苹果梨果胶理化特性的研究

韩苗苗，李范洙，朴一龙，张 先,*

(1.延边大学农学院食品科学系，吉林 龙井 133400；2.延边大学农学院园艺系，吉林 龙井 133400)

苹果梨果胶理化特性的研究

韩苗苗1，李范洙1，朴一龙2，张 先1,*

(1.延边大学农学院食品科学系，吉林 龙井 133400；2.延边大学农学院园艺系，吉林 龙井 133400)

采用酸解法从苹果梨疏果和成熟果榨汁后的果渣中提取果胶，并对果胶纯度、色度、甲氧基含量、酯化度、黏度和相对分子质量进行测定。结果表明：用酸解法结合沉析法提纯的苹果梨果胶纯度在70%以上，疏果期果胶颜色为浅棕色，成熟期果胶颜色为白色。苹果梨成熟期果胶的特性黏度和相对分子质量分别为1.51×10-7Pa·s和6.96×105，均高于疏果期果胶，两者均为高酯果胶，其中疏果期果胶为慢凝型果胶，成熟期果胶为速凝型果胶。

苹果梨；果胶；纯度；色度；甲氧基含量；酯化度；黏度；相对分子质量

果胶是一种复杂的多糖聚合物，一般作为凝胶剂被广泛应用于糖制品、焙烤食品以及饮料等。随着功能性多糖的开发研究，果胶作为水溶性膳食纤维，越来越受到重视，期望利用植物资源提取植物胶，尤其是从没有食用价值的植物资源和果蔬加工下脚料中提取。据报道利用酸水解法已从多种植物资源和果品深加工的下脚料中提取果胶，并对果胶的纯度、酯化度、分子质量等理化性质进行研究[1-6]，发现不同来源的果胶其特性各不相同。目前工业生产中多采用工艺技术成熟、成本较低的酸水解法提取果胶，但酸水解法提取的果胶中含有大量影响其品质的杂质，因此膜分离技术开始应用于果胶生产中，可除去果胶中大部分杂质，提高果胶的纯度[7-8]。目前，关于梨果实中果胶的研究已有报道[9-10]，但是梨尤其是利用苹果梨资源提取果胶及其特性的研究尚未见报道。

苹果梨是吉林省延边地区特产水果，延边州栽培面积大，产量多。据调查每年仅在果实疏果期疏掉的幼果量就达到3000t以上，如果利用这些被废弃的幼果和苹果梨深加工过程中产生的下脚料分离提取果胶，这对综合利用苹果梨资源和提高其附加值具有重要的现实意义。本研究利用苹果梨疏果果实和成熟期果实榨汁后果渣提取果胶，测定其理化特性，以期开发新的果胶提取植物资源，并为苹果梨果胶的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

苹果梨疏果期疏掉的幼果(单果质量约为6g)和苹果梨成熟期等外梨(单果质量约105g)经榨汁后获得的果渣。以上苹果梨均取于延边华龙集团果树农场实验基地2008年生产的果实；商业果胶 浙江衢州果胶有限公司。

1.2 仪器与设备

UV-7504型紫外-可见光分光度计 上海精密科学仪器有限公司；X-RitesSP62型色差仪 美国爱色丽股份有限公司；乌氏黏度计 上海EHSY西域仪器公司。

1.3 方法

1.3.1 果胶制备

浓采用酸解法[11]提取果胶，将提取的果胶粗品配制成质量浓度为2g/100mL的溶液，加入2倍体积无水乙醇进行沉析提纯，40℃干燥粉碎过120目筛为苹果梨果胶制品。

1.3.2 果胶纯度的测定

称取10mg果胶，加蒸馏水搅拌溶解，移入100mL的容量瓶中，定容。取样液1mL采用咔唑比色法测定半乳糖醛酸含量，以半乳糖醛酸为标准样[12]。

1.3.3 果胶色度的测定

用SP64色差仪测定样品的L*、a*、b*值。

1.3.4 果胶酯化度的测定

采用Zhang等[13]滴定法测定果胶中甲氧基含量，然后按公式(1)计算果胶酯化度。

1.3.5 果胶特性黏度和相对分子质量的测定

用pH4.5浓度为0.05mol/L的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液将果胶配制成质量浓度在0.05～0.15g/100mL范围内的溶液，利用乌氏黏度计在温度25℃下测定不同质量浓度果胶溶液绝对黏度(η)和溶剂的绝对黏度(η0)。根据公式(2)、(3)计算相对黏度(ηr)和增比黏度(ηsp)。

