果胶应用综述.doc

果胶的结构、性质与应用 摘要 本文介绍果胶的结构、性质及应用，重点是果胶在食品，饮料，果酱，医药中的应用。 关键词 果胶;果胶的应用 果胶是一类广泛存在于植物细胞壁的初生壁和细胞中间片层的杂多糖[1]，1824 年法国药剂师Bracennot 首次从胡萝卜提取得到，并将其命名为“pectin”[2]。 果胶主要是一类以D-半乳糖醛酸（D-GalacturonicAcids，D-Gal-A）由α-1，4-糖苷键连接组成的酸性杂多糖，除D-Gal-A 外，还含有L-鼠李糖、D-半乳糖、D-阿拉伯糖等中性糖，此外还含有D-甘露糖、L-岩藻糖等多达12 种的单糖，不 过这些单糖在果胶中的含量很少[3-4]。果胶类多糖的分子量介于10000～400000之间，WPilnik研究发现，果胶主链由α—D一半乳糖醛酸基(GalpA)通过1，4糖苷键连接而成，含有半乳糖醛酸外还含有20％的中性糖组分，他形象地把其描述为重复的聚半乳糖醛酸为主的“光滑区”和以鼠李糖和其他中性多糖为主的“多毛区”[5]。光滑区是由α—D一半乳糖醛酸基组成的均聚半乳糖醛酸(homogalacturonan，HGA)，多毛区是由支链α—L一鼠李半乳糖醛酸(rhamnogalacturonan，RG)组成。 果胶分子结构如图所示[6] 果胶一般按其酯化度的不同分为两类：高酯果胶(High Methoxyl Pectins，HMP)和低酯果胶(Low Methoxyl Pectins，LMP)，其主要区别在于分子结构中羧基被甲氧基取代的程度不同。甲氧基取代的程度不同由酯化度(Degree of Esterification)和甲氧基含量(Degree of Methoxylation，DM)来描述。一般晚来，DE大于50％或者DM在7.0％～16.30％之间为HMP；DE小于50％或者DM小于7.0％为LMP。 纯品果胶物质为白色或淡黄色粉术，略有特异气味。在20倍的水中几乎完全溶解，形成一种带负电荷的粘性胶体溶液，但不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。如果用蔗糖糖浆或与3倍以上的砂糖混合则更易溶于水。一般来说，果胶在水中的溶解度与自身的分子结构有关，其多聚半乳糖醛酸链越长在水中溶解度越小。在不加任何试剂的条件下，果胶物质水溶液呈酸性，主要是果胶酸和半乳糖醛酸。因此，在适度的酸性条件下，果胶结构稳定。但在强酸强碱条件下，果胶分子会降解。凝胶化作用是果胶最重要的性质，果胶最主要的用途就是做酸性条件下的胶凝剂。由于高甲氧基果胶和低甲氧基果胶在结构上的差异致使二者的凝胶条件完全不同。高甲氧基果胶需要可溶性固形物55％以上才能形成凝胶[7]，低甲氧基果胶只需存在二价金属离子和少量可溶性固形物即可形成凝胶[8]。 凝胶化作用是果胶最重要的性质，果胶最主要的用途就是做酸性条件下的胶凝剂。由于高甲氧基果胶和低甲氧基果胶在结构上的差异致使二者的凝胶机理和成胶条件完全不同。高甲氧基果胶必须在低pH和高糖浓度中方可形成凝胶，一般要求果胶含量1％；蔗糖浓度58％～75％；pH为2．0～3．5。因为在pH值2．0～3．5时可阻止羧基离解，使高度水合作用和带电的羧基转变为不带电荷的分子，从而使其分子间的斥力减小，分子的水合作用降低，结果有利于分子之间的结合和三维网络结构的形成。蔗糖浓度达到58％～75％，由于糖争夺水分子，致使中性果胶分子溶剂化程度大大降低，有利于形成分子问氢键和凝胶。低甲氧基果胶形成凝胶的机理与高甲氧基果胶大不相同。低甲氧基果胶在没有糖存在时也能形成凝胶，但必须有二价金属离子存在。例如，钙离子，在果胶分子间形成交 联键，随着钙离子浓度的增加，胶凝温度和凝胶强度也增加，这同褐藻酸钠形成蛋箱型结构的凝胶机理类似。低甲氧基果胶对pH值的变化没有高甲氧基果胶那样敏感，在pH值为2．6～6．5范围内可形成凝胶，最适pH为3．2。虽然低甲氧基果胶不添加糖也能形成凝胶，但加入10％～20％的蔗糖可明显改善凝胶的质地。 果胶作为一种高档的天然食品添加剂和保健品。商业果胶可从柑橘、苹果、或其他高等植物中提取,可作为稳定剂,增稠剂、胶凝剂、乳化剂、食品、药品和药物载体[9]。本文对果胶的结构、理化特性及功能应用进行综述， 同时介绍目前果胶研究的特点和趋势。 果胶的应用 在食品工业上，果胶作为胶凝剂、增稠剂、稳定剂、悬浮剂、乳化剂、增香增效剂，广泛应用于果酱、果冻、果胶软糖、果汁、乳制品等的生产。高甲氧基 果胶可有效地稳定酸牛奶制品并改善其风味，还可作为稳定剂使牛奶和果汁结合成含牛奶蛋白质、矿物质及果汁的重制饮料.H M 果胶的使用, 提高了饮料的粘度, 改善了口感。在橙汁中使用可以避免悬浮的果粒发生沉淀, 特别是固体物大于45 % 时。特别是在后一种情况, 可以先形成凝胶, 接着破