶，使抽提液中淀粉水解为糖，当酶作用终了时，加热到77，破坏酶的活力。接着加入0.3一0.5%的活性炭，在5560搅拌20一30 min，使果胶脱色，再加入1%-1.5的硅藻土，搅匀，后用压滤机压滤，获得澄清果胶液。（5）果胶液的浓缩 将澄清的果胶液送入真空浓缩锅中，保持真空度8.89 kPa以上，沸点50左右，浓缩至总固形物含量达7-9为止。 （6）不同形式的果胶产品生产 果胶液体制品 浓缩完毕，将果胶液加热到70，装入玻璃瓶中，加盖密封，后置于70热水中加热杀菌30min，冷却后送入仓库，或将果胶液装入木
8、桶中，加0.2% NaHSO3搅匀，密封，即成果胶液体产品。 果胶粉 将果胶液中的水分除去制成粉末粉 a. 喷雾干燥法 将浓缩的果胶液经高压喷头喷入干燥室，室内温度保持120一150，果胶细雾接触热空气后，瞬时便干燥成细粉落到干燥室的底部。并由螺旋输送器送到包装车间，立即通过60目筛筛分，后装入聚乙烯薄膜袋中。 b.酒精沉淀法 将总固形物8左右的果胶浓缩液置于凝结器中，加入适量盐酸，搅拌半分钟，以促进果胶凝结，并可溶解一部分盐类，以减少杂质沉淀。后慢慢加入含量为90%左右的酒精，边加边搅拌，每隔l一2min开动搅拌器一次，果胶即沉淀析出，继续用压榨机榨干汁液，汁液供回收酒精用。后将破碎的果胶加
9、2倍的95酒精，开动搅拌器，洗涤半小时，再取出凝结果胶，榨干汁液，如此反复洗涤两次。榨干后，将凝结果胶送入真空干燥室中，于65-70下进行干燥，干燥到含水量达6以下为止。后把果胶粉研碎，通过60目筛筛分，并立即分装。 酒精沉淀法制备果胶粉，每千克果胶耗乙醇量为7 kg，乙醇耗量相对较大，综合成本相对较高，但所得果胶纯度高，色泽好，质量优，生产工艺容易控制，利于工业化大生产的实施。c.盐析法 是在果胶溶液中先加入铝盐使果胶沉析，然后再用乙醇沉析，从而可省去果胶溶液浓缩工序，每千克果胶耗乙醇量为4kg。乙醇用量小，能耗小，综合成本相对较低，但工艺要求严，难以控制，不利于工业化大生产的实施，并且如控
10、制不好易生成低甲氧基果胶或者产品质量不好。 低甲氧基果胶 低甲氧基果胶的制法主要有碱化法、酸化法、酶化法等，碱化法：提取的果胶液经真空浓缩，使果胶液中果胶含量达4，然后把果胶液置于不锈钢锅中，加入氢氧化铵，调节pH值至10.5，保持果胶液温度15，3h，后加入等容积的95的酒精和适量盐酸，使pH值降到5，搅拌混合物，静置1h，捞出沉淀果胶，压干酒精，打碎压榨物并使之悬浮于pH值为5.2的50酒精中，以便除去氯化铁。而后即沥干，压榨、破碎，摊于烘盘中，在65真空烘箱中烘20h，取出、磨细，用100目筛过筛、包装，即可获得低甲氧基果胶，得率为果胶量的90。（7）标准化处理 果胶的标准化处理是为了让
11、用户使用方便，使果胶的凝胶强度、凝胶时间和温度、pH值一致化，使用效果稳定一致。而通常所说的标准化主要是对其凝胶强度而言的。凝胶度的标准化一般是通过混合工序来实现的。（8）包装、成品 根据生产用途，采用不同规格的包装形式（二）提取精油p柑橘类果皮是提取精油的好原料。柑橘香精油在食品、日用香精等生产上占有极重要的地位，是果香型香料常用量最大的一种。p柑橘香精油主要化学成分为烯萜类、倍半烯萜类、高级醇、醛类、酮类、脂类、樟脑素和蜡质等，其中烯萜类和倍半烯萜类是香精油香气的主要来源。p提取方法有蒸馏法、冷榨法、擦皮法、浸提法和吸附法等。蒸馏法提取精油工艺p优点：出油率高，对原料要求不严格，是我国长期
