果胶的提取与应用

发布日期:2020/12/10 17:23:05

果胶存在于所有高等植物中。在植物细胞壁中，果胶主要与纤维素、半纤维素、木质素等共价结合，形成原果胶，它是植物的一种结构物质，对维持植物的结构和硬度起着至关重要的作用。除此之外，果胶能够调节细胞的渗透性及pH。

来源

果胶在植物细胞壁中含量最高，在双子叶植物中，主要存在于植物细胞壁的初生细胞壁和中间片层中，含量为30%~35%。

目前，用于生产商品果胶的原料主要是柑橘和苹果皮渣。

此外，有大量研究从豆腐柴叶、香蕉皮、向日葵、甘薯及薜荔仔等副产物中提取果胶，但这些原料的研究目前还仅限于实验室的基础研究中。

提取

根据酯化度(羟基酯化的百分数)不同，将果胶分为高甲氧基果胶和低甲氧基果胶，其中酯化度大于50%的为高甲氧基果胶，即高酯果胶(HMP)，酯化度小于50%的果胶为低甲氧基果胶，即低酯果胶(LMP)。果胶的提取方法主要有酸提法、超声波辅助提取法、酶与微生物提取法、微波法、螯合剂法等。

酸提法

酸提取法是将植物细胞中不溶的原果胶在热酸性的条件下转变成可溶性果胶，并将其提取出来。酸提取法会对果胶的品质产生一定的影响，但由于提取工艺较为成熟，国内外均采用此法生产果胶。因此，酸提取法的研究也更加深入，不再局限于单一的酸提法，对混合酸提法有了更多的研究。如利用磷酸和亚硫酸的混合酸比单独一种酸的提取效果要好很多，提取果胶的色泽好，得率高。混合酸提取效果往往要优于单独使用一种酸的提取效果，所以，单独的酸提取法会逐步被混合酸提取法取代。

超声波提取法

超声波提取法又称超声波辅助提取法，利用超声波的频率＞20kHz使细胞破碎或崩解，加速果胶溶出。

在提取工艺中超声波辅助提取法一般与其他方法一起使用，提高果胶的产量和质量，不影响果胶的成分，对果胶品质的破坏也较小。但超声波辅助提取法受设备的影响，生产成本较高，限制了果胶的规模化工业生产。

微波提取法

微波提取法是利用微波的电效应和化学效应，使植物组织崩解，加速果胶的溶出。

微波提取常作为辅助提取与其它方法联用，具有工艺简单，提取时间短，得率高，产品质量好的优点。但受设备影响，工业化生产成本和规模上受限制。

酶与微生物提取法

酶与微生物提取法是利用酶或微生物降解果胶中的大分子物质或将不溶性果胶转化成水溶性果胶，进而将果胶提取出来。

酶法提取的果胶保留了原有的多种营养成分，可用于饲料。酶解法提取果胶，具有低消耗、无污染、反应条件易于控制等优点。微生物提取法本质上也是利用微生物产生的果胶酶酶解提取果胶的方法。利用微生物产生的果胶酶酶解提取的果胶相比于其他方法制得的果胶品质高、灰分含量低、色泽好、中性糖含量高。具有减少能耗，降低环境污染等优点，是生产果胶较为理想的方法。目前市场上的果胶酶价格昂贵，利用酶法提取果胶成本较高。所以选育出高产菌株生产果胶酶，再利用酶解法制备果胶是当前研究的重点。

螯合剂提取法

螯合剂提取法是利用螯合剂与植物组织中的高价阳离子的螯合作用，使果胶能够更完全、更迅速的溶出，提高提取率。

其工艺简单，能提高提取得率，产品品质较好，但回收利用难，对环境不友好。

果胶功能与应用

果胶作为一种食品添加剂或配料应用于食品工业中，主要起到胶凝、增稠、改善质构、乳化和稳定的作用。

果胶是一种能被人体消化吸收的可溶性膳食纤维，对人体有益无害，因此被广泛地用于医疗保健产品中。治疗中用的软膏、栓剂和微囊类药物中的果胶扮演着重要的角色，起着抗菌、止血、解毒以及防辐射的作用，被称为"人体健康的平衡素"。

在保健品中，果胶作为膳食纤维的重要成分，具有降低胆固醇水平、抑制心脏病、预防高血压、抑制肠内致病菌的繁殖等功能。

随着研究的深入，果胶已拓展到了环保材料的制备、辅助医疗的检测等领域。如有学者采用果胶和魔芋胶混合制备不同质量比的果胶/魔芋胶复合膜，并对其力学性能、透光率、吸湿性能、溶胀性能、体外降解和抗菌性能进行研究。结果表明，当魔芋胶质量占总质量的30%时，各项性能，该复合膜可以代替明胶作为药用胶囊膜和可食性包装膜材料。

近年来，随着人们对果胶研究的日益深入，对这种从天然植物中提取的植物多糖越来越关注，不断发掘出许多新的来源和用途。目前，柑橘果胶、苹果果胶等的乳化特性易受结构因素影响，造成乳化特性较差，因此加强研究作为乳化剂的新型果胶可以拓宽果胶的使用范围。果胶在市场上需求量大，且原料价格低廉，通过继续研究将其作用发挥到，使其应用于更多新领域，从而推动果胶行业的发展。