果胶研究进展
果胶酶应用的研究进展
参考内容
碱性果胶酶是一种生物酶，主要用于分解果胶，改变植物细胞壁的结构和性 质。近年来，随着生物技术的不断发展和应用，碱性果胶酶的应用领域不断扩展， 本次演示将就此进行综述。
一、在食品工业中的应用
碱性果胶酶在食品工业中具有广泛的应用，它可以有效地分解果胶，提高果 汁的提取率和澄清度。此外，碱性果胶酶还可以用于制作低糖果酱和果冻，改善 口感和质地。同时，碱性果胶酶的添加还可以防止食品中的果胶沉淀，提高食品 的稳定性和口感。
2、果胶酶在生物医药领域的应 用
果胶酶在生物医药领域的应用研究也取得了重要进展。在药物传递方面，果 胶酶可以用于修饰药物分子，提高药物的靶向性和生物利用度。在疫苗开发方面， 果胶酶可以用于提取和纯化抗原物质，制备高效、安全的疫苗。在组织工程方面， 果胶酶可以用于降解天然高分子材料，制备具有特定形貌和性能的组织工程支架。
3、果胶酶在环保领域的应用
果胶酶在环保领域的应用研究也取得了显著的进展。在废水处理方面，果胶 酶可以用于降解废水中的有机污染物，提高废水的可生化性和处理效率。在土壤 修复方面，果胶酶可以用于降解土壤中的有毒有害物质，提高土壤的环境质量和 生态效益。
结论
本次演示对果胶酶应用的研究进展进行了系统的介绍和总结。目前，果胶酶 在食品、生物医药和环保等领域的应用研究已经取得了显著的进展。然而，果胶 酶的应用仍存在一些问题，如稳定性、作用条件和生产成本等需要进一步优化和 改善。未来，随着生物技术的不断发展，相信果胶酶的应用研究将会有更加广阔 的前景和潜力。
对于环保领域的研究，需要采用环境科学、化学工程等技术对实验数据进行 处理和分析，以评估果胶酶在废水处理和土壤修复等方面的应用效果。
1、果胶酶在食品领域的应用
近年来，果胶酶在食品领域的应用研究取得了显著进展。通过使用果胶酶， 可以分解果胶质，提高果汁的澄清度，改善果汁的口感和营养价值。此外，果胶 酶还可以用于制作果酱、果汁饮料和水果沙拉等食品，提高食品的品质和营养价 值。
果胶的提取、生理功能及应用研究进展
作者简介:费丛璇,女,河北科技大学在读硕士研究生.通信作者:李丹丹(１９８１ ),女,河北科技大学副教授,博士.E Ｇm a i l :８１５３６４８７＠q q．c o m 收稿日期:２０２３Ｇ０７Ｇ２４㊀㊀改回日期:２０２３Ｇ１２Ｇ１９D O I :１０．１３６５２/j ．s p j x ．１００３．５７８８．２０２３．８０６９７[文章编号]１００３Ｇ５７８８(２０２４)０３Ｇ０２３３Ｇ０８果胶的提取㊁生理功能及应用研究进展R e s e a r c h p r o g r e s s o ne x t r a c t i o n ,p h y s i o l o gi c a l f u n c t i o n a n da p p l i c a t i o no f pe c t i n 费丛璇１F E IC o n g x u a n １㊀付美玲１F U M e i l i n g１㊀张㊀迪１Z HA N G D i １㊀李丹丹１L ID a n d a n １㊀修建华２X I UJ i a n h u a ２(１．河北科技大学食品与生物学院,河北石家庄㊀０５００００;２．河北省山楂加工技术创新中心,河北承德㊀０６７３００)(１．C o l l e g e o f F o o da n dB i o l o g y ,H e b e iU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,S h i j i a z h u a n g ,He b e i ０５００００,C h i n a ;２．H a w t h o r nP r o c e s s i n g T e c h n o l o g y I n n o v a t i o nC e n t e r of H e b e iP r o v i n c e ,C h e n gd e ,H e b e i ０６７３００,C h i n a )摘要:果胶是一种天然的多糖类聚合物,是高等植物细胞壁的重要组成部分,具有降低胆固醇㊁抗肿瘤㊁抗氧化㊁降血糖㊁利于肠道健康等生理功能,被广泛应用于食品㊁医药等领域.文章综述了近几年果胶提取方法及其优缺点,并对不同来源不同方法提取的果胶得率㊁半乳糖醛酸含量㊁酯化度进行比较分析,总结了果胶的生理功能及其在各个方面的应用现状,对其未来发展方向进行了展望.关键词:果胶;提取;生理功能;应用A b s t r a c t :P e c t i ni sa k i n d o fn a t u r a l p o l y s a c c h a r i d e p o l y m e r ,w h i c h i s a n i m p o r t a n t p a r t o f t h e c e l lw a l l o f h i gh e r p l a n t s ．I t h a s p h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n s s u c ha s c h o l e s t e r o l Ｇl o w e r i n g ,a n t i Ｇt u m o r ,a n t i Ｇo x i d a t i o n a n d h y p o g l yc e m i c ,a nd be n ef i c i a lt o i n t e s t i n a l h e a l t h ．I n t h i s r e v i e w ,p e c t i n e x t r a c t i o n m e t h o d s a n d t h e i r a d v a n t ag e s a n dd i s a d v a n t a g e s i nr e c e n t y e a r sw e r es u mm a r i z e d ,a n d th e yi e l d ,g a l a c t u r o n i ca c i dc o n t e n t a n de s t e r i f i c a t i o nd e g r e e o f p e c t i n e x t r a c t e df r o m d i f f e r e n ts o u r c e s a n d m e t h o d s w e r ec o m p a r ed a n d a n a l y ze d ．T h e p h y s i o l o g i c a lf u n c t i o no f p e c t i na n d i t s a p p l i c a t i o ni nv a r i o u sa s p e c t sw e r ea l s oi n t r o d u c e d ,a n dt h e f u t u r e d e v e l o p m e n t d i r e c t i o nw a s p r o s pe c t e d ．K e yw o r d s :p e c t i n ;e x t r a c t ;p h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n ;a p p l i c a t i o n 果胶是一种复杂的结构多糖,主要分布在植物的细胞壁和胞间层,对相邻细胞的黏附有很大影响[１].天然果胶主要由同型半乳糖醛酸聚糖(h o m o ga l a c t u r o n a n ,H G A )㊁鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I (r h a m n o ga l a c t u r o n a n I ,R G ＧI )和鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I I (r h a m n o ga l a c t u r o n a n I I ,R G ＧI I )３种结构域组成.目前从植物细胞壁中提取和分离果胶已有许多不同的方法,但仅以果胶得率的提高为参考依据还不够全面,不同来源和不同提取方法可以得到不同理化性质及生理功能的果胶.