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本文作者：郭祖鋒梁新紅孫俊良唐玉李元召作者單位：河南科技學院食品學院

果膠是一類多糖的總稱，以原果膠、果膠、果膠酸的形態(tài)廣泛分布于植物的果實、根、莖、葉的細胞壁和細胞內層[1]。果膠具有良好的乳化、增稠、穩(wěn)定和膠凝作用，在食品、醫(yī)藥、日化等眾多行業(yè)和領域有著廣泛的應用[2]。甘薯渣是甘薯淀粉加工后的副產物，據報道，廢渣中含有豐富的果膠[3]。有效地利用甘薯渣中的果膠資源，開發(fā)出高附加值產品是甘薯加工產業(yè)亟待解決的問題。

目前果膠提取方法主要有酸法、鹽法等，鹽酸提取時間短、成本低、提取率高，產品安全可靠，是工業(yè)生產主要使用的提取劑；磷酸鹽提取果膠純度高，雜質少，工藝簡便[4]。據報道，果膠提取工藝條件、提取劑不同，所得果膠物化特性亦不同。采用2種提取工藝對甘薯果膠進行提取，對2種方法所得果膠的物化特性進行比較，以期獲得甘薯果膠最佳提取方法。

本研究對酸法、鹽法提取的果膠，通過觀察電鏡照片，并對2種不同提取工藝提取的甘薯果膠與蘋果果膠的黏度、純度、酯化度做了比較[5-6]。本研究對甘薯果膠的提取、工業(yè)化生產及在食品行業(yè)應用，具有理論及實踐指導意義。

1材料與方法

1.1材料與試劑

甘薯：市售；蘋果果膠：產品號A18471含量約82%，英國AlfaAesar公司。半乳糖醛酸、硝酸銀、氫氧化鈉、磷酸氫二鈉、無水乙醇、異丙醇、咔唑、濃硫酸、濃鹽酸、碘、碘化鉀、酚酞等均為國產分析純。

1.2儀器與設備

FA1204B型分析天平、PHSJ-3F型pH計：上海精密科學儀器有限公司；RC5C型冷凍離心機：DuPontSorvallZnstruments公司；RVA-Tecmaster型快速黏度分析儀：波通瑞華科學儀器有限公司；Alphal-4LSC冷凍干燥機：德國CHRIST公司；WFJ7200型分光光度計：上海尤尼柯儀器有限公司；TAXT-PLUS型質構分析儀：StableMicroSystem公司。

1.3研究內容及方法

1.3.1甘薯果膠提取方法

新鮮甘薯洗凈打碎，水洗3~4次，收集濾渣，用淀粉酶除去渣中殘余淀粉，收集濾渣，55℃烘干備用。稱取淀粉酶處理過的甘薯渣，加入提取劑，兩種提取工藝具體參數見表1。水浴加熱提取，并攪拌，趁熱過濾，取上清液，加入乙醇使乙醇濃度達到60%以上，靜置1h。然后6000r/min，離心15min，得到果膠沉淀；對沉淀進行冷凍干燥，干燥后的果膠進行粉碎即為樣品，備用。

1.3.2果膠水分含量測定

QB2484—2000食品添加劑[7]。

1.3.3果膠純度的測定(咔唑比色法)

NY82.11—1988果汁測定方法[8]。

1.3.4果膠的溶解度的測定[9]

取0.25g的干基果膠溶于25mL的水中，然后取50mL的溶液于離心管中，在6000r/min的離心機中離心20min，然后將上清液移入稱量皿中在水浴鍋中烘干，再將其放到105℃的烘箱中干燥1h，直至恒重，稱量其總質量。(公式略)

1.3.5果膠酯化度的測定

采用酸堿滴定法[7]。

1.3.6果膠凝膠的制備和膠凝度測定

參照QB2484-2000食品添加劑[7]。

1.3.7果膠黏度的測定

準確稱量0.5g干基果膠溶于50mL的水中，在溫度為20℃，時間為3min，轉速為900r/min的快速黏度分析儀中測定其黏度[5]。

2實驗結果與分析

2.1果膠的外觀及電鏡觀察

分別將2種方法提取的甘薯果膠經冷凍干燥后粉碎，甘薯果膠粉末蓬松，顏色灰白，有光澤，蘋果果膠呈淺黃色，3種果膠均沒有異味。3種果膠干燥粉碎后經掃描電鏡，觀察結果如圖1(a)~(c)。由圖1可知，3種果膠結構均較蓬松，但提取方法不同，果膠顯微結構差異較大，酸提甘薯果膠類似多孔網狀，鹽提果膠和蘋果果膠呈薄膜狀；鹽提果膠較酸提果膠及蘋果果膠更蓬松，其結構差異可能會使其物化特性不同，因此對其物化特性進行研究。

