CN105815708B - 富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法及其应用 - Google Patents

富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法，该方法通过预干燥、干燥、预粉碎及粉碎制备得到柑橘皮渣超微粉。本发明所制备的柑橘皮渣超微粉中的果胶、总黄酮含量分别为新鲜柑橘皮渣的80％和85％以上，在很大程度上保留了新鲜柑橘皮渣中的果胶、总黄酮等有效活性物质，且操作简单，附加值高。由于本发明制备的柑橘皮渣超微粉的粒径小，因而在溶于水及其他溶剂时溶液呈现为透明状，因而能够很好的应用于食品加工、医药研究及化妆品的配置。

Description

富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及超微粉制备技术领域，更为具体地说，涉及富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法及其应用。
背景技术
柑橘皮渣是柑橘在食用或食品加工过程中产生的废弃物。柑橘皮渣的含水量能够达到80％以上，且柑橘皮渣含有丰富的蛋白质、脂肪、糖类化合物及微量元素等营养物质，其中，果胶在柑橘皮渣中的含量超过20％。
果胶的用途广泛，在乳制品加工中，果胶通常用作胶凝剂、增稠剂、稳定剂、悬浮剂、乳化剂及增香增效剂等，如作为果浆、果冻、糖果、婴儿食品、冰淇淋和果汁的稳定剂及蛋黄乳化剂和增稠剂；在医药工业中，果胶是铅、汞和钴等金属中毒的良好解毒剂和预防剂，且是轻泻剂、***、止血剂的原料，同时，果胶还具有辅助治疗糖尿病，降低血糖胆固醇及延长抗菌素的作用；在纺织工业中，果胶能够代替淀粉作润滑剂，且不需要其它辅助剂；在电子工业中，果胶能够作为清洗剂；在石油钻探中，果胶能够作为油水乳化剂等；同时果胶还能用于化妆品，对保护皮肤，防止紫外线辐射，治疗创口，美容养颜等都有一定的作用。柑橘皮渣中还含有含量较少的黄酮类化合物，由于黄酮类化合物是柑橘皮渣中一种特有的活性成分，因此其用途也很多。黄酮是一种很强的抗氧剂，能够有效清除体内的氧自由基，这种抗氧化作用可以阻止细胞的退化、衰老，也能够阻止癌症的发生；黄酮还具有改善血液循环，降低胆固醇，增进伤口愈合和止痛等作用。
由于柑橘皮渣含水量较大，因而，柑橘皮渣极易腐烂变臭，若不加以利用，不仅环境造成极大的污染，而且还浪费资源。目前，国内外对柑橘皮渣的处理和利用主要集中在生产肥料、提取有效成分、高温烘干和生产饲料等几个方面。柑橘皮渣高温厌氧发酵生产肥料时，存在占地大、时间长、肥效不高和经济利益不甚明显等问题。从新鲜柑橘皮渣中提取香精油、果胶、黄酮类化合物等有效成分时，由于设备的投入高、处理量小，因而影响了大量柑橘皮渣的快速处理。高温烘干制备饲料时，存在能耗高，成本大，果胶、黄酮等活性成分损失严重等问题。利用发酵青贮法生产饲料时，具有处理量大，环境效益好的特点，但是存在长久保存占地大，且附加值有所降低的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法及其应用，以解决背景技术所述的柑橘皮渣高温烘干处理时果胶、黄酮等活性成分损失严重的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的应用，所述柑橘皮渣超微粉应用于食品加工、医药及化妆品。
富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法包括：
S01：将新鲜柑橘皮渣清洗干净，以1-3cm的厚度均匀平铺在温度为50-60℃的热风干燥箱中预干燥0.5-1.5h，直至所述柑橘皮渣的含水量为77-81％；
S02：将预干燥后的所述柑橘皮渣以2-5cm的厚度均匀平铺在温度为40-50℃的微波真空干燥箱中，在真空度为0.06-0.09Mpa的条件下真空干燥1.5-6h，直至所述柑橘皮渣的含水量为5-12％；
S03：将干燥后的所述柑橘皮渣预粉碎得到柑橘皮渣粉末，使用80目的目筛过筛所述柑橘皮渣粉末，粒径大于80目的所述柑橘皮渣粉末备用，粒径小于80目的所述柑橘皮渣粉重新预粉碎；