果胶因具有降低胆固醇㊁抗肿瘤㊁抗氧化㊁降血糖㊁利于肠道健康等生理功能近年来备受科技工作者的关注.然而目前国内对果胶在各方面的应用统计还不够全面,例如在食品的保鲜防腐,在废水的处理中的新型应用情况等还鲜有报道.文章拟对果胶的提取㊁生理功能及应用情况进行综述,并对不同来源,不同方法提取的果胶得率及其理化性质进行分析比较,以期为其深度开发与利用提供依据.１㊀果胶的提取工艺１．１㊀单一提取方法１．１．１㊀酸提取法㊀酸提取法是利用热的酸性溶液水解细胞壁上许多复杂的交联网络,从而破坏细胞壁,促进酸扩散和果胶从植物基质中释放.余杰等[２]采用硫酸从火龙果皮中提取果胶,得率为２．６％.邹容[３]利用复合酸(磷酸＋亚硫酸)和单一酸(盐酸㊁硫酸㊁亚硫酸㊁磷酸㊁硝酸)分别提取西瓜皮中的果胶,发现与单一酸比较,复合酸的得率较高,且提取的西瓜果胶质量㊁色泽更好.R a ji 等[４]以柠檬酸为提取剂,在p H 为１的条件下从甜瓜果皮中提取果胶,得率可达到２９．４８％.酸提取法工艺流程简单,是工业上常用的果胶提取方法[５].无机酸和有机酸都可以用作酸性介质,无机酸相对有机酸较便宜,高温条件下不易分解,但过强的酸性会导致果胶结构被破坏[６].而有机酸酸度较低,不易引起果胶的降解.１．１．２㊀碱提取法㊀碱性溶液中的羟基离子会导致细胞壁膨胀,破坏纤维素和其他多糖之间的分子间氢键,并水解有助于连接细胞壁多糖和木质素的酯键[７].水果中的果胶也可以用p H 为９~１３的碱溶液在３２~８０ħ的温度下连续搅拌提取.碱性环境有助于通过分解纤维素和半纤３３２F O O D &MA C H I N E R Y 第４０卷第３期总第２６９期|２０２４年３月|维素的交联结构来释放果胶.王文霞等[８]以马铃薯渣为原料,采用碱法提取马铃薯果胶多糖,得率达到２３．１％,高于酸提取法和酶提取法的.C u i等[９]在p H９~１１的条件下,用N a OH溶液提取的葡萄柚果胶得率为１７．９％~２４．５％.相比之下,在p H１~３的条件下H C l溶液提取的果胶得率略低,为１６．２％~２１．３％.与酸提取法相比,碱提取法通过溶解聚合物网络释放果胶,尤其是半纤维素材料,吸附在纤维素微原纤维表面的果胶更容易被提取,从而提高了产量,碱提取法倾向于生成低甲氧基化果胶,同时保留中性糖侧链.但过量碱的使用,可能会造成果胶胶凝度下降.１．１．３㊀酶提取法㊀酶通过水解纤维素或半纤维素来分解植物细胞壁,从而释放出在纤维素网络中的果胶.在果胶提取过程中最常用的酶是纤维素酶㊁原果胶酶㊁半纤维素酶和木聚糖酶,近几年复合酶的使用较多,复合酶提取法结合多种酶的优点,可更大限度发挥酶的作用.韦云伊等[１０]利用复合酶法提取木瓜果皮中果胶,采用木聚糖酶和纤维素酶两种酶组合,得率可达到２８．６７％.王艳翠等[１１]利用复合酶法提取苹果渣果胶,采用纤维素酶㊁木聚糖酶和酸性蛋白酶３种酶组合,果胶得率达到了４０．６６％,较传统的酸提取法(２６．８４％)提高了５１．４９％.酶提取法的优点在于提取效率高,此方法不会腐蚀设备㊁可以节省能源,提取过程中几乎无逆反应,可精确控制酶用量,而且与单一酶相比,复合酶是更好的选择.其缺点在于缺少先进的技术支撑与标准化的操作,酶辅助法提取果胶依赖于酶的专一性和选择性.１．２㊀联合提取方法１．２．１㊀亚临界水萃取法㊀亚临界水萃取是一种简单快速且环保的水解方法,其以亚临界状态(１００~３７４ħ,０．１０~２２．００M P a)的水作为溶剂.在亚临界水萃取中,萃取温度[１２]㊁萃取时间㊁萃取压力[１３]是决定果胶产量的主要因素.苗壮等[１４]采用亚临界水萃取法提取猕猴桃皮渣中的果胶,在萃取温度１３７ħ㊁萃取时间５m i n条件下,果胶得率达到１１．４１％.L i e w等[１５]使用亚临界水以动态模式从柚皮中提取果胶,得率为１９．６％.M a等[１６]利用亚临界水萃取法对鲜向日葵籽果胶进行提取,在萃取压力０．８M P a㊁萃取温度１２０ħ㊁萃取时间２０m i n条件下,果胶得率达到７．１７％.亚临界水萃取提取过程中无需任何预处理,缩短了提取时间,并减少了残留物的产生,提高了提取物的纯度,并且不需使用任何酸性或碱性溶液.但其工艺条件控制不当会导致果胶水解,设备的相对复杂性和高成本也阻碍了超临界水萃取在工业生产中的应用.１．２．２㊀超声波辅助提取法㊀超声波辅助提取法通过超声来提高介质分子的移动速率和渗透能力,增强分子间的相互作用,进而促使植物组织中的物质溶出.孟鸳等[１７]利用超声波辅助酸法提取柚皮中的果胶,在超声时间５５m i n㊁超声功率３２０W条件下,果胶提取率达到２４．０２％.李靓等[１８]采用超声波辅助酸法提取火龙果皮中的果胶,在超声波功率１８０W㊁超声温度６５ħ㊁提取时间１．７５h条件下,果胶提取率最高,达到１５．６７％. P a n w a r等[１９]采用超声波辅助酸法从柑橘果皮中提取果胶,在超声处理时间２４m i n㊁振幅３７％的条件下,得率达到２８．８２％.相比于传统酸提取法,超声波辅助提取法缩短了提取时间,降低了能源消耗,使用更少的溶剂.但超声波提取的均匀性较差,因为超声波的强度随着距离发射器的距离增大而降低,可能会导致提取果胶的均匀性不一致.１．２．３㊀微波辅助提取法㊀微波辅助提取法涉及非电离辐射,引起离子传导和偶极子旋转,这两种机制相互配合,使加热速度变快,热量加速传质,有助于瓦解复杂的果胶纤维素网络,从而促进果胶的溶解和释放.张燕等[２０]采用微波辅助法结合饱和硫酸铝提取马铃薯渣果胶,在微波时间１．５m i n㊁饱和硫酸铝用量４０５μL条件下,得率达到１３．７９％.张雪娇等[２１]利用微波辅助纤维素酶提取橙皮中的果胶,采用正交试验优化了工艺参数,果胶得率可达到１１．４９％.M a r a n等[２２]采用微波辅助酸法提取废弃西瓜皮中的果胶,利用响应面设计结合渴求函数法进行工艺优化,果胶最高得率达到２５．８％.与常规方法相比,微波辅助提取能提供更均匀的温度分布,在更短的时间内获得更高的果胶得率.然而,微波辐射穿透受设备的影响较大,且成本较高,难以实现大规模工业化生产.１．２．４㊀超声 微波辅助提取法㊀超声 微波辅助提取法是一种新的果胶提取方法,可以减少果胶的降解,提高提取效率.黎英等[２３]采用超声 微波协同提取百香果干果皮中的果胶,得率可达到(１２．１４ʃ０．０６)％.与单独水提㊁超声㊁微波法的相比,超声 微波协同法提取的得率有较大幅度的提升.X u等[２４]采用超声波 微波辅助酸法从菠萝蜜中提取果胶,采用响应面法优化柠檬酸对果胶的超声微波双辅助提取,最佳条件下果胶的得率可达到２１．５％.超声诱导的空化现象破坏了果胶细胞壁,促进了果胶的传质,而微波辐照则均匀地提高了体系温度,加速了细胞壁破裂.这些作用的组合可以共同分解果胶㊁纤维素和半纤维素的复杂网络,促进果胶从细胞壁中释放.因此,超声 微波辅助提取可以在低温下快速高效地提取果胶,从而节省能源和降低成本.但由于设备限制,超声 微波辅助提取仍处于实验室阶段.１．２．５㊀其他联合提取方法㊀除了超声㊁微波和超声 微波辅助提取外,其他新兴的联合技术也被用于水果中果胶的提取.联合提取法可以充分发挥各种提取方法的优４３２研究进展A D V A N C E S总第２６９期|２０２４年３月|点,最大限度地弥补每种方法的缺点,从而获得最佳的提取效果.刘媛洁等[２５]采用酶法协同超声波辅助酸法提取柚子皮中果胶,在酶用量１．７％㊁酶解时间７０m i n㊁提取液p H２．０㊁超声功率２６０W条件下果胶得率达到(２７．０１ʃ０．９１)％,故采用酶法协同超声波辅助酸法能有效提高果胶得率.李晓娟等[２６]以籽用南瓜废弃果肉为原料,将超声法的 空化 作用与草酸铵法的 螯合 作用相结合,利用正交试验优化提取果胶工艺.在提取温度８０ħ㊁草酸铵质量分数０．８％㊁提取时间６０m i n时,果胶平均得率达到６．０９％.这些联合提取方法显著提高了果胶产量,并在食品工业中显示出应用潜力.不同来源㊁不同方法提取果胶的得率㊁半乳糖醛酸含量及酯化度见表１.㊀㊀由表１可知,果胶的得率与天然植物原料有着很大关系,商品果胶的主要来源多为果胶含量较高的苹果㊁柑橘㊁柚子等,其他天然植物原料根据提取方法的不同,果胶得率也有所差异,但可以明显看出,利用联合辅助方法提取的果胶得率比传统提取方法的显著提高,苹果渣的果胶得率可高达４０．６６％.