12、采用的方法；p缺点：精油在蒸馏过程中因受热而部分被破坏，香气不如冷榨法。原料处理蒸 馏常压蒸馏减压蒸馏油水分离成品包装水蒸气蒸馏法生产工艺水中蒸馏法水上蒸馏法直接蒸汽蒸馏法水蒸气蒸馏法：连续式p连续式蒸汽蒸馏，蒸馏时，首先将原料切碎后，由加料运输机将原料送入加料斗，经加料螺旋输送器送入蒸馏塔内，通蒸汽进行蒸馏，馏出物经冷凝器进入油水分离器，料渣从卸料螺旋输送器卸出运走，分出的即为成品。p优点：操作过程机械化，精油得率高，品质高，生产成本降低，工作条件改善。p缺点：耗电量大。浸提法p浸提是将溶剂加入固相或另一液相混合物中，使其中所含的一种或几种组分溶出，从而使混合物得到完全或部分分离的过程。p一
13、般是用挥发性溶剂将芳香植物中的芳香成分浸提出来，通过蒸发浓缩回收溶剂后，得到既含有芳香成分又含植物蜡、色素、脂肪等杂质的膏状混合物浸膏。p常用溶剂：水、乙醇、苯、二氯乙烷等。p常用的有固定浸提、逆流浸提、转动浸提和搅拌浸提。冷榨法提取香精油原料分选 浸 泡清洗除灰压榨过滤分 离精 制成品包装（三）提取色素p为了保持果蔬色素的固有优点和产品的安全性、稳定性，一般提取工艺大多采用物理方法，较少采用化学方法。p目前提取色素的工艺主要有浸提法、浓缩法和超临界萃取法等。p色素粗产品必须进行一定的精制纯化过程，目前常用的精制纯化方法有：酶法纯化、膜分离纯化、离子交换树脂纯化、吸附/解吸纯化。浸提法提取色素
14、p特点：工艺设备简单，关键是如何提高产品得率和纯度。原 料清 洗浸 提过 滤浓 缩干燥成粉或制成浸膏产 品成品检验 提取浓缩 柱层析 仓储 原料检验包装混合 喷雾干燥 工艺框图利用超临界CO2优良的溶剂力，将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度，具有良好的溶剂特性，可作为溶剂进行萃取、分离单体。膜分离纯化技术p膜分离技术可以给色素粗产品的纯化提供一个简便又快速的纯化方法。让色素粗产品通过一定孔径的膜，可阻止一些杂质分子的通过，从而达到纯化的目的。浓缩液进料液渗透液层析、离子交换、树脂吸附纯化p利用阴阳离子交换树脂的选择吸附作用，可以
15、进行色素的纯化精制。p选用特定的吸附剂、用吸附、解吸法可以有效地对色素粗产品进行精制纯化处理。利用混合物中各组分的物理化学性质(分子的形状和大小、分子极性、吸附力、 分子亲和力、分配系数等)的不同，使各组分以不同程度分布在固定相和流动相中，当流动相流过固定相时，各组分以不同的速度移动，而达到分离的技术。慢中等快色谱分离色谱分离Temporal course淋洗液蓝莓色素的提取普遍种植的蓝莓品种花青素（Anthocyanin）产品的开发花青素产品的开发胶囊产品冷冻干燥产品蓝莓果低温减压浓缩后，再去除有机酸和果胶 ,并进一步浓缩、干燥而得到的粉末化商品。花青甙类等功能性成分物质开发出 有益于于眼睛
16、及心血管系统等疾病的功能营养保健胶囊。（四）提取膳食纤维p膳食纤维是指不能被人体消化吸收的多糖，其中包括纤维素、半纤维素，以及不属于碳水化合物的木质素等，这些物质各自有它的特点和作用，但总的来说，其生理作用可归纳为 ： 治疗习惯性便秘 ；预防结肠炎、结肠癌；膳食纤维还可对机体内胆固醇代谢发生影响。p果蔬皮渣中常含有大量的纤维素物质，是制备膳食纤维的好原料；p纤维素和半纤维素比较稳定，不易被酸、碱水解，不能被人体吸收，构成所谓的粗纤维和膳食纤维的大部分；食用、加工：粗纤维含量较低品质为优；对于叶菜还有成熟度和适期采收的问题。p如苹果皮渣、玉米渣等 植物细胞壁的主要结构成分，对植物性食品的质地影响较大纤维素 纤维素也是由葡萄糖脱水缩合而成的，是构成细胞壁和皮层的主要成分，它不为人体消化吸收。纤维素结构半纤维素 半纤维素是指除纤维素和果胶物质以外的，能溶于碱的细胞壁多糖类的总称。半纤维素结构比较复杂，它在化学结构上与纤维素没有关系。不同来源的半纤维素，它们的成分也各不相同。有的由一种单糖缩合而成，如聚甘露糖和聚半乳糖。有的由几种单糖缩合而成，如木聚糖、阿拉伯糖、半乳聚糖等。纤维素 作为果蔬的
