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低甲氧基果膠的研究概況

文章來(lái)源:惠合膠體磨研磨設備廠(chǎng) 發(fā)布日期:2015-07-27 16:38:05作者:admin 點(diǎn)擊次數: 次
摘要：論述了低甲氧基果膠的化學(xué)結構、制備方法及其在食品上的最新應用，表明低甲氧基果膠具有非常廣闊的開(kāi)發(fā)、應用前景。
1825年，法國人bracennot首次從胡蘿卜肉根中提取出一種物質(zhì)，能夠形成凝膠，他將提取物 命 名 為“PECTIN”， 中 文 譯 為“ 果 膠 ”。 果 膠（PECTIN）是一種酸性大分子多糖，是結構最為復雜的親水性植物膠，廣泛存在于陸生植物的根、莖、葉、果實(shí)的細胞壁中。果膠分子主鏈是由150個(gè)500個(gè)α-D-半乳糖醛酸基（ 相對分子質(zhì)量為(30000-100000）通過(guò)α（1→4）糖苷鍵連接而成，通常以部分甲酯化狀態(tài)存在。果膠根據酯化度（DE）的不同分為低甲氧基果膠（LMP）和高甲氧基果膠（HMP）。隨著(zhù)酯化度的不斷增大，凝膠能力逐漸增強，HMP 溶液在固形物含量高于55g/100g的情況下，易生成凝膠，主要應用于高糖類(lèi)食品生產(chǎn)。
LMP溶液在鈣或鎂等金屬離子存在的情況下，溶液中有糖或無(wú)糖均能形成性質(zhì)優(yōu)良的凝膠，主要應用于低糖、低熱量食品。
因此，LMP 具有更廣闊的應用前景。早在20世紀三四十年代人們就已經(jīng)開(kāi)展對LMP的研究，1940年，Hicolin和Silemoyno研究報道在向日葵盤(pán)中存在果膠一類(lèi)物質(zhì)，這引起了當時(shí)許多科學(xué)研究者的興趣，并在果膠的結構組成和提取方法上作了相應的研究；1948年，保加利亞Stonkoff從脫籽向日葵盤(pán)中提取出LMP，這引起世界各國的注意，特別是商業(yè)界的轟動(dòng)，從此引發(fā)了人們對LMP 研究的興趣；到1953年，Shewfelt用草酸鹽和無(wú)機鹽結合提取的方法獲得了向日葵果膠，而且將果膠應用到具體的食品生產(chǎn)中，獲得質(zhì)量?jì)?yōu)良、風(fēng)味適口的果凍，并進(jìn)一步證實(shí)向日葵果膠屬于LMP；1986年，上海市食品研究所和南京農業(yè)大學(xué)等科研單位采用鹽酸脫鈣法從向日葵中提取出的LMP，在熱能消耗、脫色效果、成品色澤與灰分含量、產(chǎn)品成本等方面均優(yōu)于國外水平，并申請了專(zhuān)利。
 
1 LMP的制備方法
目前，除從天然資源中獲取少量的LMP 外，大部分LMP通常是從HMP原料中間接提取得到，制備方法主要有堿催化脫酯法、酸化乙醇法、酰胺化法和酶化法。
1.1堿催化脫酯法
HMP 經(jīng)過(guò)強堿催化脫酯制得 LMP，平均分子量大幅度下降，但采用弱堿如碳酸鈉催化法處理桔子、酸橙肉和芒果皮后，發(fā)現無(wú)論是干樣品還是冷凍樣品，經(jīng)處理后都可以獲得性能良好的LMP；此后，趙靜等人又對堿法脫酯的工藝條件進(jìn)行了研究，并確定了獲取檸檬果膠的最優(yōu)脫酯條件。
1.2酸化乙醇法
向預處理過(guò)的HMP的水溶液中加入酸化乙醇，進(jìn)行脫酯轉化即得LMP，用這種方法制得的LMP，酯化度在25%-50%。該方法已經(jīng)應用到從蘋(píng)果皮渣和土豆渣中提取LMP 的生產(chǎn)中。
1.3酰胺法
在堿性條件下，用氨水處理HMP，使部分甲酯轉變?yōu)椴及�。這種方法制備出的LMP又稱(chēng)酰胺化果膠，DE通常為20%-45%，溶解性好，易形成凝膠，但制備過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生一些有害物質(zhì)。陳順偉、朱文等人為了克服這一缺點(diǎn)，對酰胺化法制備LMP 進(jìn)行深入研究，確定了從豆腐柴葉中提取 LMP的最佳工藝參數。
1.4酶法
酶法制備LMP 分內源酶法和外加酶法。內源酶法就是通過(guò)加內源酶激活劑激活果膠酯酶（PE），再用PE 將 HMP 轉化為 LMP。1994年，蔡長(cháng)河等報道，利用碳酸鈉激活柑桔皮中內源PE，提取出DE小于50%的LMP；外加酶法是用外加酶先從植物組織或微生物發(fā)酵液中提取PE，再運用內源酶法，將HMP 轉化為 LMP。從黑曲霉發(fā)酵液中分離提純得到PE，并用該酶脫酯提取LMP，酶法制備果膠大大簡(jiǎn)化工藝流程和設備，能更好的保證產(chǎn)品的膠凝度。
 