其中,木瓜果皮㊁苹果渣㊁猕猴桃皮㊁百香果果皮㊁南瓜中提取的果胶为高甲氧基果胶,表１㊀不同来源㊁不同方法提取果胶得率㊁半乳糖醛酸含量及酯化度T a b l e１㊀E x t r a c t i o n y i e l d,g a l a c t u r o n i c a c i d c o n t e n t,a n de s t e r i f i c a t i o nd e g r e e o f p e c t i n f r o md i f f e r e n t s o u r c e s a n dm e t h o d s来源提取方法得率/％半乳糖醛酸含量/％酯化度/％参考文献火龙果皮㊀酸提取法２．６０２８．３４[２]超声辅助提取法１５．６７[１８]西瓜皮㊀㊀酸提取法１．２４４５．１７[３]微波辅助提取法２５．７９[２２]甜瓜皮㊀㊀酸提取法２９．４８４８．００２９．３３[４]马铃薯渣㊀酸提取法１１．７０[８]碱提取法２３．１０酶提取法６．００微波辅助提取法１３．７９[２０]柚皮㊀㊀㊀酸提取法１６．２０[９]碱提取法１７．９０亚临界水萃取法１９．６０[１５]超声辅助提取法２４．０２[１７]酶法联合超声波辅助酸提取法２７．０１[２５]木瓜果皮㊀酶提取法２８．６７６２．４０[１０]苹果渣㊀㊀酸提取法２６．８４６４．４８５６．０８[１１]酶提取法４０．６６５７．３９８９．４１猕猴桃皮㊀亚临界水萃取法１１．４１６８．１７５７．８３[１４]超声 微波辅助酸提取法３４．８８６７．８５５４．５３[２５]鲜向日葵籽亚临界水萃取法７．１７８２．００１９．４０[１６]柑橘皮㊀㊀酸提取法１８．９３[２７]超声辅助提取法２８．８２[１９]橙皮㊀㊀㊀微波辅助提取法１１．４９[２１]百香果果皮水提８．２４６１．６２[２３]超声辅助提取法９．０１６３．２１微波辅助提取法９．８３６２．３９超声 微波辅助提取法１２．１４６６．４６菠萝蜜皮㊀酸提取法１３．８０[２８]酶提取法１１．３０[２９]超声 微波辅助提取法２１．５０[２４]南瓜㊀㊀㊀超声辅助草酸铵法６．０９７５．２３[２６]５３２|V o l．４０,N o．３费丛璇等:果胶的提取㊁生理功能及应用研究进展而火龙果皮㊁甜瓜皮㊁鲜向日葵籽中提取的果胶为低甲氧基果胶,其半乳糖醛酸含量为４５．１７％~８２．００％,不同提取方法得到的果胶半乳糖醛酸含量存在显著差别,推断是由于提取方法不同改变了果胶的结构,从而使半乳糖醛酸含量也发生变化.由表１也可看出,不少种类果皮中的果胶含量较高,由此可见,将废弃果皮利用起来提取果胶,既有效利用了资源降低成本,还可提高社会经济效益.２㊀果胶的生理功能２．１㊀降低胆固醇人体中有两类胆固醇:一类是高密度脂蛋白胆固醇,对人体有好处;一类是低密度脂蛋白胆固醇,对人体有害,而果胶可以减少低密度脂蛋白胆固醇,但对高密度脂蛋白胆固醇没有任何影响.C h e n等[３０]研究发现,每日摄取１２~２４g的果胶,能够使低密度脂蛋白胆固醇降低１３％.果胶的分子量和甲氧基化程度越高,脂肪的消化率就会相应下降.高甲氧基化果胶和中甲氧基化果胶能够使脂滴周围的水分和脂质被困在果胶形成的封闭结构内,从而增加在消化道内的凝胶黏性,抑制脂质和脂肪酶的扩散.而低甲氧基化果胶则与带有负电荷的脂滴相互排斥,使脂滴形成开放结构,有利于脂肪酶水解脂肪,从而降低胆固醇水平[３１].２．２㊀抗肿瘤果胶作为一种天然产物,对肿瘤细胞有着预防和改善作用.一方面,果胶及其衍生物,特别是低相对分子质量改性果胶,能抑制细胞信息传导通路,改变细胞周期,诱导细胞凋亡,从而起到抗肿瘤作用.通过抑制同种细胞的聚集及异型细胞间的黏附,从而达到抗肿瘤转移的目的.D e F r e i t a sP e d r o s a等[３２]研究表明,从成熟木瓜的果肉中提取的果胶可抑制结直肠癌细胞增殖.另一方面,肿瘤细胞对化疗药物的抗性使得其治疗困难,通常用于肿瘤治疗的化疗药物会产生有害的副作用.果胶可与其他携带抗肿瘤药物的化合物结合使用,进而提高药物的生物利用度[３３].果胶基质可以通过二价或多价阳离子进行交联,与带相反电荷的聚电解质发生凝聚,或与黏性聚合物㊁钙盐等混合进行涂层,有助于减少不必要的药物释放,调节药物释放速率,从而使化疗的副作用尽可能降低.２．３㊀抗氧化果胶具有出色的抗氧化能力,它可以通过抑制或清除生物体内的自由基生成,从而达到抗氧化的效果.一般通过两种广泛使用的体外化学测定(包括A B T S＋自由基和羟自由基清除)评估抗氧化能力.A B T S＋自由基清除活性主要用于抗氧化剂,通过将氢原子转化为非自由基物种来提供氢原子的能力.羟自由基是活性氧自由基最多的,可导致细胞严重损伤,因此清除羟自由基对于保护生命系统至关重要.董银萍等[３４]研究发现,山楂果胶能有效调节小鼠肝脏的抗氧化活性,并且这种效果与果胶的剂量存在明显的效应关系.李倩倩等[３５]则发现,番茄细胞壁中的不同类型果胶均具有一定的抗氧化活性,尤其是离子结合型果胶,其综合抗氧化活性尤为显著. X u等[３６]研究表明,苹果果胶的降解产物展现出了较好的抗氧化特性,这得益于其出色的供氢和供电子能力.这种特性可能与降解产物中含有的低聚半乳糖醛酸和糠醛等具有还原性的物质密切相关.此外,橘皮果胶[３７]㊁百香果皮果胶[３８]㊁秋葵果胶[３９]等也具有一定的抗氧化效果.这些研究表明,果胶具有一定的抗氧化活性,而且其抗氧化效果与果胶结构有一定关联.２．４㊀降血糖糖尿病是一种以内分泌代谢异常导致持续性高血糖为特征的疾病,已成为全球第三大生命威胁.长期的高血糖状态会引发自由基的大量产生,这些自由基会破坏胰岛细胞和胰腺组织中的关键生物大分子,进而加剧糖尿病的风险和进程.糖尿病在全球患病率为８．３％,是导致残疾的一大病因[４０].在超过９０％的病例中,２型糖尿病(T２D M)是糖尿病的主要类型,其特征是胰岛素抵抗,导致糖耐量受损和高血糖.而果胶具有治疗和预防２型糖尿病的潜力.H a m d e n等[４１]研究发现,摄入发酵苹果果胶显著抑制了与高血糖症相关的关键酶的活性,使糖尿病大鼠血液中葡萄糖浓度降低２４％.Z h a n等[４２]发现,补充果胶可逆转动物体内和脂肪重量增加㊁血脂异常㊁高血糖等现象,从而降低血糖.因此,对于糖尿病的预防治疗,果胶具有极大潜力.２．５㊀利于肠道健康通过发酵降解植物来源的果胶,可提高肠道微生物群落的稳定性,从而改善肠道稳态.果胶能促进肠道中有益菌的增殖,比如双歧杆菌㊁乳酸杆菌等,加快有益菌的生长和代谢,减少有害菌数量.F e r r e i r a等[４３]通过胃肠动力学模型对柑橘果胶在胃㊁小肠和结肠中的消化降解过程进行了深入研究.结果显示,在胃和小肠中,果胶的分子量几乎保持不变,大约８８％的果胶维持了其原始结构.然而,当进入结肠后,果胶被肠道微生物降解,这一过程不仅能促进肠道蠕动,还有助于营养的吸收. J i a n g等[４４]探讨了苹果果胶对饮食诱导肥胖大鼠模型中肠道微生物群的潜在影响.结果表明,苹果果胶具有调节肠道微生物群的作用,能够有效减轻代谢内毒素血症和炎症反应,进而抑制饮食诱导的肥胖大鼠的体重增加和脂肪堆积.因此,果胶具有促进肠道益生菌㊁抑制病原菌等功能,在维持肠道生态平衡中发挥着重要作用.３㊀果胶的应用３．１㊀在食品加工中的应用果胶无臭味,口感黏滑,可在２０倍的水中溶解成乳６３２研究进展A D V A N C E S总第２６９期|２０２４年３月|白色的黏稠胶状液体.果胶以其优良的特性在食品中用作增稠剂㊁乳化剂㊁稳定剂及抗菌剂.刘少阳等[４５]将苹果果胶添加到面粉中,能够改善面团的柔韧性,满足食品的特殊需求,也可当作果酱㊁乳制品中的增稠剂和稳定剂等.李晓等[４６]从豆腐柴叶中提取低甲氧基果胶发现其具有较好的起泡能力和泡沫稳定性,可较好地用于食品体系的感官品质改善.张苒[４７]以乳酸提取法㊁木瓜蛋白酶提取法和７３２型阳离子交换树脂提取法分别从柠檬皮中提取果胶,为了探究这３种方法提取的果胶的特性和应用潜力,分别对果胶的理化性质㊁流变学特性㊁乳化特性进行了比较分析,并在酸性乳饮料中进行了应用测试.结果表明,通过７３２型阳离子交换树脂提取法获得的果胶展现出更为出色的稳定性,可作为一种新型的稳定剂应用于酸性乳饮料的生产中.因此,果胶在食品加工方面发挥着其优良的作用.３．２㊀果胶在食品防腐保鲜方面的应用果胶基膜和果胶涂层可较好地应用于食品保鲜防腐,是当前的研究热点所在.J r i d i等[４８]发现,血橙皮果胶/明胶复合薄膜比纯明胶薄膜具有更好的物理性能,可应用于奶酪包装中,同时该膜还具有较强的抗氧化活性,对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌株具有一定的抗菌活性. P r i y a d a r s h i等[４９]研究了葡萄籽提取物中的果胶对花生贮藏的影响,发现花生被涂上果胶涂层并贮藏１个月后显著降低了花生脂质氧化,这为坚果类食品的贮藏提供了较好的思路.G u o等[５０]发现了果胶基薄膜作为肉类新鲜指标的新应用,加入果胶膜的显色剂显示了由粉红色(p H为３)到黄色(p H为１０)的显著p H依赖性颜色变化,该颜色指示膜可被用作冰鲜牛肉的新鲜度指示.