以ηsp/c-c绘图，外推至浓度c=0，可确定特性黏度([η])。特性黏度与相对分子质量(Mr)之间的关系可利用Mark-Houwink-Sakurada方程[14]表示：

式中：K=1.4×10-6；α=1.34。

1.3.6 统计分析

实验所得数据均用SAS统计软件进行统计分析，以平均值±标准差代表测定项目的群体水平，并用邓肯检验方法进行比较，显著水平P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 苹果梨果胶的纯度

果胶纯度的高低是评价果胶品质好坏的重要指标之一，食品添加剂标准规定商业果胶纯度需大于65%[15]。由表1可知，用酸水解法提取疏果期幼果和成熟期苹果梨果渣中的果胶纯度均在40%左右，与商业果胶73.08%相比相差过多，这可能是由于提取果胶过程中残存的果肉微细颗粒、粗多糖、水溶性色素、无机离子等杂质导致提取的果胶纯度较低[7]。经沉析法提纯后果胶纯度可提高31%～35%，纯度达到70%以上，达到商业果胶标准。

表1 酸解法提取的苹果梨果胶纯度Table 1 Purities of the pectins extracted from young and matured Pingguoli pear by acid hydrolysis

2.2 苹果梨果胶的色度

表2 酸解法提取的苹果梨果胶色度Table 2 Color of the pectins extracted from young and matured Pingguo pear by acid hydrolysis

标准果胶应为白色至淡黄色粉末，无异味[15]。一般来说果胶颜色越白，其商业价值越高。由表2可知，疏果期果胶a*值和b*值显著高于成熟期果胶，果胶的颜色受原料褐变影响较大，植物组织的褐变多与多酚物质有关，苹果梨幼果中的多酚物质要高于成熟期果实中的多酚物质[16]。所以果胶提取过程中，虽然采用相同的护色处理，但是幼果的防褐变效果没有成熟果好，导致疏果期果胶的a*值高于成熟期。另外果实中叶绿素含量的变化与提取果胶的颜色相关，因为果胶提取过程中叶绿素氧化降解，显现黄色[17]。由于幼果中叶绿素含量较多，所以果胶提取过程中叶绿素的降解可能导致疏果期果胶的b*值大于成熟期果胶。

将疏果期、成熟期果胶与商业果胶相比，3种果胶的L*、a*、b*值均有显著差异(P＜0.05)，其中成熟期果胶亮度最好，疏果期果胶亮度最差，并且红色度与黄色度均较大，说明提取果胶时幼果褐变现象比较严重，对于幼果护色处理及提取工艺有待于进一步研究。

2.3 苹果梨果胶的甲氧基含量和酯化度

果胶酯化度是评价果胶产品性能的一项重要指标，

是影响果胶凝胶速度和凝胶时间的重要因素。由表3可知，苹果梨疏果期幼果和成熟期果实果渣中果胶酯化度有显著性差异，而成熟期果胶酯化度与商业果胶的酯化度没有显著差异，但疏果期和成熟期果胶均为高酯果胶。成熟期果胶和商业果胶甲氧基含量均大于11.4%，为速凝果胶，而疏果期果胶的甲氧基含量小于11.4%，为慢凝果胶[18]。

表3 酸解法提取的苹果梨果中胶甲氧基含量和酯化度Table 3 Methoxyl contents and esterification degrees of the pectins extracted from young and matured Pingguo pear by acid hydrolysis

2.4 苹果梨果胶的特性黏度和相对分子质量

表4 酸解法提取的苹果梨果胶特性黏度和相对分子质量Table 4 Intrinsic viscosity and molecular mass of the pectins extracted from young and matured Pingguo pear by acid hydrolysis