S04：将粒径大于80目的所述柑橘皮渣粉末放入超微粉碎机中，在主粉碎机频率和旋风分离机频率均为10-30Hz的条件下超微粉碎10-20min，得到粒径大于200目的柑橘皮渣超微粉。
本发明提供的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉在制备时，通过在柑橘皮渣的平铺厚度为1-3cm、干燥温度为50-60℃的条件下对柑橘皮渣进行预干燥，得到含水量为77-81％的柑橘皮渣，在此过程中，由于干燥温度较低，因而能够最大程度的保留柑橘皮渣中的果胶、总黄酮等有效活性物质。预干燥之后通过在柑橘皮渣的平铺厚度为2-5cm、干燥温度为40-50℃及微波真空度为0.06-0.09Mpa的条件下对柑橘皮渣进行干燥，得到含水量为5-12％的柑橘皮渣，在此过程中，由于干燥温度极低、干燥时内外均匀，并还保持一定的真空度，因而所得到的柑橘皮渣中果胶、总黄酮等有效活性物质的含量很高。干燥后的柑橘皮渣通过预粉碎和粉碎得到粒径大于200目的柑橘皮渣超微粉，且柑橘皮渣超微粉中的果胶、总黄酮含量分别为新鲜柑橘皮渣的80％和85％以上。本发明提供的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法所制备的柑橘皮渣超微粉在很大程度上保留了新鲜柑橘皮渣中的果胶、总黄酮等有效活性物质，且操作简单，附加值高。由于本发明制备的柑橘皮渣超微粉的粒径极小，因而在溶于水及其他溶剂时溶液呈现为透明状，因而能够很好的应用于食品加工、医药研究及化妆品的配置。
进一步，由于柑橘皮渣中的果胶、总黄酮及含水率的变化与干燥温度、柑橘皮渣铺放厚度和干燥时间密切相关，因此，在前期单因素试验的基础上，选取干燥温度、平铺厚度及干燥时间三个因素的三水平进行正交试验，即选定干燥温度50-60℃、平铺厚度1-3cm及干燥时间0.5-1.5h进行三因素三水平的正交试验，进而确定预干燥时柑橘皮渣的最佳平铺厚度、最佳干燥温度及最佳干燥时间。试验的具体数据设定及测试结果请参考表1。
表1：预干燥正交试验结果
在本次正交试验中，采用加权平均法处理表1中的数据，由于柑橘皮渣中果胶含量所占比重较大，因而，果胶所分配的权重为40％，总黄酮和含水率的权重均为30％。通过加权平均值的极差分析可得，柑橘皮渣预干燥时的最佳工艺条件为柑橘皮渣平铺厚度为2cm、干燥温度为60℃、干燥时间为0.5h，在上述条件下，所得柑橘皮渣含水率降为80.21％，果胶在干皮渣中的比例为19.43％，每克干皮渣中总黄酮含量为2.021mg/g，相对于新鲜柑橘皮渣而言，果胶和总黄酮损失分别在14％和8％以内，最大程度的保留了柑橘皮渣内的果胶和总黄酮。
进一步，为确定干燥时柑橘皮渣的平铺厚度、干燥时间与干燥后柑橘皮渣的含水率之间的关系，本发明选取最佳预干燥条件下干燥的柑橘皮渣作为试验对象，干燥条件为：真空度0.085Mpa、干燥温度50℃、平铺厚度2.5-4.5cm、干燥时间0.25-3h。试验的具体数据设定及测试结果请参考表2。
表2：平铺厚度、干燥时间与干燥后柑橘皮渣的含水率之间的关系
从表2中能够看出，在相同干燥时间下，柑橘皮渣平铺厚度越大柑橘皮渣的含水率降低的越慢，当平铺厚度为2.5cm时，柑橘皮渣在干燥时间为1.75h内就能够降到10％以下。综合考虑能耗和柑橘皮渣的含水率，本发明优选地选取柑橘皮渣铺放厚度为2.5cm，此时干燥后的柑橘皮渣的含水率为7.977％。
进一步，为确定干燥时柑橘皮渣的干燥时间与干燥后柑橘皮渣中果胶的保留率及总黄酮的保留率之间的关系，本发明选取平铺厚度为2.5cm的柑橘皮渣作为试验对象，其余干燥条件为真空度为0.085Mpa、干燥温度为50℃。试验的具体数据设定及测试结果请参考表3。
表3：干燥时间与干燥后柑橘皮渣中果胶保留率及总黄酮保留率之间的关系
干燥时间/h 1.5 2.0 2.5
果胶保留率/％ 84.29 83.81 77.51
总黄酮保留率/％ 87.08 85.60 81.55
从表3中能够看出，果胶和总黄酮含量都随干燥时间的增加而减少，且在干燥时间为2.0-2.5h内的果胶和总黄酮含量减少量显著大于干燥时间为1.5-2.0h内的果胶和总黄酮含量减少量，综合考虑含水率对超微粉碎工艺的影响，本发明优选地选取柑橘皮渣的干燥时间为2h，此时干燥后的柑橘皮渣中果胶和总黄酮保留率分别为83.81％和85.60％。