综上,可以推断果胶基薄膜和涂层在食品保鲜防腐方面具有良好的潜力.３．３㊀果胶在药物运输中的应用由于果胶是一种大分子膳食纤维,在人体内无法被胃蛋白酶㊁淀粉酶等消化酶分解,同时也不受结肠中肠道菌群的影响,这使得果胶可以作为一种较好的载体物质,将药物输送到需要的部位.淡新鑫[５１]以果胶 蔗糖凝胶为载药内核,低甲酯化果胶为覆膜材料,氯化钙和氯化锌分别作为交联剂,成功构建结肠靶向给药体系.J u n g 等[５２]研究了以改性果胶为载体包埋吲哚美辛珠状水凝胶的性能,将其在模拟胃㊁肠消化环境后进行了体外释药试验,改性果胶有效地减少了吲哚美辛在胃㊁肠内的释放率,减少了其在消化道中转运的损失.Mén d e z等[５３]研究了３种商业柑橘果胶样品和具有不同理化特性的酶改性西瓜皮果胶在两种果胶质量分数(２％和４％)下生产气凝胶珠评估它们作为潜在的药物载体,获得的气凝胶颗粒具有高表面积和低堆积密度值,可作为良好的药物载体.这些研究都表明改性果胶给予了果胶更优的功能,使其成为药物输送应用的有吸引力的载体,为实现药物的靶向用药提供支持.３．４㊀果胶在废水处理中的应用近年来,食品中重金属污染问题频繁曝光,引起了广泛关注.因此,重金属的去除成为了研究的热点.在众多去除方法中,吸附法因其经济高效㊁重金属去除效果好㊁易回收利用等优点而备受科研工作者的青睐,在实际应用中,吸附法已成为去除食品中重金属的主要手段.姚元勇等[５４]以果胶为原料,制备了一种新型吸附材料.通过分析半乳糖醛酸含量和其成分的酯化度,探讨其对污水中铜离子的吸附作用.发现经过碱化作用改性后的果胶可高效吸附污水中的铜离子.A r a c h c h i g e等[５５]对甘薯残渣衍生的果胶进行HH P辅助果胶酶修饰,发现改性红薯果胶的吸附性能远优于其他普通吸附剂,进而研究了其可能的吸附机理,发现其中的静电相互作用㊁电荷转移复合模式㊁微沉淀和孔隙率增强了对铅离子的吸附性.以上研究表明,果胶吸附重金属离子具有良好的应用前景,可深入研究并大范围应用于实际废水处理中.４㊀总结与展望从天然原料中提取果胶的方法有酸提㊁碱提㊁酶提㊁亚临界水提㊁微波和超声辅助提取㊁联合提取法等.每种方法果胶的产量㊁生态影响和生产成本均不同.果胶也被证明可以加快胆固醇代谢㊁抗肿瘤㊁抗氧化㊁降血糖㊁利于肠道健康等多种生理功能.作为一种天然多糖,广泛应用于食品加工㊁食品防腐保鲜㊁药物运输㊁废水处理等方面.基于以上总结,未来对果胶的研究可以从３个方面开展:①探索绿色高效的果胶联合提取方法.不同的提取方法对果胶的得率及理化性质有着较大影响,联合提取法可作为首选方案.②进一步提升果皮残渣等废弃物中的果胶利用水平.果蔬加工的副产物是果胶丰富的提取原料,合理利用这些副产物,可以得到更高的经济价值.③加强果胶改性技术的研究.果胶的结构影响着果胶的理化性质发生改变,从而产生不同的生理功能.利用合适的改性技术可更好地开发绿色健康新型果胶资源.参考文献[1]WICKER L,KIM Y,KIM M,et al.Pectin as a bioactivepolysaccharide:Extracting tailored function from less[J].Food Hydrocolloids,2014,42:251Ｇ259.[2]余杰,王晓红,刘丽,等.酸法提取火龙果果皮中果胶[J].赤峰学院学报(自然科学版),2020,36(5):24Ｇ26.YU J,WANG X H,LIU L,et al.Extraction of pectin fromHylocereus undulatus Britt peel by acidmethod[J].Journal of Chifeng University(Natural Science Edition),2020,36(5):24Ｇ26.[3]邹荣.西瓜皮果胶提取及其性质的研究[D].广州:华南理工大７３２|V o l．４０,N o．３费丛璇等:果胶的提取㊁生理功能及应用研究进展。
果胶提取的现状及发展前景研究进展
果胶提取的现壮及发展前景研究进展摘要：近年来，果胶在食品、化工、医药等领域内被广泛应用。
目前我国果胶生产现状为：生产企业为数不多，生产规模小，生产技术工艺相对落后，优质产品少，生产技术工艺中仍有部分问题尚未解决。
根据国内外目前果胶的生产加工趋势，研究重点拟应放在盐析法、离子交换法、超滤浓缩、微生物法上，尽快研究开发出合理的生产工艺，充分利用我国丰富的果胶资源，实现其合理开发利用，必将产生积极的经济效益。
关键词：果胶；提取；发展前景；柑桔；资源1 果胶来源及含量果胶是一种高分子聚合物 , 存在于植物组织内 , 一般以原果胶、果胶酯酸和果胶酸 3种形式存在于各种植物的果实、果皮以及根、茎、叶等组织之中. 柑桔皮中的果胶含量丰富 , 约占干质的 20%一 30%. 目前国内果胶以柑桔皮为主要原料，国外也主要以柑桔皮为原料，同时也有以柠檬皮渣、苹果皮渣等果实皮渣为原料生产果胶。
我国果胶资源丰富，柑桔皮、甜菜压粕、苹果皮渣、柠檬皮渣、向日葵盘等均含有大量果胶，已成为具有工业化生产价值的主要原料2 果胶的用途果胶是白色或淡黄色的非晶形粉末 ,无味易溶于水 ,微酸性 ,具有良好的胶凝化和乳化稳定作用 ,在食品工业中可作为果浆、果冻、糖果、婴儿食品、冰淇淋和果汁的稳定剂及蛋黄乳化剂和增稠剂 ,如在柑桔饮料中添加低甲氧基果胶和钙 ,可以使饮料保持长期稳定的混浊 ;在固形物含量低的凝胶食品中加入果胶后可提高凝胶强度 ;在医药工业中 ,果胶是铅、汞和钴等金属中毒的良好解毒剂和预防剂等并可作为轻泻剂 ,代血浆、止血剂原料 ,并具有辅助治疗糖尿病 ,降低血糖胆固醇 ,及延长抗菌素的作用等生理功能 ;在纺织工业中可代替淀粉作润滑剂 ,而不需要其它辅助剂在电子工业中可作清洗剂 ;在石油钻探中可作油水乳化剂等。
3 果胶的提取原果胶是不溶于水的物质,但可以在酸、碱、盐等化学试剂及酶的作用下,加水分解转变成水溶性果胶。
果胶的提取即是不溶性果胶转化为可溶性果胶和可溶性果胶向液相转移的过程。
果胶概论
果胶提取的现状及发展前景研究进展邓燕柠（班级：09制药4班学号：3209002413）果胶是一种完全无毒的天然食品添加剂，是FAO/WHO食品添加剂联合委员会推荐的公认安全的食品添加剂。
天然果胶是以原果胶、果胶、果胶酸的形态广泛分布于植物的果实、根、茎、叶中的多糖类高分子化合物，以果实中果胶的含量为最高。
果胶是人体七大营养素中膳食纤维的主要成分，具有良好的抗腹泻、抗癌、治疗糖尿病和减肥等功效。
由于果胶具有良好的乳化、增稠、稳定和胶凝作用，因而在食品领域有着广泛的应用。
果胶作为胶凝剂广泛用于生产果酱、果冻、果脯、蜜饯、软糖、焙烤食品与饮料中，还可作为增稠剂和稳定剂添加于果汁、乳制品中。
一、果胶使用现状资料表明，全世界果胶的年需求量近20000吨，据有关专家预计果胶的需求量在相当长的时间内仍将以每年15%的速度增长。
我国每年消耗约1500吨以上果胶，80%依靠进口，需求量与世界平均水平相比呈高速增长趋势。
果胶主要生产国有丹麦、英国、美国、以色列、法国等，亚洲国家产量极少，特别是消费量约占世界产量10%的日本因无生产厂家，完全依靠进口。
在我国，由于进口果胶的价格高于国产果胶，国产果胶成了国内众多企业的期盼，目前我国果胶生产现状为：生产企业为数不多，生产规模小，生产技术工艺相对落后，优质产品少，生产技术工艺中仍有部分问题尚未解决。
因此，大力开展果胶的研究与开发，探索提高果胶产量和质量的新方法和新资源，不仅能为我国食品加工领域广泛地应用优质果胶提供理论依据，而且将推动国产果胶生产的发展。
目前，关于野生植物资源综合利用研究较多，例如野生火棘果中果汁、色素、果胶联产工艺的研究，为有效地利用野生植物资源提供了重要的理论基础与技术支撑，也为果胶的生产提供了新的资源。
二、我国果胶生产现状（一）果胶资源据资料显示，苹果、柑桔等的果实中果胶含量颇丰。
此外，胡罗卜的肉质根、向日葵的花盘等也富含果胶。
目前商品果胶的原料主要是柑橘皮（含果胶30%）、柠檬皮（含果胶25%）及苹果皮（含果胶15%），真正具有工业生产价值的果胶来源首推柑桔果皮和苹果榨汁废渣。
果胶（多糖）- 蛋白质复合物制备研究进展
