柚子果胶生产工艺流程的设计

韩飞　袁如英　张红强　林玉惠　陈秋鑫

摘 要：果胶是一类以D-半乳糖醛酸为单位的杂聚糖，具有降低人体胆固醇、血脂的作用，因性质稳定、安全无毒，被认定是天然食品添加剂，作为性状优良的乳化剂、胶凝剂、增稠剂而广泛应用于食品、医药、化妆品等。本设计运用酸解盐析法对柚子皮中的果胶进行提取，改进了果胶提取传统工艺乙醇沉淀法中加工时长较长、需要耗费大量乙醇的缺点，并根据所涉及的工艺流程，分析设备的选择、车间布局原则、质量标准等方面，为了柚子果胶生产企业提供理论参考。

关键词：柚子;果胶;酸解盐析法;工艺设计;车间设计

Abstract：Pectin is a type of heteroglycan composed of D-galacturonic acid as a unit. It has the effect of reducing human cholesterol and blood lipids. Because of its stable， safe and non-toxic properties， it is recognized as a natural food additive and is used as an emulsifier with very good properties. It is widely used in food， medicine， cosmetics and other industries. This design uses the acid hydrolysis and salting-out method to extract the pectin in the grapefruit peel， which improves the disadvantages of long processing time and the need to consume a lot of ethanol in the traditional ethanol precipitation method of pectin extraction. According to the involved process， the selection of equipment is analyzed， Workshop layout principles， quality standards， etc.， to provide theoretical reference for the grapefruit pectin production enterprises

Key words：Grapefruit; Pectin; Acid hydrolysis and salting-out method; Process design; Workshop design

中图分类号：TS209

我国果胶企业无论是生产种类还是生产规模上，仍处于刚起步的阶段，国内仍需要从国外进口大量的果胶[1-2]。柚子属于柑橘类水果，柚皮中含有较多的果胶。广东省2019年柚子种植总面积达3.67万hm2，产量85万t，而梅州市沙田柚的种植面积约为1.53万hm2、产量37万t。以果皮占果实鲜重30%计算，每年可形成柚皮渣25.5万t，仅部分作为果脯、蜜饯加工原料以外，其余大部分柚子皮均没有充分利用，会对环境造成污染。因此，建立柚子果胶生产项目具有重要意义。

1 柚子果胶生产工艺流程设计依据

对果胶的提取一般采用传统的酸解盐析法，此方法需要先用碱将酸提取液调节成中性，再使用浓缩工艺对提取液进行浓缩;但提取液量大，真空浓缩耗时长、能耗大，设备成本较高。乙醇沉淀法需使用大量的乙醇使不溶于乙醇的果胶沉淀下来，不符合绿色环保、持续发展的理念，若添加乙醇回收的设备，则会增加工厂对土地、设备、维护、技术、管理等方面的投入。

本设计运用了酸解盐析法对柚子皮中的果胶进行提取，改进了乙醇沉淀法中耗时长、设备及其维护费用较高、耗费大量乙醇等缺点，加入金属盐类物质（如硫酸铝）沉淀不溶性果胶盐，经离心沉淀分離，用盐酸酸化的乙醇洗涤果胶盐，盐酸中的氢离子和果胶上的金属离子发生取代反应，从而完成脱盐的步骤。由于果胶不溶于乙醇，果胶遇到乙醇溶液沉淀下来，得果胶沉淀。

2 柚子果胶生产工艺流程

柚子果胶生产工艺流程为：柚皮原料→预处理→粉碎→酸解→离心分离→盐析→离心→脱盐→真空干燥→粉碎→包装→成品。

具体工艺流程简述如下：①原料预处理。精细挑选新鲜的柚子皮，除去腐烂、褐变等质量差的柚子皮以及尘土杂质。②料液送入提取罐内，加入适量水，控制料液温度70 ℃，pH为1.5，恒温20 min。③酸提取。使用去离子水进行硝酸提取，料液比控制为1∶5，调节料液pH为1.5。酸性提取液可将柚子皮中的果胶转化为可溶性的果胶从而溶于提取液中，酸解温度为70 ℃，时间为30 min。④离心过滤。将提取液离心过滤，提取液回流到提取罐内进行盐析。⑤沉析、分离。提取液中加入适量硫酸铝，搅拌10 min后待盐析完全，将沉析液送入离心机进行步骤③，废水排放到园区污水处理站。⑥脱盐。析出的果胶放入脱盐罐内进行脱盐处理，脱盐液的物料比例为60%乙醇+3%盐酸+37%水，洗脱时间为10 min。⑦真空干燥。真空度700 mHg，温度为70 ℃，最大持续时间为30 min。⑧粉碎、包装。干燥后果胶有少许成块状，经打粉机粉碎后包装，储藏至成品仓库。

3 柚子果胶生产设备的选择

设备选型是保证产品高质量和反映生产水平计量标准的关键。设备的选择应尽量基于生产过程和市场供应的要求，根据技术先进，经济合理、适用、绿色、环保原则，以及工艺流程中所选设备的可行性、卫生性、防腐性、可维护性、可操作性和能源供应要求做出最优选择。

设备选择的原则：①在保证产品卫生质量安全和相应完成每班所设置的产量的同时，必须满足每班次生产要求。②应选用较先进、机械化程度高，连续化程度较高的设备。③所选设备能充分利用物料，没有较大的浪费，且耗能量少;具有较高的效率，节省成本;具有维修方便、可拆换功能、体积小等优点的设备可优先选用。④所选设备所生产的食品应符合国家食品质量安全要求，确保在整个过程不能对食品造成任何污染。

4 柚子果胶生产车间布置原则

根据工艺流程与工厂环境，合理地安排各个车间以及设备的布置，确定车间和各个设备的长、宽、高度和相应的摆放位置。车间布局设计是车间设计中非常重要的组成部分，车间建成后各个车间内的工作条件是否安全良好，车间是否满足工艺流程设计中的所技术要求，车间内分配的劳动力是否能满足生产，生产能否正常地进行下去以及設备的维护维修保养能否得到保障，这些都与车间布局的好坏有直接的关系。车间布置需要符合生产、安全、卫生中有关的要求准则。

5 柚子果胶质量标准

果胶质量应符合国家标准《食品安全国家标准 食品添加剂 果胶》（GB 25533-2010）。

5.1 感官指标

柚子果胶感官要求：色泽呈白色、淡黄色、浅灰色或浅棕色;组织状态呈粉末。

检验方法：取适量样品置于清洁、干燥的白瓷盘中，且在自然光线下，观察其色泽和外观。

5.2 理化指标

柚子果胶理化指标如表1所示。

6 结语

本设计阐述了国内外果胶生产、发展概括，从柚子果胶生产工艺流程设计依据及其生产工艺流程、设备的选择、车间布局原则、质量标准等方面进行分析，以期为柚子果胶生产企业提供参考。

参考文献：

[1]谢明勇，李精，聂少平.果胶研究与应用进展[J].中国食品学报，2013，13（8）：7-20.

[2]Guo Q，Su J Q ，Shu X ，et al. Development of High Methoxyl Pectin-Surfactant-Pea Protein Isolate Ternary Complexes：Fabrication， characterization and delivery of resveratrol[J]. Food Chemistry，2020（8）：706-712.