天然植物果胶的提取及其在食品工业中的应用现状（二）

二、果胶的应用研究进展

果胶的应用十分广泛，它不仅可以作为添加剂应用于食品工业中，还因其具有良好的功能特性被应用于医药行业和轻工业中。在食品工业中，FAO/WHO食品添加剂联合委员会认定果胶为安全无毒的天然食品添加剂，对每日摄入量无需限制，一般被用作乳化剂、增稠剂和胶凝剂。果胶也是一种良好的脂肪替代品，它能替代一定比例的脂肪原料而不产生感官质地的变化，是防治肥胖症的潜在选择。随着研究工作的不断深入，果胶的具有的防治高血压、癌症及心脏病等营养功能作用不断被挖掘，其应用价值不断提高，具有极大的发展空间和广阔的市场前景。

1、添加剂

天然植物果胶具有良好的胶凝、乳化及增稠效果，范雯谡等通过向树莓汁中加入一定量的果胶来制作果冻，分析其理化性质，果冻的弹性、凝聚力、胶黏度随果胶添加量的增加而增加。由璐等以山楂果胶为原料，制作低聚半乳糖醛酸酸奶饮料，在牛乳中添加山楂超微果粉再经发酵后添加半乳糖醛酸，得到的酸奶质地均匀，具有独特的风味，还可有效的延长货架期。孔欣欣等在雪莲果速冻食品的专用果馅中加入果胶，采用单因素、正面及正交试验优化工艺及配方，研究发现添加果胶能够显著提升雪莲果果酱色、形、味、口等感官性状；刘江等以脱脂奶粉为原料，柠檬果胶作为稳定剂制备调配型酸性乳饮料，发现果胶添加量为0.3％时，产品的粒径、Zeta电位、水分子流动性和流变性均较好，能有效解决酸性乳饮料易出现絮状、分层、沉淀等质量问题。

王佳莹等利用低熔点琼脂与高酯果胶复配替代普通琼脂制备果冻样品，发现高酯果胶复配产物可作为果冻生产的胶体原料，既能够创新果冻生产工艺又可提高果冻品质。Eduardo Maria等为改善因添加木薯造成的面包品质降低的问题，在面包中加入高甲氧基果胶后面包体积、棕色指数和硬度等都烘焙品质有显著提高。Ruth等将李子和菠萝果胶作为凝胶剂应用于果酱加工中并进行感官分析，发现果胶添加量为5％的能够显著提升果酱接受性。表3列举了几种果胶作为食品添加剂在食品中的作用、注意事项及用量。

2、脂肪替代品

果胶除作为添加剂应用于食品外还可有效的替代脂肪在食品中的作用，既不影响其他营养成分，还具有低脂预防肥胖的效果，且感官接受度也很高。如He Liu 等通过对添加或不添加果胶的低脂和全脂干酪进行了显微结构、质地、流变学、热分析和感官分析的比较发现：低脂样品中的果胶凝胶与其它成分有连接作用，使干酪产品质地更加致密，空腔更少，并且对硬度和黏度也有显著影响，果胶替代能够低脂干酪总体结构有积极影响，并且获得较高的感官评分。Mendez—Zamora等利用不同浓度的果胶和菊粉作为法兰克福香肠的脂肪替代品，对其化学成分、质地和感官接受度等进行分析，结果表明：添加了果胶和菊粉的香肠水分和灰分较高，提高了香肠的感官接受度，证明在法兰克福香肠中脂肪可以被果胶和菊粉所替代，生产出健康的功能性食品。

NitjareeManeerat等分别在phl.5和pH6.0条件下提取香蕉皮果胶并取代30％的油脂应用于沙拉酱中，结果表明沙拉酱的粘度和亮度略有降低，但总体感官可接受性未受影响，证明其在食品中作为脂肪替代物具有潜在的应用前景Jongbin Lim等在蛋糕配方中加入果胶替代10％的起酥油，可以有效的生产出与对照蛋糕一样柔软的蛋糕，但替代更多的起酥油时，质地硬度会明显的升高，颜色也会变浅。Hua Zhang等从制罐废水中提取果胶并应用于冰激凌的制作中，结果表明，低脂冰激凌的溢出度明显提高，表明其外观特征明显优于未加入果胶时。融化度降低，硬度升高，颜色变暗，总体感官接受度无显著变化，既解决了工业废水对环境的污染，又解决了冰激凌脂肪含量高的问题。