果胶（多糖）-蛋白质复合物制备研究进展张 涛（枣庄职业学院，山东枣庄 277800）摘 要：果胶（多糖）-蛋白质复合物制备及研究是利用多糖改变蛋白的功能性。
应对果胶（多糖）-蛋白质复合物制备过程中的影响因素进行综合控制，实现提升果胶（多糖）-蛋白质复合物的制备效果。
本文综合分析了果胶（多糖）-蛋白质复合物的结合方式、制备方法、影响因素、实践应用4方面内容，以期为果胶（多糖）-蛋白质复合物制备及研究提供参考。
关键词：果胶（多糖）-蛋白质复合物；制备；工艺分析果胶（多糖）-蛋白质是食品原料中的主要生物大分子，会对食品质构产生直接的影响。
蛋白质本身具有乳化及稳定食品体系的能力，多糖则可以达到增稠、持水能力。
分析果胶（多糖）-蛋白质复合物的制备，则需要对结构、功能之间的关系等方面进行分析，对提高果胶（多糖）-蛋白质复合物制备水平有积极作用。
1 果胶（多糖）-蛋白质复合物的结合方式果胶（多糖）-蛋白质复合物的结合方式是以非共价结合与共价结合两种为主。
共价结合则是在氨基酸侧链的氨基与多糖还原性末端的碳基进行美拉德反应控制，其中包含溶解性、乳化性、起泡性、保水性及热稳定性等，在对果胶（多糖）-蛋白质复合物的结合方式进行优化的基础上，可提高果胶（多糖）-蛋白质复合物的结合与控制效果提升。
需要结合果胶（多糖）-蛋白质复合物的反应体系，对多糖变化进行控制，并对果胶（多糖）-蛋白质复合物的pH、离子强度、结构差异等方面进行综合控制，从而达到结合与配备的目的。
李鹏[1]在对果胶（多糖）-蛋白质复合物的结合方式以及制备过程等方面进行研究中，则需要对共价键关系及亲水性能等方面进行综合控制，在对蛋白质本身活性关系的基础上，对共价复合物进行综合处理，在优化结合方式的基础上，提高果胶（多糖）-蛋白质复合物的制备与控制效果。
2 果胶（多糖）-蛋白质复合物的制备方法研究果胶（多糖）-蛋白质复合物在制备的过程中，包含干热法、超声波法、湿热法等。
野果果胶提取及发展前景研究进展
１２萃取 ． 果胶浸提一般有酸萃取法 、离子交换法 、 草酸 铵提取法 、酶法 、乳清水解法 、 微波法 、超声波 法等。国内多采用酸萃取法，国外这几种方法都有 使用。
的作用下逐渐分解为果胶和纤维素。这样 ，在成熟 的野果中则以果胶为主 ．果胶在果胶酶的作用下进
一
１． ．１酸萃取法 传统的无机酸提取法是 ： ２ 将洗净 、
果胶生产工艺主要分预处理 、萃取 、 浓缩、沉 淀 ，干燥等五个步骤 ，其关键步骤为提取和沉淀。 果胶的生产工艺流程见图１ ：
１１ 预处 理 ．
起 。果 胶 的结 合 单 元 为 Ｄ 吡 喃半 乳糖 醛 酸 一
（ —ａａｔｏ ｉ ｃ ） 一 ，４ 苷键连接成长 Ｄ ｇ ｌ ｕ ｎｃ ｉ ，以 ｃ ａｄ １ 糖 链状 ．通常以甲酯化状态存在 ，其主链 上还有其他
除杂预处理好的果皮用无机酸（ 如盐酸 、 硫酸 、 亚硫
步分解为果胶酸和 甲醇。 因此 ． 在过熟的果实中．
收 誓 日期 ：２０ — １ ２ ０６ ０ —Ｏ 作 者简介 ：张孟 琴 ，女 ，河南科 技大 学林业 职业 学院 讲师 ．湖 南农业 大学０ 缀 中职硕 士 ３
维普资讯
Ｔｈ ｖ ｌ ｐ ｎ ｉ ｅ ｔ ｘ ｒ ｃｉｎ ａ ｄ Ｐ ｏ ｐ ｃ ｓ ｅＤｅ ｅｏ ｍｅ ｔ Ｏｆ ｌ Ｐ ｃｉ Ｅ ｔ ｔ ｎ ｒ ｓ ｅ ｔ Ｗ ｄ ｎ ａ ｏ
ＺＩＡＮＧ ｅ ｇ ｑ ｔ Ｍ ｎ — ｍ Ｉ Ｕ ｈ ｎ ｃ ａ ， Ｚ ａ —ｈ ｏ Ｉ
的果实、根 、茎、叶中的多糖类高分子化合物 ．是 细胞壁的一种组成成分，伴随纤维素而存在 ， 构成 相邻细胞中间层黏结物 ．把植物组织紧紧的黏结在
一
的作用下分解为还原糖 。上述一系列转化几乎是同 时进行的，三种形态的果胶物质 同时存在 ，只是在
果胶酯酶
果胶酯酶(PME)或称果胶甲基酯酶 ,它是果 胶酶系的一种 ,能从果胶中脱去甲氧基 ,生 成果胶酸 ,属于皂化酶。它在食品工业中有 着广泛用途 ,尤其是在果品工业中。
果胶酯酶(EC:3.1.1.11) 是一种能催化、水解 果胶生成果胶酸和甲醇的酶,英文名称为 pectinesterase ,又称pectin methylesterase、 pectin demethoxylase 或 pectin methoxy2lase。 国际酶委员会将它归类为果胶———果胶
经纯化分离测得他们的活性分别为933mg 和 974mg ,它们具有相同的等电点 PI = 7.3 ,不同的耐热稳定性(PME1的耐热稳定性 比 PME2 好) 。Lim Y.M和 Chung.M.C.M对 Papaya 水果中的果胶酯酶进行了研究,认为 Papaya 果胶酯酶包含 PME1 和 PME2 两种 酶,而且它们是同工酶,分子量27000 ,然而 等电点明显高于 PI 9.0 ,在pH8.0 ,35 ℃时 表现最适活性 。张敬民等 研究了向日葵花 盘中的果胶酯酶的特性,认为该酶的最适温 度为 45 ℃左右,当温度在55 ℃以上时,随着 温度的升高,酶的热稳定性下降,55 ℃
结束，谢谢！！
时,20min内活力下降了60 %;酶活力因向日 葵的成熟度不同而不同。A. F. Afifi 等 用固 体培养基培养研究了Curvularia inaequalis (Shear)Boedijn NRRL 13884中的果胶酯酶, 通过运用 Sephadex G- 100 和 DEAE Cellulose columnchromatography方法纯化 分离出该酶,它约有40 个折叠,最适活性条 件是pH4.4 ,温度为45 ℃。在 Co 、Mg 、 Na 存在下,该酶有强活性,然而在 Cu ,K ,Mn 和 Zn 存在下,活性较低。另外,Ag 、Ca 和 Hg 抑制了该酶的活性。
国内果胶提取工艺的研究进展
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2010,38(13 ) ：6932 -6933,6960 责任编辑常俊香责任校对傅真治国内果胶提取方法研究进展岳贤田(南京化工职业技术学院，江苏南京2IOO48)摘要结合国内果胶的研究现状，论述了酸萃取法、碱萃取法、微生物法、酶法、逆流萃取法、盐析法、离子交换法、树脂萃取法、微波法、超声波法、高压脉冲电场法及复合法在果股提取中的应用。
关键词果胶;提取方法;研究进展中图分类号R284.2 文献标识码A 文章编号0517 - 6611(2010)13 - 06932 - 02 Research Advancement of Extraction Method of Pectin in China YUE Xian-tian (Nanjing Institute of Chemical Vocational and Technology, Nanjing, Jiangsu 210048)Abstract Taking the research status of pectin in China into account, the application of acid extraction, alkali extraction, microbiological method，enzymic method, countercurrent extraction，salt fractionation，ion exchange method，resin extraction，microwave method，ultrasonic method, high voltage pulse-electric field method and combination method in pectin extraction was discussed.Key words Pectin ； Extraction method ； Research advancementI果胶的结构与功能果胶(Pectin)是以原果胶、果胶、果胶酸的形态广泛分布于植物果实、根、茎、叶中的多糖类高分子化合物，是一种亲水性植物胶。
果胶类多糖的研究进展
RG2 Ⅱ的结构与 RG2 Ⅰ完全不同 ,因为它的主链并非在 42α2D2GalpA2(1 ,2)2α2L2Rhap21 ,毛发区 ,而是 1 ,42α2D2GalpA 光 滑区 ,主链上的 GalpA 至少为 8 个 ,已确认四种支链结构 (见 图 1) 。两种双糖残基侧链结合于 GalpA 的 C23 位 ,另外两种 寡糖残基侧链结合于 GalpA 的 C22 位[7 ,8] 。RG2 Ⅱ为低分子 量 (5210Kd) 果胶类多糖 ,包含 11 中不同的糖残基 ,因而结构 更为复杂 。