进一步，对在真空度为0.085Mpa、干燥温度为50℃及干燥时间为2h的条件下干燥所得的柑橘皮渣进行预粉碎得到柑橘皮渣预粉碎粉末，所得柑橘皮渣预粉碎粉末过筛并分别称取粒径为380-250μm、250-180μm及小于180μm的柑橘皮渣预粉碎粉末，所称取得柑橘皮渣预粉碎粉末均匀的平铺在超微粉碎机中进行粉碎，得到柑橘皮渣超微粉。在本发明中，超微粉碎的粉碎时间优选为15min。进料粒径对出料粒径及其粒径分布的影响的具体结果请参考表4。
表4：进料粒径对出料粒径及其粒径分布的影响
从表4中能够看出，随着柑橘皮渣预粉碎粉末进料粒径的减小，出料粒径也逐步减小，且减小的力度较大。在粒径分布中，当柑橘皮渣预粉碎粉末的进料粒径小于180μm时，出料粒径为51.81μm，且有90％的柑橘皮渣超微粉的粒径为74.6μm，此时测量柑橘皮渣超微粉中的果胶和总黄酮的含量分别为18.84％和1.86mg/g。由此可知，虽然柑橘皮渣粉碎后的粒径很小，但是并不影响柑橘皮渣超微粉中果胶和总黄酮的含量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法及其应用，解决了柑橘皮渣高温烘干处理时果胶、黄酮等活性成分损失严重的问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。
请参考附图1，附图1示出了本发明实施例提供的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法的流程示意图，下述具体实施例的描述均以附图1为基础。
实施例1
本发明实施例提供的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法包括：
S101：将新鲜柑橘皮渣清洗干净，以1cm的厚度均匀平铺在温度为50℃的热风干燥箱中预干燥45min，直至所述柑橘皮渣的含水量为77％；
S102：将预干燥后的所述柑橘皮渣以2cm的厚度均匀平铺在温度为50℃的微波真空干燥箱中，在真空度为0.06Mpa的条件下真空干燥1.5h，直至所述柑橘皮渣的含水量为5％；
S103：将干燥后的所述柑橘皮渣预粉碎得到柑橘皮渣粉末，使用80目的目筛过筛所述柑橘皮渣粉末，粒径大于80目的所述柑橘皮渣粉末备用，粒径小于80目的所述柑橘皮渣粉重新预粉碎；
S104：将粒径大于80目的所述柑橘皮渣粉末放入超微粉碎机中，在主粉碎机频率和旋风分离机频率均为10Hz的条件下粉碎10min，得到粒径大于200目的柑橘皮渣超微粉。
实施例2
本发明实施例提供的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法包括：
S201：将新鲜柑橘皮渣清洗干净，以3cm的厚度均匀平铺在温度为60℃的热风干燥箱中预干燥1.5h，直至所述柑橘皮渣的含水量为81％；
S202：将预干燥后的所述柑橘皮渣以5cm的厚度均匀平铺在温度为40℃的微波真空干燥箱中，在真空度为0.09Mpa的条件下真空干燥6h，直至所述柑橘皮渣的含水量为12％；
S203：将干燥后的所述柑橘皮渣预粉碎得到柑橘皮渣粉末，使用80目的目筛过筛所述柑橘皮渣粉末，粒径大于80目的所述柑橘皮渣粉末备用，粒径小于80目的所述柑橘皮渣粉重新预粉碎；
S204：将粒径大于80目的所述柑橘皮渣粉末放入超微粉碎机中，在主粉碎机频率和旋风分离机频率均为30Hz的条件下粉碎20min，得到粒径大于200目的柑橘皮渣超微粉。
实施例3
本发明实施例提供的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法包括：
S301：将新鲜柑橘皮渣清洗干净，以2cm的厚度均匀平铺在温度为60℃的热风干燥箱中预干燥0.5h，直至所述柑橘皮渣的含水量为80.21％；
S302：将预干燥后的所述柑橘皮渣以2.5cm的厚度均匀平铺在温度为50℃的微波真空干燥箱中，在真空度为0.085Mpa的条件下真空干燥2h，直至所述柑橘皮渣的含水量为7.977％；