除此之外，很多研究中也将果胶与其他物质复配，其功能性更高，质量更好，同样可作为脂肪替代品应用于食品工业。赵锦妆利用高酯橘皮果胶凝胶与羧甲基纤维素进行复配，得到质构特性、流变特性和凝胶粒径均良好的脂肪替代物，将其应用于人造奶油，通过质构测定、流变测定、DSC测定等确定最佳添加比例，实验结果表明：脂肪替代物的最佳添加比例为10％，随着脂肪替代物替代量的提高，样品的硬度、稠度和黏性均降低，滞后环面积也随之增大，结构逐渐松散。可以看出：研究普遍认为果胶能替代食品中的部分脂肪成分从而达到低脂的效果，并且在一定添加范围内，食品的质地硬度和颜色不会发生显著变化。

3、可食性膜

由于合成大分子聚合物不可降解，产生大量的废弃物，造成严重的生态问题，当前研究人员利用生物高聚物代替合成高聚物，取代传统的不可降解材料已经成为食品包装领域的一个研究热点。果胶是由植物细胞壁中提取的一类杂多糖，而多糖是重要的生物高分子材料，用来做可食性膜具有较高的研究价值。果胶可用来做可食性薄膜，其具有良好的气体阻隔性、延缓水分散失和脂质迁移的功能，能够用来保存高度易腐产品(水果和蔬菜)、半易腐产品(加工肉类)和奶酪，同时还可作为油炸食品吸油的屏障材料。MaziyarMakaremi等利用海藻酸钠果胶基生物复合材料制备可食性膜，结果表明这种复合膜拉伸性能良好，与纯海藻酸钠膜相比具有更高的疏水性，热分析表明其具有较高的热稳定性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抗菌性能，是理想的包装材料。Swathi SirishaNallanChakravartula等研究了海藻酸钠、果胶和乳清蛋白浓缩物不同配比的复合食用膜，果胶的影响反映在膜的黄度指数上，而海藻酸钠和乳清蛋白则影响膜的不透明度，所有薄膜显示出良好的热稳定性，降解起始温度为170℃。PamelaThais S．Melo等探讨果胶膜与壳聚糖纳米粒对食用膜物理机械性能的改善，结果表明纳米颗粒起填料的作用，增加了果胶膜的韧性，为非常规食品包装材料的开发开辟了新的途径。

Dina Shahrampour等将益生菌细胞与可食性薄膜结合，研究了加入增塑剂(甘油和山梨醇)和海藻酸钠/果胶比对植物乳杆菌KMC45在不同温度干燥和贮存过程中存活率的影响，结果表明海藻酸钠和山梨醇含量最高的膜在低温下30天存活率最高，在薄膜中固定益生菌细胞降低了其水蒸气透过率，海藻酸钠/果胶复合膜可作为益生菌的载体。Teresa I．A．Gouveia 等首次利用天然共晶溶剂或甘油和氯化胆碱作为增塑剂，通过热压缩成性制备果胶膜，结果表明果胶热塑性配方受塑化剂、塑化剂用量和压缩时间的影响显著，果胶/甘油的拉伸强度比另两种强，在天然深共晶溶剂和氯化胆碱的作用下，果胶膜耐水性增强。JitrawadeeMeerasri等研究了氨基丁酸含量对果胶膜性能的影响，并与添加10％甘油的果胶膜性能进行比较，结果表明5％y-氨基丁酸的加入使膜的拉伸强度和弹性模量降低，溶解度和水蒸气透过率降低，薄膜柔韧性也更高，还具有较高的抗氧化活性，证明y-氨基丁酸不仅作为一种替代增塑剂，而且还表现出抗氧化活性作为生物活性膜。

三、展望

在工业生产中，柑橘和苹果不仅来源广泛，而且果胶含量较高，常作为商业果胶的主要来源，现阶段关于果胶的提取方法较多，采取不同的提取方法，果胶的提取量、酯化度和半乳糖醛酸含量也各不相同。现代食品新技术的应用不仅可大幅缩短提取时间、提高提取效率、提升产品质量，而且对果胶的结构及功能特性都有所改善。另外，将不同的提取方法协同使用，如超声波辅助酸法提取，充分利用两种方法的优势，在加速果胶物质溶出细胞壁的同时，还可以避免果胶分支结构中的中性糖侧链的降解，从而改善果胶的理化和功能特性。因此，不同提取方法的协同使用也将成为未来果胶提取的重点研究方向。近年来，利用食品废弃物，如制罐废水为果胶提取原料生产果胶是一个全新的途径，既提高了果胶的提取率也避免了污水的排放。

另外，果胶作为脂肪替代品应用于冰激凌、沙拉酱及焙烤食品加工中，添加量过高会影响其质地及感官接受度；果胶作为可食性膜应用于食品表面，需要添加增塑剂改善生物性能，如易碎、在水中具有高溶解性和具有较低机械性能等，因此，果胶在食品工艺上的应用也需要更深入系统的研究。

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