图 2 RG2 Ⅰ的分子结构模型 果胶类多糖通常为杂多糖 ,由单一的半乳糖醛酸组成的 同多糖不常见 。若在α2(1 →4) 连接的多聚半乳糖醛酸主链 中间插入一些吡喃型鼠李糖 ( Rhap) 即为鼠李半乳糖醛酸聚 糖2 Ⅰ。它是由半乳糖醛酸和鼠李糖交替组成的重复单位 : 4)2α2D2GalpA2(1 ,2)2α2L2Rhap2(1 。在鼠李糖残基的 C24 位结 合有不同种类的中性或酸性寡聚糖 : 阿拉伯半乳聚糖 (ara2 binogalactans) 以β2(1 →4) 连接的多聚半乳糖为主链并带有 α2(1 →5)L2阿拉伯呋喃糖残基 (Araf) 侧链 。半乳聚糖 (galac2 tan) 是高度分支的多糖 ,由β2D2吡喃半乳糖残基以 1 ,3 和 1 ,6 键相互连接而成 。阿拉伯聚糖 (arabinan) 由 L2阿拉伯糖残基 以 1 ,5 键连接 ,并接有 1 ,3 分支 。除此外 ,毛发区的侧链末端 还发 现 有 α2L2果 糖 残 基 ( Fucp ) , β2D2葡 萄 糖 醛 酸 残 基 ( GlcpA) ,以及 42O2甲基β2D2葡萄糖醛酸残基 (42O2Me GlcpA) 。 此外 ,阿魏酸和香豆酸被发现结合于侧链的阿拉伯糖及半乳 糖残基上 ,通过氧化交联使果胶分子量增加 ,并能改善其凝
果胶的功能特性及其应用研究进展
第9期（总第511期）2020年9月农产品加工Farm Products ProcessingNo.9Sep.文章编号：1671-9646(2020)09a-0060-04果胶的功能特性及其应用研究进展刘少阳1,卢培培1,李育铠1,李明丽2(1.漯河医学高等专科学校，河南漯河462000;2.国家肉制品质量监督检验中心，河南漯河462000)摘要：果胶是一种天然的多糖类高分子化合物，具有独特的理化性质和多种功能特性，且成本低廉，可作为天然的添加剂或辅料，广泛应用于食品、医药保健品、化工、纺织及化妆品中。
着重阐述果胶的理化性质、功能特性及其在一些重要领域中的应用，并对其发展前景进行展望。
关键词：果胶；理化特性；功能特性；应用中图分类号：Q946.3 文献标志码：A doi：10.16693/ki.1671-9646(X).2020.09.015Research Progress on Functional Properties and Application of PectinLIU Shaoyang1,LU Peipei1,II Yukai1,LI Mingli2(1.Luohe Medical College，Luohe，He'nan462000，China；2.National Meat Products Quality Supervition and Inspection Center，Luohe，He'nan462000，China)Abstract：Pectin is a kind of natural polysaccharide macromolecular compound，which has many physical and chemical properties and functional characteristics，and low cost，and can be used as a natural additive or auxiliary material，widely used in food，medicine and health care products，chemical industry，textile and cosmetics.This paper focused on the physical and chemical properties，functional properties of pectin and its application in some important fields.Key words:pectin；physical and chemical properties；functional features；application0引言果胶是植物原细胞壁的重要组成部分，构成相邻细胞的中间层，把植物组织紧密结合在一起。
果胶与多酚相互作用机制及其对食品加工特性影响的研究进展
张璇，赵文，高哲，等. 果胶与多酚相互作用机制及其对食品加工特性影响的研究进展[J]. 食品工业科技，2024，45（1）：378−386.doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023030201ZHANG Xuan, ZHAO Wen, GAO Zhe, et al. Research Progress on the Interaction Mechanism of Pectin and Polyphenol and Their Effect on Food Processing Characteristics[J]. Science and Technology of Food Industry, 2024, 45(1): 378−386. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023030201· 专题综述 ·果胶与多酚相互作用机制及其对食品加工特性影响的研究进展张 璇1，赵 文1,2，高 哲1，李美娇1，吴梦颖1，周 茜1,*（1.河北农业大学食品科技学院，河北保定 071000；2.河北省农产品加工工程技术研究中心，河北保定 071000）摘 要：果胶和多酚共存于植物性食品体系中。
除天然存在的果胶-多酚复合物外，在受到加热、高压、干燥等外力作用的食品加工过程中，两者会快速且自发地进行相互作用。
果胶与多酚之间的相互作用会影响食品的理化性质和功能特性。
本文总结了果胶与多酚相互作用的机制、内部和外部多重影响因素、主要的研究方法并结合 Langmuir 和Freundlich 常见的等温吸附模型对果胶与多酚之间的吸附行为进行描述和定量表征。
此外还探讨了两者相互作用对食品加工特性及多酚生物可利用性的影响，分析了该领域的研究方向和发展趋势。
关键词：果胶，多酚，相互作用，等温吸附模型，生物可利用性本文网刊:中图分类号：TS255.1 文献标识码：A 文章编号：1002−0306（2024）01−0378−09DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2023030201Research Progress on the Interaction Mechanism of Pectin and Polyphenol and Their Effect on Food Processing CharacteristicsZHANG Xuan 1，ZHAO Wen 1,2，GAO Zhe 1，LI Meijiao 1，WU Mengying 1，ZHOU Qian 1, *（1.College of Food Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071000, China ；2.Engineering Technology Research Center for Agricultural Product Processing of Hebei, Baoding 071000, China ）Abstract ：The pectin and polyphenols that co-exist in plant-based food systems form complexes in natural conditions and interact quickly and spontaneously during food processing due to external forces, such as heating, high pressure, and drying.The interaction can affect the physicochemical properties and functional properties of foods. This