基于感应热快速提取果渣中高甲氧基果胶的方法及应用

本发明属于生物质加工，具体涉及一种基于感应热快速提取果渣中高甲氧基果胶的方法及应用。

背景技术：

1、果渣是一种农业生物质废弃物，是极具开发潜力的生物资源，包含许多植物化学物质和生物活性化合物，如多酚、果胶、膳食纤维和矿物质等。果胶是一种天然存在的亲水胶体，本质是大分子杂多糖，是植物细胞壁的重要结构成分。当其酯化度≥50%时，为高甲氧基果胶，反之则为低甲氧基果胶。这类果胶在可溶性固形物含量较高，ph值合适的条件下，就能够形成凝胶。由于其良好的凝胶特性，高甲氧基果胶在食品工业中常被用作增稠剂和稳定剂，例如在果酱、果冻和糖果等制品的生产中。果胶生产中常用的提取方法是酸提取法和醇沉法结合，即用无机酸作为溶剂，果胶从原料物质中释放出来进入水溶液后，再利用有机试剂沉淀出来。然而，此方法需高温和强酸条件，能耗显著，提取后的废酸液处理成本高且易造成环境污染，并且整体提取率不高，得到的果胶品质较差。而感应电场加热技术，不仅提取率高，加热速率快，并且得到的果胶产品酯化度更高、乳化性更好、颜色更好。其中造成提取效率差异的根本原因一是热效应，前者依赖于逐级传热，后者则是由分子高频碰撞、摩擦直接产生热量，且热量在果渣内部与溶剂中同步生成，从而使升温更加均匀且快速。二是非热效应，感应电场的生成促进了带电粒子定向迁移的能力。在热与非热共同作用下，缩短了提取时间，降低了提取温度，提高了提取效率，也有效地减少了甲酯基团的脱除，提高了酯化程度。电场的产生还能够促进果胶侧链的降解，使原本被包裹的疏水性基团暴露，增强其与油相的亲和力，从而进一步增强了乳化性。不同于水热法仅依靠高温使细胞壁纤维软化，感应热法通过果渣内部极性分子的高频振动，类似于溶剂与果渣表面的“微观对流”，打破了果渣表面的浓度边界层，促使果胶快速释放到溶剂中。感应热提取技术改善果胶颜色的原因一是感应热的高效性降低了实际处理时间，抑制了美拉德反应；二是非接触式加热区别于传统金属容器加热，减少了酚类与金属离子的氧化反应。此外，感应电场的存在可能破坏了酶类的特定空间构象，如其中的氢键与离子键的断裂，同时干扰酶类的活性中心功能，从而抑制了酶的活性，进一步减少酚类氧化与色素合成。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于感应热快速提取果渣中高甲氧基果胶的方法及应用，以克服现有技术的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明实施例提供了一种基于感应热快速提取果渣中高甲氧基果胶的方法，其包括：

4、将果渣与酸溶液混合并于置于感应热反应装置内循环流动进行感应热处理，之后将所获产物经醇沉、分离、洗涤处理，获得高甲氧基果胶；

5、其中，所述感应热反应装置在果渣料液内部形成感应电场、感应电流。

6、本发明实施例还提供了一种保持高甲氧基果胶酯化度和乳化性的方法，其包括：采用前述的方法对果渣料液进行处理。

7、本发明实施例还提供了一种改善高甲氧基果胶颜色的方法，其包括：采用前述的方法对果渣料液进行处理。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

9、（1）本发明利用感应热反应装置中提供的感应电场作为辅助手段，提出了一种新型的多糖提取方法，可实现对果渣中果胶的快速提取；

10、（2）本发明的方法利用高频交变电场能量，使样品内部自发生热，无温度梯度，使得果胶更充分溶出，得率更加稳定；此外，短时精准加热可显著提高果胶的甲酯化程度，同时，感应电场促进果胶侧链的降解，使原本被包裹的疏水性基团暴露，增强其与油相的亲和力，提升了果胶的乳化性；对酚类氧化和色素合成的抑制也避免了果胶的颜色加深，简化了后续纯化步骤；

11、（3）本发明的方法为热和非热结合，提取效率高，条件简单，适合于放大生产需求。

1.一种基于感应热快速提取果渣中高甲氧基果胶的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述感应电场的电场强度为17.86v/cm～25.00v/cm，感应电流的电流强度为0.19a/cm2～0.32a/cm2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述果渣包括苹果果渣、桔子果渣、橙子果渣、柚子果渣中的任意一种或多种的组合；

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述果渣粉末与酸溶液的质量体积比为1g：(10~40)ml；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述感应热反应装置包括环形磁芯、激励线圈、激励电源以及绝缘的螺旋管路，所述激励线圈、螺旋管路螺旋绕制在所述环形磁芯上，所述激励线圈与所述激励电源电连接，所述激励电源、激励线圈与所述环形磁芯配合产生交变磁场，将所述果渣料液循环通入所述螺旋管路内，并沿所述螺旋管路循环通过所述交变磁场。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述激励电源的采用的电压为1000v~1400v，频率为40~60khz；

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述高甲氧基果胶的酯化度＞70%，乳化活性＞40%，24h的乳化稳定性＞85%。

9.一种保持高甲氧基果胶酯化度和乳化性的方法，其特征在于，包括：采用权利要求1-8中任一项所述的方法对果渣料液进行处理。

10.一种改善高甲氧基果胶颜色的方法，其特征在于，包括：采用权利要求1-8中任一项所述的方法对果渣料液进行处理。