2 在食品上的應用
隨著(zhù)人們生活水平的不斷提高，對食品品質(zhì)及營(yíng)養的要求越來(lái)越高，LMP被廣泛應用于食品的加工生產(chǎn)中。
2.1低糖果醬的研制
HMP 在含糖量高于60g/100g，PH 值在2-3.5的條件下方可形成凝膠，因此不適合用于低糖果醬，而LMP只要和金屬離子共存就能形成凝膠，且不受糖、酸含量的影響。這種凝膠在加熱或攪拌后，會(huì )可逆性地變?yōu)橐后w，停止攪拌或冷卻后又能恢復原凝膠狀。由于具有這種特性，LMP 非常適合用于低糖果醬，并滿(mǎn)足消費者對涂抹性的要求。
2.2含果粒啤酒的研制
果粒啤酒和帶肉果汁等飲料是由兩相組成的，為了使其充分融合，提高該系統的動(dòng)力穩定性，必須選用適合的穩定劑。
LMP 作為懸浮劑，不僅能與鈣離子發(fā)生膠凝作用和實(shí)現果粒均勻懸浮，而且賦予果汁優(yōu)良的風(fēng)味，提高了口感，克服了海藻酸鈉的假塑性差，有較大的膠腥味，濁度大的缺點(diǎn)。
2.3冰淇淋制造用果凍的研制
對不同膠凝劑進(jìn)行凝膠溫度實(shí)驗，發(fā)現在可溶性物含量大于55g/100g時(shí)，只有明膠及 LMP 的凝膠溫度低于35℃，明膠形成的凝膠口感較堅韌，透明性差，而LMP 的凝膠柔軟可口，呈透明狀，質(zhì)地與冰淇淋相諧調，風(fēng)味釋放特性好。而且LMP可使任何含量的固形物溶液形成凝膠。
2.4凝固型酸奶的研制
LMP 是一種半乳糖醛酸，其分子在酸乳中帶負電荷，會(huì )附著(zhù)于酪蛋白顆粒的表面，使之帶負電荷而互相排斥，因此避免了酪蛋白顆粒的聚集沉淀。
但是LMP價(jià)格較貴，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)是將LMP與羥甲基纖維素按1:1 的質(zhì)量比配合使用，使其產(chǎn)生協(xié)同增效作用，既降低了生產(chǎn)成本，又保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
2.5糖果的研制
LMP是水溶性的，可與淀粉結合應用到糖果生產(chǎn)中，在金屬離子存在的條件下，LMP 與 HMP 相比，PH 較高的環(huán)境中就可以形成凝膠，LMP 的這個(gè)特點(diǎn)使他不僅用于非酸性風(fēng)味的凍膠糖果中，還可用來(lái)控制凝膠過(guò)程中的凝膠速度，而HMP需在PH值較低的酸性條件下，與糖和水共存才能形成凝膠。因糖和酸可減低果膠的水合性，在冷卻時(shí)快速形成凝膠，使生產(chǎn)出的糖果具有黏性，從而影響糖果的品質(zhì)。
2.6排鉛類(lèi)保健食品
LMP含有自由羧基基團，能夠與多價(jià)離子結合，形成含有醇-羧基的絡(luò )合生成物，可以和體內的鉛離子形成穩定的不溶于水的螯合物，使鉛在人體中不被吸收，隨糞便排出體外，且LMP 無(wú)毒副作用，國外用動(dòng)物實(shí)驗證實(shí)低甲氧基果膠對鉛等重金屬有強大的親和力，果膠有間接排鉛作用。LMP毒性：小鼠最小致死量大于15g/kg，口服210g/kg·d6個(gè)月，未見(jiàn)中毒癥狀及對肝腎的損害。
2.7應用于制作食用膜
食用膜對食物有保存、保護作用，香腸的腸衣是日常生活中常見(jiàn)的食用膜。LMP在鈣離子存在下形成膠，可用來(lái)制作食用膜。LMP 膜的水蒸氣滲透率相當高，與其他碳水化合物膜相似。雖然LMP膜的水分阻隔性差，但是LMP 膜可延緩內容食品的水分喪失、保護食品的外觀(guān)。

總之，隨著(zhù)科研技術(shù)水平的不斷提高，LMP的結構、機理和功能將會(huì )被進(jìn)一步認識，LMP的應用也會(huì )隨著(zhù)人們對生活質(zhì)量要求的不斷提高而得到更加廣泛的應用，因此致力于LMP 的研究具有十分重要的意義，即可滿(mǎn)足我國果膠市場(chǎng)需求，也能縮小與國外的差距。

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