review summarizes the mechanisms, multiple internal and external influencing factors, and main research methods involved in pectin and polyphenol interaction, while their adsorption behavior is described and quantitatively characterized using the isothermal adsorption model commonly used by Langmuir and Freundlich. In addition, the impact of pectin and polyphenol interaction on food processing characteristics and polyphenol bioavailability is also discussed, and the future research prospects and development trends in this field are analyzed.Key words ：pectin ；polyphenol ；interactions ；isothermal adsorption models ；bioavailability果胶是一种酸性杂多糖，广泛存在于蔬菜、水果和谷物等植物细胞壁中，在人类健康中发挥着重要的作用[1]。
基于超声辅助法柚子皮果胶提取研究进展分析
作者简介：雷明馨，硕士，讲师，研究方向：食品检测。
佳。何立坚、王华、蔡文、王迪立等通过不同的角度 对超声辅助法提取果胶进行论述，得出不同的提取结 果[3-6]。 1 不同植物中果胶含量分析
对于果胶的提取，国内外经过三十多年的研究 相继在苹果、柚子、西瓜、烟草等植物中提取果胶 得出不同的结论，如表1所示。研究表明，柚子皮 中果胶的提取具有十分显著的效果，果胶含量高达 15%-25%。
表1 不同植物组织中的果胶含量
品名 含量（100%）
品名 含量（100%）
苹果
0.9
胡萝卜
8.1
香蕉
1.1
我国是柚子生产大国，特别是川渝地区，柚子 的产量相对较大。然而目前我国柚子皮基本上都作为 垃圾废弃掉，不仅产生大量的生活垃圾同时也浪费了 社会资源，因此对柚子皮的利用价值的研究，特别是 果胶的提取具有十分重要的意义。
目前对柚子皮提取果胶技术的研究相对比较 多，对柚子皮的提取方法上主要有：乙醇沉淀法、高 价铁盐沉淀法、超声波辅助法等，陈显玲[1]等采用酸 提取乙醇沉淀法从柚皮中提取果胶得出柚子皮果胶提 取的最佳工艺为料液比控制在1∶15，pH值达到2.0， 料液温度达到90℃，浸取时间为60min，且使用95% 的乙醇沉淀的果胶获得率最高，可达到17.86%。张玲 华[2]等采用高价铁盐沉淀提取果胶得出的结论为磷酸 和盐酸的比例为1∶3时，果胶的产量和质量都达到最
在单因素分析法中分析pH值对果胶提取的影
响、料液比对果胶提取的影响、酸解液温度对果胶提 取的影响以及超声作用时间对果胶提取的影响，根据
低酯果胶制备方法的研究进展
制备低酯果胶的方法有多种，目前主要有以下 几种． ２．１ 酸化醇沉法
传统的酸提取法是最常用的方法，其原理是利 用稀酸将果皮细胞中的非水溶性原果胶转化成水 溶性果胶，然后在果胶液中加入乙醇或多价金属盐 类，使果胶沉淀析出．盐析法是目前研究较多的沉 淀方法，果胶浸提脱色后不需要浓缩即可进行．采 用盐析法生产果胶要经过脱盐处理，多用盐酸 － 乙 醇溶液使果胶盐中的金属离子溶出而达到脱盐的 目的．盐析法生产果胶工艺复杂，尤其是盐析过程 不易控制，而且后续脱盐工序容易造成果胶质量降 低，现大多采用乙醇沉淀制取果胶［３，４］．
由于存在于自然界的果胶一般是高酯果胶（甲 氧基含量在 ７％￣１４％之间），天然低酯果胶很少（向 日葵花盘中天然低酯果胶的含量约为 １５％、杆中约 含 ３０％）［１］．
国内生产的果胶主要是从天然植物组织中提 取的高酯果胶，低酯果胶的生产较少，并且低酯果 胶的加工规模与国外相比有很大差距，而低酯果胶 的需求日益迫切，至今仍需从国外进口，价格昂贵［２］． 2 低酯果胶的制备方法
脱酯法一般为碱化脱酯法，具体是将高酯果胶 在强碱条件下使果胶中的甲酯脱去，使果胶的分子 量大大降低，在适当条件下经处理后能得到性能良 好的的低酯果胶，此方法工艺较简便但是对 ｐＨ 值和温度的要求严格，操作规范可将 β－ 消去反 应，即果胶分子的解聚降到最低．
碱化脱酯法研究最初是由美国加利福尼亚水 果种植交易所于 １９４１ 年申请专利，主要用于柑橘 果皮果胶脱酯加工；随后一些研究人员又利用碱性 条件对其它多种原料提取的 ＨＭＰ 进行脱酯实验， 并取得了一定的成效，如 １９８２ 年人们对豌豆壳果 胶进行的脱酯实验．据相关报道，近年，英国的一些 研究人员利用一定浓度纯碱（碳酸钠）溶液对橘子 皮、酸橙肉、芒果皮等进行处理，最后所得产物均符 合低酯果胶的标准 ［８］． 随着碱催化法的不断发展， ２０００ 年 Ｇｅｒｒｉｔ Ｌｉｍｂｅｒｇ 等不但分析了果胶脱酯的 机制，而且还为果胶进行碱催化脱酯前后分析 ＤＥ 值、多聚半乳糖醛酸含量（ＡＧＡ％）、果胶溶液黏度 （Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）等提供了方法和依据［９］．西南农业大学的 赵静等人也于 １９９５ 年对碱法脱酯的工艺条件进行 了探索，确定了柠檬果胶的最优脱酯条件为 ｐＨ １２．０，温 度 为 ２５℃ ，时 间 为 ６０ｍｉｎ ． ［１０］ 朱 文 等 人 在 ２００１ 年采用碱法脱酯制备低酯果胶，得出西番莲 果皮最佳脱酯工艺条件是：温度 ３０℃，ｐＨ９．０，时间
废弃物中提取果胶的研究进展
２从废弃物中提取果胶 的工艺研 究
２ ． １酸 提取 沉 淀法
酸 提 取 沉 淀 法 是 工 业 上 传 统 的 提 取 方 法 ，可
以用硫酸 、盐酸 、磷酸等 ，为了提高果胶的产率和
色泽 ，也 可 用混 合 酸 、亚 硫酸 。果 胶 可 分 为水 溶 性
和 非 水 溶性 两 种 ，而 非 水 溶性 果 胶 可 在 酸 、碱 、盐
在 用酸 提 取 得 到 的果 胶 溶 液 中加 入 多价 金 属盐 离子 （ 盐析 ）或 者 乙醇 （ 醇沉 淀 ）从而 得到 果胶 。 醇 沉 淀 是 最 早 的 工 业 化 方 法 ，其 原 理 是 用 果 胶 不 溶 于 醇 类 溶 剂 的特 点 ， 在 果 胶 水 溶 液 中 加 入 大量 的醇 溶液 形成醇 水 混 和 物 ，使 果 胶 沉 淀 出
敏 、保 肝 护胆 等 。还 可 增 强 肠 胃蠕 动 、促 进 营 养 物 质的 吸 收 。 低 脂果 胶 具 有 健 胃 、解 除 铅 中 毒 的功 效 ，果胶还 是一 种天 然 的多功 能性 食 品添加 剂 。 果 胶 在 医 药 、 食 品 及 冶 金 等 领 域 被 广 泛 的 应
果 胶还 可 以 防 止 有毒 离 子 中毒 ，特 别是 防 止铅 中毒 ，在研 究 果 胶 对 小 鼠体 内铅 的移 除 的 影 响 时 ， 结 果 表 明 果 胶 对 降 低 体 内 的 铅 的 含 量 有 明 显 的疗
效 。果 胶 有很 多重 要 的生 理 功 能 ，在 汪 多仁 的 研 究
用。果胶用于化妆品 ，有一定的美容养颜 、防止紫
外 线辐 射 和 护 肤 作 用 ，果 胶 还 可 以作 为 一 种 施 胶剂
应 用于造 纸和 纺织 业 。
果胶的开发与应用进展_汪多仁
微生物原果胶酶是一种具有潜在应用前景的 工业酶类，可应用于果胶生产。微生物原果胶酶 是植物体内水溶性果胶物质的母体，到目前为止， 所研究的一些原果胶酶依其作用机理可分为两类： A 型原果胶酶、B 型原果胶酶。
例称取苹果渣 20g（已经干燥），用去离子水清洗， 沥干，按料液比体积的浓度加入去离子水，用稀 盐酸（1/1）调节 pH，置于恒温水浴中恒温浸提，不 时搅拌。反应完毕后，稍微冷却，趁热抽滤，滤 渣再按上述步骤进行二次浸提；合并滤液，并进 行脱色处理。然后用稀氨水调滤液 pH 为 3.5，缓 慢滴加 FeCl3 溶液，轻微搅拌，充分静置，抽滤， 得红褐色絮状沉淀；用纯水洗涤沉淀，再用除铁 剂进行脱铁处理，然后分别用 75％的碱性乙醇和 无水乙醇洗涤，抽滤，50℃以下恒温鼓风干燥，得 浅黄色果胶制品。 2.3.2 从蚕沙中提取