S303：将干燥后的所述柑橘皮渣预粉碎得到柑橘皮渣粉末，使用80目的目筛过筛所述柑橘皮渣粉末，粒径大于80目的所述柑橘皮渣粉末备用，粒径小于80目的所述柑橘皮渣粉重新预粉碎；
S304：将粒径大于80目的所述柑橘皮渣粉末放入超微粉碎机中，在主粉碎机频率和旋风分离机频率均为10-30Hz的条件下粉碎15min，得到粒径大于200目的柑橘皮渣超微粉。
实施例4
本发明实施例提供的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法包括：
S401：将新鲜柑橘皮渣清洗干净，以1.5cm的厚度均匀平铺在温度为55℃的热风干燥箱中预干燥1.0h，直至所述柑橘皮渣的含水量为79％；
S402：将预干燥后的所述柑橘皮渣以3cm的厚度均匀平铺在温度为48℃的微波真空干燥箱中，在真空度为0.07Mpa的条件下真空干燥2.15h，直至所述柑橘皮渣的含水量为6.1％；
S403：将干燥后的所述柑橘皮渣预粉碎得到柑橘皮渣粉末，使用80目的目筛过筛所述柑橘皮渣粉末，粒径大于80目的所述柑橘皮渣粉末备用，粒径小于80目的所述柑橘皮渣粉重新预粉碎；
S404：将粒径大于80目的所述柑橘皮渣粉末放入超微粉碎机中，在主粉碎机频率和旋风分离机频率均为20Hz的条件下粉碎20min，得到粒径大于200目的柑橘皮渣超微粉。
本发明实施例提供的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉含有丰富的果胶和总黄酮，且柑橘皮渣超微粉的粒径90％以上均小于75μm。由于柑橘皮渣超微粉的粒径极小，因而在溶于水及其他溶剂时溶液呈现为透明状，因此柑橘皮渣超微粉在用于制备食品、医药及化妆品时不会引起物质团聚，进而也不会影响食品、医药及化妆品的品质，且利于身体及皮肤的吸收。由于本发明实施例提供的柑橘皮渣超微粉含有丰富的果胶和总黄酮，因此在制备果浆、果冻、糖果、婴儿食品、冰淇淋和果汁等食品时，柑橘皮渣超微粉能够提供足够的增稠性及乳化性，而不需要添加其他增稠剂及乳化剂；在制备化妆品时更是起到防辐射、抗氧化、降低胆固醇的作用。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法，其特征在于，包括：
S01：将新鲜柑橘皮渣清洗干净，以1-3cm的厚度均匀平铺在温度为50-60℃的热风干燥箱中预干燥0.5-1.5h，直至所述柑橘皮渣的含水量为77-81％；
S02：将预干燥后的所述柑橘皮渣以2-5cm的厚度均匀平铺在温度为40-50℃的微波真空干燥箱中，在真空度为0.06-0.09Mpa的条件下真空干燥1.5-6h，直至所述柑橘皮渣的含水量为5-12％；
S03：将干燥后的所述柑橘皮渣预粉碎得到柑橘皮渣粉末，使用80目的目筛过筛所述柑橘皮渣粉末，粒径大于80目的所述柑橘皮渣粉末备用，粒径小于80目的所述柑橘皮渣粉重新预粉碎；
S04：将粒径大于80目的所述柑橘皮渣粉末放入超微粉碎机中，在主粉碎机频率和旋风分离机频率均为10-30Hz的条件下超微粉碎10-20min，得到粒径大于200目的柑橘皮渣超微粉。
2.根据权利要求1所述的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法，其特征在于，步骤S01中所述柑橘皮渣的平铺厚度为2cm，干燥温度为60℃，干燥时间为0.5h，预干燥后的所述柑橘皮渣的含水量为80.21％。
3.根据权利要求1所述的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法，其特征在于，步骤S02中所述柑橘皮渣的平铺厚度为2.5cm，干燥温度为50℃，真空度为0.085Mpa，干燥时间为2h，预干燥后的所述柑橘皮渣的含水量为7.977％。
4.根据权利要求1所述的富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的制备方法，其特征在于，步骤S04中所述超微粉碎的时间为15min。
5.富含果胶、总黄酮的柑橘皮渣超微粉的应用，其特征在于，上述权项1-4任一项所述的所述柑橘皮渣超微粉应用于食品加工、医药及化妆品。
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