高分子物质的特征值主要用特性黏度来表示，它可间接反应其形状和尺寸大小，特性黏度值又由其相对分子质量决定。由表4可知，苹果梨成熟期果胶的特性黏度和相对分子质量均要高于疏果期果胶的特性黏度和相对分子质量，而与商业果胶的特性黏度和相对分子质量基本相近。果胶物质最重要的性质就是胶凝化作用，同一凝胶条件下，果胶相对分子质量越大，其凝胶强度越大，弹性越好。据田玉霞等[19]报道，苹果果渣中提取的果胶最大相对分子质量为3.0×105，并且随着相对分子质量的减小，其酯化度下降，这与本研究结果相一致。苹果梨疏果期和成熟期提取的果胶相对分子质量均大于从苹果渣中提取的果胶相对分子质量。

3 讨 论

目前常用的果胶提取方法有酸水解法、离子交换法、酶提取法等，其中酸水解法是工业上广泛采用的生产方法，操作简便，并且工艺成熟。但酸水解法提取果胶过程中果胶分子易发生局部水解，并且果胶中含有大量的杂质，严重影响果胶的品质。

本实验采用酸水解法提取苹果梨果胶后，其纯度仅在40%左右，需对其进行提纯处理，以达到商业果胶的标准。目前膜分离技术在果胶提取中的应用研究较多，它可将果胶纯度提高到80%以上[8]，但其技术需要膜分离设备。因此本实验采用工艺简单、操作简便、不需要任何特殊设备的沉析法对苹果梨果胶进行了提纯，其纯度达到70%以上。

苹果梨成熟期果实果渣中提取的果胶理化性质均要好于疏果期幼果中提取的果胶理化性质，这种特性差异可能是由不同时期苹果梨果实中果胶物质的组分差异而引起。据作者研究，苹果梨成熟期果实的果胶物质中主要组分是酸溶性果胶，占果胶总量的60%以上，而在苹果梨疏果期幼果果胶物质中主要组分是碱溶性果胶，占果胶总量的70%以上。关于苹果梨不同时期果实中提取果胶的理化特性差异，是否与果胶组分有关有待于进一步的研究。

4 结 论

苹果梨疏果期幼果和成熟期果实榨汁后果渣中提取的果胶颜色分别为浅棕色和白色，其纯度为70%以上，相对分子质量符合添加剂标准中规定的范围，并且均属于高酯果胶，同时成熟期果胶的各理化特性与商业果胶基本一致。本研究结果说明提取的苹果梨果胶具有较好的商业价值，所以苹果梨生产和加工过程中产生的幼果和果渣等废弃资源可作为很好的提取果胶原料资源。

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Physico-chemical Properties of Pingguoli Pear Pectin

HAN Miao-miao1，LI Fan-zhu1，PIAO Yi-long2，ZHANG Xian1,*
(1. Department of Food Science, Agricultural College, Yanbian University, Longjing 133400, China；2. Department of Horticulture, Agricultural College, Yanbian University, Longjing 133400, China)

Acid hydrolysis was used to extract Pingguoli pear pectin from young fruits and pomace of matured fruits after juicing and the crude extract was then purified by absolute ethanol precipitation method. The purity colour, methoxy content, esterification degree, intrinsic viscosity and molecular mass of Pingguoli pear pectin were determined. The purity of the purified Pingguoli pear pectin was more than 70%. The color of the pectin from young and matured fruits was light brown and white, respectively. The intrinsic viscosity and molecular mass of the pectin from matured fruits were 1.51×10-7Pa·s and 6.96×105, which were both higher than those of the pectin from young fruits. However, both kinds of pectin were high methoxyl (HM) pectin. The pectin from young fruits was slow-setting pectin and the pectin from matured fruits was rapid-setting pectin.

Pingguoli pear；pectin；purity；colour of pectins；methoxy content；esterification degree；intrinsic viscosity；molecular mass

TS202.1

A

1002-6630(2010)17-0044-03

2009-12-19

留学回国人员科研启动基金项目(教外司留[2007]1108号)

韩苗苗(1984—)，女，硕士研究生，研究方向为食品功能性成分分析。E-mail：hmm19840502@yahoo.com.cn

*通信作者：张先(1963—)，女，副教授，博士，研究方向为食品功能性素材开发与应用技术。

E-mail：zhangxian@ybu.edu.cn