多价金属盐类，使果胶沉淀析出，经洗滤、干燥、
分子物质，是由 D-半乳糖醛酸残基以 α（1→4）键相
粉碎，即成固体粉末果胶产品。
接聚合成的酸性大分子多糖，在半乳糖醛酸 C6 上
酸提取法有一些难于避免的缺点，主要是提
的羧基有许多是以甲酯化形式存在的，未酯化的
取过程中果胶分子易发生部分水解和降解。这样
羧基以游离酸形式或以钠盐等形式存在。果胶的
2011
年 第
14
卷 第
11
期
9
饮料工业
综述与述评
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果胶研究与应用进展
果胶研究与应用进展一、本文概述果胶，作为一种天然高分子化合物，广泛存在于植物的细胞壁和胞腔中，特别是在水果和蔬菜中含量丰富。
其独特的结构和性质，如良好的水溶性、胶凝性、增稠性和稳定性等，使得果胶在食品、医药、化妆品和生物材料等领域有着广泛的应用前景。
近年来，随着人们对果胶研究的不断深入，其在各个领域的应用也取得了显著的进展。
本文旨在全面综述果胶的研究与应用进展，从果胶的提取、纯化、结构表征等基础研究出发，探讨果胶在食品工业中的增稠、稳定、乳化等作用，以及在医药、化妆品和生物材料等领域的新应用。
本文还将对果胶的未来发展趋势和挑战进行展望，以期为果胶的深入研究和应用开发提供有益的参考。
二、果胶的来源与提取果胶作为一种天然高分子化合物，广泛存在于植物的细胞壁和细胞内层，特别是在水果、蔬菜和一些豆科植物中含量丰富。
果胶的来源主要分为天然来源和工业来源。
天然来源主要包括柑橘类果皮、苹果渣、葡萄籽等农业废弃物，这些废弃物在食品加工业中通常被视为废弃物，但其含有的果胶却具有很高的经济价值。
工业来源则主要是一些特定的植物，如向日葵、棉花等，这些植物中的果胶含量较高，适合进行工业化提取。
果胶的提取方法多种多样，常见的有水提法、酸提法、盐提法、酶提法、微波提取法、超声波提取法等。
其中，水提法是最早也是最简单的一种方法，但提取效率低，得到的果胶质量也较差。
酸提法则是通过加入酸性物质使果胶从植物组织中释放出来，提取效率较高，但酸性条件可能对果胶的结构造成一定的破坏。
盐提法则是利用盐溶液与果胶之间的相互作用，使果胶从植物组织中溶解出来，这种方法对果胶的结构影响较小，但提取效率较低。
酶提法则是利用果胶酶对果胶进行水解，从而将其从植物组织中释放出来，这种方法提取效率高，且对果胶的结构影响小，但成本较高。
微波提取法和超声波提取法则是利用物理场的作用，使果胶从植物组织中快速释放出来，这两种方法提取效率高，但设备成本较高。
近年来，随着科技的不断进步，果胶的提取方法也在不断创新。
果胶及其寡糖的性质和功能研究进展
， ㊀ 侯 ㊀ 孙 祝 儒 刚 ， 玉 婷 ， 艳
１ １ １ ２
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｐｅｃｔｉｎ ａｎｄ ｉｔｓ Ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ
２ ＺＨＵ Ｒｕｇａｎｇ１ ＨＯＵ Ｙｕｔｉｎｇ１ ＳＵＮ Ｙａｎｄｉ１，
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第 ４期 ㊀ ㊀
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祝 儒 刚 ，等 ：果 胶 及 其 寡 糖 的 性 质 和 功 能 研 究 进２ ３
果 胶 是 从 高 等 植 物 细 胞 壁 中 提 取 的 一 种 高 分 子 量 、 生 物 相 容 、 无 毒 的 阴 离 子 天 然 多 糖 ， 作 为 胶 凝 ［ ］ 胶 的 分 子 量 和 酯 化 度 决 定 了 其 物 理 化 剂 和 稳 定 剂 在 食 品 、 化 妆 品 和 保 健 品 中 得 到 广 泛 应 用 ．果 ［ ］． 近 学 性 质 和 功 能 特 性 年 来 ， 随 着 果 胶 来 源 的 丰 富 、 提 取 方 法 的 改 进 以 及 结 构 与 功 能 之 间 关 系 研 究 的 进 一 步 明 确 ， 使 果 胶 的 应 用 更 加 具 体 化 和 精 细 化 ， 同 时 也 使 越 来 越 多 的 人 投 身 于 果 胶 的 应 用 研 究 ［ ］． 果 之 中 胶 经 过 降 解 可 生 产 低 粘 度 的 果 胶 寡 糖 ， 弥 补 了 果 胶 高 粘 度 的 缺 点 ， 扩 展 了 其 应 用 范 ［ ］ ［ 能 性 果 胶 寡 糖 因 其 具 有 改 善 脂 代 谢 、 抗 氧 化 、 抗 癌 及 增 强 免 疫 力 等 应 用 价 值 ， 倍 受 关 注］． 围 ．功 ［ ］． 本 作 为 一 类 新 型 的 益 生 元 ， 果 胶 寡 糖 在 促 进 人 类 健 康 方 面 将 发 挥 重 要 的 作 用 文 主 要 针 对 果 胶 及 ． 其 寡 糖 的 功 能 研 究 新 进 展 进 行 了 详 细 综 述
果胶酯酶
经纯化分离测得他们的活性分别为933mg 和 974mg ,它们具有相同的等电点 PI = 7.3 ,不同的耐热稳定性(PME1的耐热稳定性 比 PME2 好) 。Lim Y.M和 Chung.M.C.M对 Papaya 水果中的果胶酯酶进行了研究,认为 Papaya 果胶酯酶包含 PME1 和 PME2 两种 酶,而且它们是同工酶,分子量27000 ,然而 等电点明显高于 PI 9.0 ,在pH8.0 ,35 ℃时 表现最适活性 。张敬民等 研究了向日葵花 盘中的果胶酯酶的特性,认为该酶的最适温 度为 45 ℃左右,当温度在55 ℃以上时,随着 温度的升高,酶的热稳定性下降,55 ℃
图1
果胶酯酶的作用机理
表1
不同来源 PME的特性
2 果胶酯酶的研究概况 2.1 果胶酯酶特性的研究 果胶酯酶的研究可以追溯到1840 果胶酯酶的研究可以追溯到1840 年,Premy 首次发现了一种能使可溶性果胶皂化并且 发生凝胶的酶, 发生凝胶的酶,随之把这种酶称为果胶酶 (pectase) ,实际上就是果胶酯酶。 ,实际上就是果胶酯酶。
展望 酶工业在现代生活中的作用越来越突出,食品工 业的发展离不开酶工业。果胶酶是分解果胶的 酶的通称,是一个多酶复合物,它通常包括原果胶 酶、果胶酯酶、果胶酸酶三种。随着经济的发 展,人们生活水平的提高,健康越来越受到人们的 重视。相对于低甲氧基果胶食品来说,高甲氧基 果胶食品含热量高,含糖量高,不利于人体健康。 因此,低甲氧基果胶食品越来越受到人们的青睐。 低甲氧基果胶的制备方法已成为各国科学工作 者研究的热点。通过基因工程技术开发出一种 能够大量生产出低酯果胶的果胶酯酶,无论是从
分子量为41kDa 左右。Stephan·C等 对细丝 状真菌针尾曲霉果胶酯酶的纯化、克隆、 特性和基因序列进了研究表明,克隆得到的 是一个分子量43kDa 的果胶酯酶基因片段 PME 长度为1195bp 的 cDNA 基因含有一个 993bp 的开放阅读框,位于核苷32 位上有一 个ATG起始密码子,在核苷1025位上含有一 个 TAA 终密码子。这个开放阅读框架位于 31bp 的5′端非编码区域之前,171bp 的3′端 非编码区域之后,并且含有一个poly- A 尾巴。 氨基酸序列分析表明针尾曲霉的 PME Ⅰ与 黑曲霉的 PME 具有 83 %的相似性和74 % 的一致性,并且测出四个保守区
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万方数据
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果胶研究进展
作者：苏艳玲， 巫东堂， SU Yan-ling， WU Dong-tang
作者单位：苏艳玲,SU Yan-ling(晋中学院生物科学与技术学院,山西,晋中,030600)， 巫东堂,WU Dong-tang(山西省农业科学院蔬菜研究所,山西,太原,030031)
刊名：
山西农业科学
英文刊名：JOURNAL OF SHANXI AGRICULTURAL SCIENCES
年，卷(期)：2009,37(6)
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本文链接：/Periodical_shanxnykx200906022.aspx。