果胶的制备与应用
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摘要：对果胶的制备及其在食品、医药、动物营养调控、水处理等方面应用的研究进展作一综述。
关键词：果胶；生物学功能；营养调控；应用
中图分类号：TS202.3文献标识码：A文章编号：1672-979X(2007)06-0050-06
Preparation and Application of Pectin
TU Guo-yun1 ，WANG Zheng-wu 2 ，WANG Zhong-ni3
(1. School of Chemical and Material Engineering, Southern Yangtze University, Wuxi 214122, China; 2. Department of Food Science and Technology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai201101, China;
3. Department of Chemistry, Shandong Normal University, Jinan 250014, China)
Abstract：To review the preparation technology and research progress of pectin in the fields of food, chemical engineering, medicine, nutrient regulation, water treatment.
Key words：pectin; biological function; nutrient regulation; application
果胶(pectin)是以原果胶、果胶、果胶酸的形态广泛分布于植物的果实、根、茎、叶中的多糖类高分子化合物，是一种亲水性植物胶。果胶是胞壁的组成成分，伴随纤维素而存在，构成相邻细胞中间层黏结物，把植物组织紧紧的黏结在一起。果胶主要是由α-1,4糖苷键联接的半乳糖醛酸与鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖等中性糖形成的聚合物[1]，以及一些非糖成分如甲醇、乙酸和阿魏酸[2,3]。果胶结构由主链和侧链两部分组成，α-1,4糖苷键连接的D-半乳糖醛酸单元直链形成高聚半乳糖醛酸主链，侧链由短的呈毛发状的鼠李糖半乳糖醛酸聚糖构成。复杂的中性糖侧链连在鼠李糖半乳糖醛酸聚糖上[4]。果胶的相对分子质量在1万～40万之间[5]。
我国自20世纪50年代起就开展了果胶提取的研究，有从苹果渣[6]、柑橘、橙类皮、柚皮、向日葵托盘[7]、马铃薯渣等原料中提取果胶的报道，其中最有提取价值的首推柑橘类果皮，不同原料中果胶的含量如表1所示。
由表1可见，甘薯渣果胶含量最高，其次为柠檬皮、柑橘皮、向日葵托盘、马铃薯渣、苹果渣。国外多以柑橘皮、柠檬皮渣、苹果皮渣等为原料生产果胶[10]。目前我国食品行业主要从柑橘皮渣、苹果渣中提取生产果胶，尚无从甘薯渣中提取生产的报道。用甘薯制造淀粉产生大量废渣，一般作为饲料或废弃。甘薯及薯渣中不仅富含果胶，而且其果胶凝胶特性与苹果果胶相似。如果将甘薯渣开发为生产果胶的新原料，不仅能丰富原料来源，而且有利于保护生态环境。
1果胶的制备
1.1果胶的提取
天然果胶中的原果胶不溶于水，但可在酸、碱、盐等化学试剂作用下水解成水溶性果胶。果胶分为水溶性和非水溶性 2 种，非水溶性果胶可溶于六偏磷酸钠溶液或无机酸溶液。目前，国内外常用的提取方法有如下几种。
1.1.1酸提取法传统的酸提取法是最常用的方法，其原理是利用稀酸将果皮细胞中的非水溶性原果胶转化成水溶性果胶，然后在果胶液中加入乙醇或多价金属盐类，使果胶沉淀析出，洗滤、干燥、粉碎即成固体粉末果胶产品。传统酸提法的缺点是，提取过程中果胶分子易发生局部水解，降低了果胶的相对分子质量，影响果胶收率和质量；其提取条件对提取效果影响也较大；由于提取液黏度大，过滤较慢，生产周期长，效率低。目前酸提取法正向混合酸提取方向发展。
1.1.2离子交换树脂法果胶类物质与细胞壁半纤维素等共价键结合，通过次级键与细胞壁其他多聚体通过次级键结合。多价阳离子特别是钙离子存在时，阳离子键合引起低酯果胶类物质的不溶性，降低了高酯果胶的浸胀性。此外，纤维状果胶类物质大分子之间及其他多聚体之间存在着复杂的机械性牵绊，也影响着果胶类物质的溶解性。所以单纯酸法提取不能完全解除果皮中多价阳离子及其他杂质对果胶的束缚。而且果皮中多价金属离子、低分子物质和色素等经酸法处理后仍残留于果胶，影响果胶的品质。为解决这些问题，采用了酸水解结合离子交换的方法。首先，酸可以使原果胶溶解生成纤维素-果胶多糖复合物，然后酸使非水溶性大分子降解，果皮中多价阳离子溶出。阳离子交换树脂通过吸附阳离子加速了原果胶的溶解，提高了果胶的质量和提取率。与单纯酸提取法相比，此法提取率高，产品质量好，生产周期短，工艺简单，成本低，是经济上可行的提取方法[11]。
1.1.3微生物提取法TaKuo[12]等研究发现，帚状丝孢酵母及其变异株能从植物组织中分离出果胶。将帚状丝孢酵母接种到植物组织，经静止、搅拌、振荡培养或在酵母培养基中培养。微生物发酵产生使果胶从植物组织中游离出来的酶，它能选择性地分解植物组织中的复合多糖体，从而有效地提取出植物组织中的果胶。一定时间后过滤培养液，得到果胶提取液。采用微生物发酵法提取的果胶相对分子质量大，果胶的胶凝度高，质量稳定，很有发展潜力。
1.1.4草酸铵提取法果皮洗净，用0.25 %草酸铵溶液在90 ℃条件下处理24 h，过滤后得果胶提取液。此法可使非水溶性果胶酸钙变成可溶性铵盐，钙以草酸钙沉淀的形式除去。亦可用螯合剂六偏磷酸钠，增加非水溶性果胶的溶解性。陈改荣[13]利用草酸铵从胡萝卜渣中提取果胶，比用盐酸、硫酸提取产量更高，且质量达到国家标准。
1.1.5微波提取法微波提取法即微波辅助提取，是用微波加热与样品相接触的溶剂，将所需化合物从样品基体中分离进入溶剂。Kratchanova等[14]利用微波辅助提取柑橘果胶，电子显微镜观察发现，微波加热会破坏原料的薄壁组织细胞。经微波处理过的原料多孔渗透性和吸水能力都有提高，加热处理还可灭活果胶酶。实验表明，经微波处理后果胶的提取率提高，质量也较好，酯化度高，相对分子质量大，胶凝强度大。贾艳萍等[15]以橘皮为原料在微波条件下提取果胶 ......
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