2.2提取工藝對果膠溶解度的影響

果膠的溶解度是檢驗果膠品質指標之一，溶解度高且易于溶解的果膠使用面廣。依據方法1.3.4進行果膠的溶解度的測定，結果如圖2。由圖2可知，3種甘薯果膠的溶解度略有差異，酸提法提取的甘薯果膠溶解度為(98.4±3.3)%，鹽提法提取的甘薯果膠的溶解度為(99.8±1.6)%，蘋果果膠的溶解度為(99.6±1.8)%。對3種果膠溶解度進行方差分析，P＞0.05，提取的甘薯果膠和蘋果果膠之間無顯著性差異。另外，在試驗中可以觀察到，鹽提甘薯果膠和蘋果果膠都易溶于水，酸提甘薯果膠溶解的速度較慢；鹽提果膠的水溶性較酸提的水溶性好。

2.3提取工藝對甘薯果膠純度的影響

果膠純度是檢驗果膠質量的重要標準，直接影響其在食品中的添加量和使用效果。不同的提取方法可能會引起果膠純度的不同，依據方法1.3.3，測定2種提取方法果膠的半乳糖醛酸的含量，結果如圖3。由圖3可知，不同的提取方法對果膠的純度有影響，鹽法提取的果膠的純度為(81.5±9.3)%，酸法提取的果膠的純度為(64.6±11.8)%，蘋果果膠的純度為(82.5±7.6)%。對三者純度進行方差分析，P＞0.05，鹽法提取的果膠和蘋果果膠純度無顯著性差異，酸法提取的果膠和蘋果果膠之間存在顯著性差異。從圖中可知，酸法提取的甘薯果膠純度遠低于鹽法提取的果膠和蘋果果膠的純度。

2.4提取工藝對甘薯果膠酯化度的影響

酯化度是果膠分類的最基本指標，也是與果膠的各種應用性質密切相關的指標，比如膠凝性、增稠性、蛋白穩(wěn)定性等；酯化度亦影響果膠帶電荷數量[10]。根據酯化程度果膠可分為高酯果膠(酯化度大于50%)和低酯果膠(小于50%)。天然果膠中約20%~60%的羧基被酯化，其平均分子量在5~50萬之間[10-11]。2種方法提取的甘薯果膠和蘋果果膠的酯化度測定結果如圖4。由圖4可知，不同的提取方法對果膠的酯化度是有影響的，鹽提甘薯果膠產品的酯化度為(58.2±3.5)%，酸提甘薯果膠產品的酯化度為(52.3±7.6)%，蘋果果膠的酯化度為(57.1±2.0)%。經方差分析，P＞0.05，鹽提法提取的甘薯果膠酯化度與蘋果果膠的酯化度無顯著性差異，酸提的果膠酯化度與蘋果果膠的酯化度有顯著性差異。結果表明，鹽提甘薯果膠的酯化度較酸提的高。

2.5提取工藝對果膠膠凝度的影響

果膠的膠凝由氫鍵、疏水基間的相互作用和鈣橋等作用形成的，果膠膠凝度隨果膠黏度增加而增加[10]。依據方法1.3.6制作的果膠凝膠柔軟而又有彈性，進行凝膠度測定，結果如圖5。由圖5可知，鹽提果膠的膠凝度為(146±3.5)%，酸法提取的果膠的膠凝度為(139±3.1)%，蘋果果膠的膠凝度為(152±2.6)%。鹽提法提取的甘薯果膠膠凝度比酸提法的高，略低于蘋果果膠的膠凝度。經方差分析，P＞0.05，鹽法提取果膠和蘋果果膠純度無顯著性差異，酸法提取的果膠和蘋果果膠之間存在顯著性差異。結果表明，鹽提甘薯果膠的膠凝度較酸提的高。

2.6提取工藝對甘薯果膠黏度的影響

果膠溶液是黏稠的，流變特性與鹽類特別是鈣鹽的存在高度相關、與pH高度相關、與平均分子量相關。果膠黏度影響在食品尤其是飲料里面的添加效果。依據方法1.3.7對甘薯果膠和蘋果果膠的黏度分別做了測定，結果如圖6。由圖6可知，不同的提取方法對果膠的黏度是有影響的，酸法提取的甘薯果膠黏度為(24±4.7)%，鹽法提取的甘薯果膠黏度為(22±4.6)%，蘋果果膠的黏度值為(27±2.3)%。均略低于蘋果果膠黏度，經方差分析，P＜0.05，鹽法、酸法提取的果膠和蘋果果膠黏度存在顯著性差異。鹽提甘薯果膠的黏度較酸提的低，蘋果果膠的黏度較酸提的高。這可能是甘薯果膠中含有小分子糖、鹽等雜質，后面將做進一步的研究。

3結論

2種提取工藝提取的果膠與蘋果果膠物化特性作了比較，得到如下結論：采用鹽法提取的甘薯果膠純度高、水溶性較好、酯化度高、凝膠強度高、黏度低；酸提甘薯果膠純度低、酯化度低、凝膠強度低、黏度低，顏色較淺。在物化特性上鹽提甘薯果膠和蘋果果膠相近，可作為添加劑在食品行業(yè)廣泛應用。