[发明专利]获得精选果胶级分的方法、这样的级分及其用途

说明书

发明领域

本发明涉及一种获得精选果胶级分的方法，包括连续地用酸提取含果胶的植物材料，以获得具有凝结时间连续增加的高酯化果胶连续级分，还涉及通过此方法可获得的果胶级分在食品制备中的应用。这样的果胶级分也可用作制备具有额外改良的功能特性的去酯化果胶级分的起始材料。

发明背景

果胶是一种杂多糖，其以一种水不溶的母体果胶物质的形式(原果胶)见于绿色陆生植物的初生细胞壁和中胶层中。果胶是原果胶经限制性水解产生的多种化合物的总称。

原果胶的确切性质未彻底了解。然而，一般认为原果胶是一种复合结构，其中果胶通过共价键、氢键和/或离子相互作用连接到其它细胞壁成分，比如纤维素和半纤维素上。

果胶是由D-吡喃半乳糖基糖醛酸单元构成的线性聚合物，该单元通过α-1，4糖苷键连接形成多聚半乳糖醛酸长链。糖醛酸单元的部分羧基与甲醇发生酯化反应。在植物中，残留的羧基部分地或完全地被植物组织中固有的钙和镁阳离子中和。

果胶的杂多糖性质取决于掺入到果胶分子中的其它糖类。最普通的糖类是：通过α-1，2键合插入聚半乳糖醛酸主链的L-鼠李糖；以单一单位侧链主要连接到主链中吡喃半乳糖基糖醛酸残基O-3位上的β-D-木糖；以及出现在长侧链中、仅连接到吡喃鼠李糖基残基上的D-半乳糖和L-阿拉伯糖。

商业用果胶产品的主要原料是柑橘果皮和苹果渣，其中原果胶占干物质10-40％(重量百分比)。

经分离的以及和或多或少经纯化的形式的果胶主要从植物材料中获得，方法是通过用酸或碱在合适条件下处理此材料，使原果胶分解，然后提取水溶性的果胶。在果胶的传统工业生产中，经酸或碱处理的含果胶的植物起始材料经过用稀酸提取，然后通过如过滤或离心，分离脱去果胶的植物材料，获得一种含有可溶性果胶达1％(重量百分比)的粘性提取液。此提取液可以进一步得到纯化和加工。最后，将果胶沉淀、分离、干燥而获得至少经过部分纯化的商业果胶产品。

聚半乳糖醛酸甲酯的水解在酸性和碱性pH值下均会发生，但在pH值高于7，尤其高于9时占优势。聚半乳糖醛酸甲酯基团也可被植物来源的果胶酯酶水解。果胶酯酶存在于植物材料如柑桔属果实中。与随机攻击聚半乳糖醛酸甲酯基团的化学水解相反，果胶酯酶攻击与游离羧基相邻连接的聚半乳糖醛酸甲酯基团，并沿着主链继续进行，因此造成了blockwise或游离羧基的非随机分布。

对于由原果胶水解的产生的水溶性果胶，已测量出的分子量平均值为100,00到200,000。

近年来，几种从植物物质，例如柑橘果皮、苹果渣、甜菜浆中提取果胶物质的方法已经得到描述。这些已知工艺以提取含果胶起始材料的基本上全部果胶成分为目标。

因此，作为一个实施例，US2,008,999公开了一个生产果胶的方法，包含括含果胶的材料用强无机酸溶液在pH0.7-2.2、温度50-75℃下提取，直到测试样品中的果胶在pH3-7下被钙离子沉淀为止，过滤提取混合液，从已经将其pH调到3-7的过滤液中回收果胶。

US-2,273,521中描述了一个工艺，其包括用一种果胶不能溶解于其中的溶剂和无机或有机酸溶液，在温度大约70℃下处理含果胶材料，分离含有可溶于水的果胶的提取残余物。通过用水提取将果胶从残余物中回收并以固态形式从提取液中分离。

其它制备整批提取(bulk extract)果胶的工艺公开于US2,586,407、EP688,792-A、US4,016,351和US2,020,572。

因此，现有技术描述了生产分离的果胶的方法，其中含果胶材料经过彻底的，即基本上完全的提取，且果胶以各个成分组成的整体得到回收，即果胶为整批提取的果胶。根据加工条件，包括pH、温度和提取时间，在一定程度上可能控制这种整批提取工艺以便获得具有不同酯化度的果胶。

然而，由于在聚合度、甲氧基化和乙酰化、中性糖含量以及取代基在主链上的分布的不同，这样提取的果胶产品的特性仅能够用统计的方法定义。可以合理地假定，在整批提取的果胶制品中没有两个果胶分子是相同的。因此，单个果胶分子的化学和物理性质将由例如分子的分子量、分子中游离的和酯化的羧基浓度与分布、以及其它基团在分子中的浓度与分布所决定。因此，两个具有相同分子量和相同酯化度的果胶分子可以与另一个分子、颗粒或离子发生不同的相互作用。

果胶物质的酯化度(DE)对含果胶产品的食品添加效果影响相当显著。一般，含果胶的产品具有范围为10-90％的DE。在特定食品中，采用具有高DE如大于50％的果胶可能是有利的。