[发明专利]一种柑橘罐头加工酸处理水中聚半乳糖醛酸的纯化方法

说明书

技术领域

本发明属于多糖提取纯化领域，尤其涉及一种柑橘罐头加工酸处理水中聚半乳糖醛酸的纯化方法。

技术背景

聚半乳糖醛酸属于果胶多糖中“均聚半乳糖醛酸结构域(homogalacturonan regions，HG)”的成分，与果胶的凝胶特性有很大关联。其半乳糖醛酸单糖上的羧基可以被酯化，根据酯化程度分为高甲氧基果胶(50％<酯化度<100％)和低甲氧基果胶(0％<酯化度<50％)。其酯化后的甲氧基以及未被酯化的羧基可以在不同的条件下互相作用，产生不同的成胶特性。因此果胶在成胶应用中要求果胶含有较高的半乳糖醛酸含量，以使其包含较多的羧基或甲氧基等凝胶活性基团。

目前，聚半乳糖醛酸的原料主要有柑橘皮、苹果渣等废弃物，然而这些原料毕竟有限，且受限于提取和纯化技术，高品质、高半乳糖醛酸含量的精制多糖在国内市面上更是缺乏，不能满足高端市场的需求。

经研究，柑橘囊衣含有大量的半乳糖醛酸，因此可以从中纯化聚半乳糖醛酸多糖。同时，柑橘囊衣正好可以以囊衣提取液的形式，零成本地大量从柑橘罐头加工中获得，也正因此，才使利用柑橘囊衣成为可能，因为手工剥囊衣在工业上是不现实的。

在柑橘罐头加工中，为了得到口感良好的糖水橘瓣罐头，都需要用化学手段对橘瓣进行工业化去囊衣处理，现在国内依然普遍采用酸液浸泡，溶解部分囊衣的工序，这就已经相当于柑橘囊衣提多糖的前段工艺，再补充提多糖的后续步骤就可以相对廉价地获得产品。因此从柑橘罐头厂获得这些提取液既省去了自己重新进行多糖提取的步骤，而且也为罐头厂的废水处理再利用提供了辅助，在社会意义和经济效益上有都有必要对其进行开发优化。

但不同的提取工艺会有不同的多糖组成，罐头脱囊衣工艺的固定，也就限制了囊衣多糖提取的条件参数。罐头脱囊衣工艺的酸处理水中，可提取以半乳糖醛酸为主的粗多糖，其可用于大量的初级应用。但对某些领域，需用高纯度的聚半乳糖醛酸以补充市场不同层次的需求，因此为了产品的丰富性以及充分利用柑橘囊衣资源，可对部分酸处理水的多糖资源进行以高纯级聚半乳糖醛酸为目标的产品开发，或对酸处理水中的多糖进行分级利用，分步产出初级和高纯级产品。

目前纯化粗多糖的方法主要为柱色谱法，普遍使用的包括离子交换柱法，分子筛法等。离子交换可分为阴离子交换和阳离子交换，对含有酸性多糖成分的粗多糖常用阴离子交换法进行分离纯化，如DEAE-52纤维素柱，其末端N带有一个正电荷，属于弱碱性阴离子交换；现在也常用强阴离子交换快速柱，如末端季铵化的Q sephrose fast flow。分子筛法也是柱色谱的一种，只是使用的填料往往附带有分子筛的作用，可根据样品分子量的大小对粗多糖进行分级纯化。有专利(申请号：201510433348.4)就既使用了离子交换柱，又使用了分子筛填料纯化了抗氧化沙棘HG型果胶膳食纤维。以上不管是快速柱还是常规柱，都涉及清洗填料、装柱、平衡等一系列繁琐耗时的前处理，而且还有上样量小，单位时间产量低等限制，虽然柱层析的纯化效果是普遍认可的，但其昂贵的填料成本以及效率较低的产品产出率，不适合用于利润率不高的柑橘产业并工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种柑橘罐头加工酸处理水中聚半乳糖醛酸的提纯方法，方法使用器材少，分离样品量大，无上样量限制，且整个分离过程耗时较短，操作简便，可用于工厂大规模分离。同时纯化的多糖属于柑橘罐头加工的副产物，增加了柑橘加工的附加值，同时也减少了罐头加工中的废弃物排放。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种柑橘罐头加工酸处理水中聚半乳糖醛酸的提纯方法，该方法包括以下步骤：

(1)取柑橘罐头加工中的的酸处理水，用NaOH溶液调节pH至中性；

(2)将中性溶液在50℃下真空浓缩至总固形物的质量分数为1.4％～1.8％；

(3)将浓缩液泵入耐酸加热器中，并用3mol/L的盐酸溶液调pH至1.0～3.5；

(4)在83～95℃下均匀加热10min以上，产生絮凝物；

(5)使用滤布过滤上述含絮凝物的混合液，产出的滤液经过一次超滤，去除小分子杂质，得聚半乳糖醛酸浓缩液；

(6)将上述浓缩液喷雾干燥得聚半乳糖醛酸粉末。

进一步地，所述步骤(2)中，真空浓缩至总固形物的质量分数为1.5～1.6％。

进一步地，所述步骤(3)中，浓缩液pH调节到1.5。

进一步地，所述步骤(4)中，加热温度为92℃；加热时间15min。