天然植物果胶的提取及其在食品工业中的应用现状（一）

近年来，天然植物多糖因其独特的性质得到了广泛关注。果胶一词来源于希腊语单词“Pektikos”，意思是“凝固剂”，是一种酸性无毒的多糖物质，在酸性溶液中比碱性溶液中稳定，无味，一般呈白色或淡黄色粉状，其相对分子质量一般在20KDa～400KDa之间，具有聚阴离子性质，植物的果实、根、茎、叶中存在大量天然果胶，分别以原果胶、果胶、果胶酸的形态存在，其中果实细胞壁中的果胶含量最高。

通过不同提取工艺得到的果胶分子量差异较大，具有高度的结构多样性。根据结构的不同可分为同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖Ⅰ、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖Ⅱ和木糖半乳糖醛酸聚糖。根据其酯化度不同可分为高酯果胶和低酯果胶，高酯果胶可在可溶性糖含量
≥60％、pH2.6～3.4时形成非可逆性凝胶。而低酯果胶指酯化度小于50％的果胶，其对钙离子有较高的反应性，可以通过添加不同的钙盐来控制凝胶的形成，能够通过调节pH影响果胶的凝胶化。

由于果胶还具有良好的增稠特性、稳定特性、胶凝特性和乳化稳定作用，可作为果蔬汁、果酱、果冻等休闲食品良好的稳定剂或增稠剂使用；果胶也可作为理想的脂肪替代品，代替脂肪应用于食品加工，如焙烤食品、沙拉酱、冰激凌等高脂肪含量的食品，满足人们对健康食品的广泛需求；果胶还可作为合成大分子聚合物的替代品应用于食品保鲜，不仅能够延长食品的保鲜期，而且本身是一种可降解的环保膜。另外，由于果胶中的单糖成分具有良好的降血脂、修复因食用抗癌药物导致的胃黏膜损伤、降低心脏病发病率、清除机体内放射性元素、抗肥胖等功能特性，因此随着现代食品工业人们对健康饮食的需求，果胶在食品领域的需求量越来越大。

我国每年的果胶需求量就高达5000吨，国内工业生产中的果胶主要来自于进口，其比例高达80％，但是由于国产果胶的价格较进口果胶普遍较低，所以现阶段增加国内果胶生产率成为了亟待解决的重要问题。因此，如何利用我国丰富的自然植物资源，大力研究创新果胶生产新工艺，生产出满足国内外市场需求的优质果胶显得极为重要。本文对国内外天然植物果胶的提取与制备、以及在食品中应用研究现况进行综述，以期能够为我国果胶生产先进化及应用丰富化提供有价值的信息。

一、果胶的提取方法研究

果胶的提取方法有很多，传统的方法有酸法提取、水法提取、酶法提取等，随着研究的深入以及现代食品加工技术的应用，果胶的提取方法不断优化，现今提取的方法主要有超声波辅助提取、微波辅助提取、电压脉冲电场法、离子交换树脂法、亚临界水萃取法、复合法提取等，Carlos Sabater等利用酸法提取、超声波辅助提取法、酶法提取和超声波酶复合提取法四种方法对洋蓟副产品中的果胶进行提取。

研究结果表明，得到的果胶分别为5.8％、7.1％、11.3％、13.9％。说明利用酸法提取得到的果胶最少，而超声波酶复合提取法得率高，且得率高于非复合法提取。刘江等以干燥的柠檬皮渣为原料，利用三种辅助方法和两种传统方法提取果胶，实验结果表明，利用微波辅助提取法提取果胶得率为25.02％，利用超声波辅助提取法及超高压辅助提取法提取果胶得率相差不大，分别为24.04％和23.76％，而酶法提取及酸法提取得率较低，分别为20.4l％和17.54％。于庆宇等利用高电压脉冲电场法提取苹果渣中果胶，得率为14.21％。离子交换树脂法提取率低，但价格低廉，有较广阔的发展前景，刘显明等利用离子交换树脂法提取南瓜皮果胶，经单因素优化试验后果胶的得率达到18.57％，相较于优化前提高约10％左右。

说明利用物理辅助提取的方法操作简单，提取率较高，产品质量较好，但其安全系数较低，大规模的工业生产受限，总体具有良好的发展前景。表1列举了不同提取方法的原理和特点。

果胶广泛存在于天然植物中，提取果胶通常采取果皮原料居多。提取过程中由于采取工艺技术不同，不仅使果胶提取率存在较大区别，而且酯化度和半乳糖醛酸含量等结构也会受到一定影响。Umana Monica M 等利用真空冷冻干燥技术对柑橘果汁进行了预处理，冷冻干燥能避免破坏植物组织，从而提高提取率达到47％。ZahraRahmani等利用微波辅助提取方法提取柠檬果皮中的果胶成分，结果表明，微波功率700W、辐照时间3min、pH为1.5时提取效果最佳，果胶得率可达25.31％，此外，柠檬果皮中的果胶中半乳糖醛酸含量高达87.2％，分子量也较高，为615.836KDa。不同果实采取不同提取方法的果胶提取量、酯化度和半乳糖醛酸含量如表2所示。

从表2中可知：果胶的提取量与植物原料也有很大关系，其中，柑橘、柚子和甜菜的果胶含量较高，是商品果胶的主要来源，其他植物原料根据不同提取工艺，果胶的提取量高低不尽相同。不同植物组织利用常规提取方法提取的果胶含量由高到低依次为柑橘、甜菜、香蕉、仙人果、山楂、苹果和猕猴桃，其中，柑橘、苹果、香蕉和山楂中提取的果胶为高甲氧基果胶，而甜菜和仙人果中提取的果胶为低甲氧基果胶，其半乳糖醛酸含量从19.5％～86.96％不等，存在较大差别。利用辅助技术提取的果胶提取量比常规技术显著提高，由高到低依次为柑橘、木瓜、番茄、柚子、荔枝、石榴、芒果、桃和菠萝，柑橘的果胶提取量则高达47％，其中，柑橘、番茄、芒果和石榴中提取的果胶为高甲氧基果胶，柚子、菠萝、桃和荔枝中提取的果胶为低甲氧基果胶，由于提取方法存在差异，半乳糖醛酸含量也不尽相同。

声明：本文所用图片、文字来源《中国食品添加剂》，版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题，请与本网联系

相关链接：半乳糖醛酸，鼠李糖，果胶酸