果膠作為植物壁細胞中的一種多糖,廣泛存在於雙子葉植物中。在細胞中,主要起到支撐細胞形態、保護組織形態、緩衝等作用。果膠作為凝膠劑、穩定劑、乳化劑,已廣泛應用於食品、藥品、化工等多種領域,發揮著重要的作用。果膠在食品加工中主要被用於製作果凍、果醬類食品,在一定的酸、糖含量或離子濃度條件下,果膠能形成凝膠,賦予食品特殊的質構和口感。在醫藥領域,果膠作為載體可安全準確地將藥物送入靶器官。
目前市場上果膠的主要品種有蘋果果膠、柑橘果膠,且都已有系列產品,生產流程相當成熟,它們的原料皆為榨汁後的果渣,成本低廉且供應量大。甜菜果膠的出現較前2種果膠晚,具有分子量小、支鏈多、乙醯基含量高、甲氧基含量低、不易形成凝膠的特點。
提取方法
1、傳統的熱酸提取法一般是採用價格低廉、應用廣泛的無機酸,比如鹽酸、硫酸、硝酸等傳統強酸,透過其製造一個酸性條件,在較高的溫度下對原料進行提取。
2、採用工業上應用最多的鹽酸提取甜菜果膠,透過中心複合設計,以提取率、顏色、流變特性等為指標,最終確定了甜菜果膠最優提取條件為pH1.21、溫度93.7C、時間3h,該條件下提取率可達24.45%P。
結構組成
一般認為位於甜菜果膠主鏈內部的阿魏酸基團因易與其他基團發生交聯,是影響甜菜果膠分子量大小的重要因素。有實驗證明,甜菜果膠支鏈部分的分子量小,黏度大;內部的主鏈部分分子量大,黏度小。
功能特性
果膠具有一定的乳化穩定性,有研究將其歸結於果膠能阻止蛋白質分子的脫水作用,具體表現在溶液中,果膠吸附到乳蛋白質分子的表面,高度的水化作用使其如膠體保護層般阻止蛋白質分子脫水;同時,水化層的形成還使蛋白顆粒相互排斥,從而增加了蛋白質的穩定性。
由於甜菜果膠不易形成凝膠,在食品工業中常作為乳化劑來使用,甜菜果膠在乳液中傾向於形成單層粒徑較小的乳液。
提取條件越溫和,果膠分子降低表面張力的功能越明顯,這是因為較溫和的提取環境對甜菜果膠分子的結構破壞小,使其得以保持較高的平均摩爾質量,較完整的分子結構在溶液中對蛋白具有較高的覆蓋率,有助於提高體系的穩定性,甜菜果膠常用於酸乳飲料中。
甜菜果膠甲氧基含量低,即使在Ca2+存在的條件下也不易形成凝膠,形成的凝膠與傳統果膠相比品質較差,也正是因為這- -原因,甜菜果膠在很長一段時間都未成為果膠市場的主要產品。
展望
甜菜果膠作為甜菜製糖的副產品,原料來源廣泛。生產甜菜果膠既能提高整個甜菜產業鏈的價值,又能解決製糖後大量廢渣的再利用問題。雖然甜菜果膠在凝膠能力方面較蘋果果膠和柑橘果膠差,但其優良的乳化特性可在飲料中作為穩定劑,特別是在乳製品中,可起到防止蛋白沉澱的作用。作為一種天然安全的植物膠體,甜菜果膠透過交聯形成的網狀結構可被用作進人人體藥物的載體,在醫藥領域有著廣泛的應用前景。
但中國有關甜菜果膠生產方面的報道還較少,一是因為中國甜菜的種植量少,來源較其他甜菜大國少;另一方面是因為生產甜菜果膠較蘋果、柑橘果膠在生產條件上的控制更為嚴格,且甜菜果膠在乳化性方面的應用還不成熟。相信隨著甜菜果膠功能特性的進一步研究,甜菜果膠必將擁有廣闊的市場前景。
果膠作為植物壁細胞中的一種多糖,廣泛存在於雙子葉植物中。在細胞中,主要起到支撐細胞形態、保護組織形態、緩衝等作用。果膠作為凝膠劑、穩定劑、乳化劑,已廣泛應用於食品、藥品、化工等多種領域,發揮著重要的作用。果膠在食品加工中主要被用於製作果凍、果醬類食品,在一定的酸、糖含量或離子濃度條件下,果膠能形成凝膠,賦予食品特殊的質構和口感。在醫藥領域,果膠作為載體可安全準確地將藥物送入靶器官。
目前市場上果膠的主要品種有蘋果果膠、柑橘果膠,且都已有系列產品,生產流程相當成熟,它們的原料皆為榨汁後的果渣,成本低廉且供應量大。甜菜果膠的出現較前2種果膠晚,具有分子量小、支鏈多、乙醯基含量高、甲氧基含量低、不易形成凝膠的特點。
提取方法
1、傳統的熱酸提取法一般是採用價格低廉、應用廣泛的無機酸,比如鹽酸、硫酸、硝酸等傳統強酸,透過其製造一個酸性條件,在較高的溫度下對原料進行提取。
2、採用工業上應用最多的鹽酸提取甜菜果膠,透過中心複合設計,以提取率、顏色、流變特性等為指標,最終確定了甜菜果膠最優提取條件為pH1.21、溫度93.7C、時間3h,該條件下提取率可達24.45%P。
結構組成
一般認為位於甜菜果膠主鏈內部的阿魏酸基團因易與其他基團發生交聯,是影響甜菜果膠分子量大小的重要因素。有實驗證明,甜菜果膠支鏈部分的分子量小,黏度大;內部的主鏈部分分子量大,黏度小。
功能特性
果膠具有一定的乳化穩定性,有研究將其歸結於果膠能阻止蛋白質分子的脫水作用,具體表現在溶液中,果膠吸附到乳蛋白質分子的表面,高度的水化作用使其如膠體保護層般阻止蛋白質分子脫水;同時,水化層的形成還使蛋白顆粒相互排斥,從而增加了蛋白質的穩定性。
由於甜菜果膠不易形成凝膠,在食品工業中常作為乳化劑來使用,甜菜果膠在乳液中傾向於形成單層粒徑較小的乳液。
提取條件越溫和,果膠分子降低表面張力的功能越明顯,這是因為較溫和的提取環境對甜菜果膠分子的結構破壞小,使其得以保持較高的平均摩爾質量,較完整的分子結構在溶液中對蛋白具有較高的覆蓋率,有助於提高體系的穩定性,甜菜果膠常用於酸乳飲料中。
甜菜果膠甲氧基含量低,即使在Ca2+存在的條件下也不易形成凝膠,形成的凝膠與傳統果膠相比品質較差,也正是因為這- -原因,甜菜果膠在很長一段時間都未成為果膠市場的主要產品。
展望
甜菜果膠作為甜菜製糖的副產品,原料來源廣泛。生產甜菜果膠既能提高整個甜菜產業鏈的價值,又能解決製糖後大量廢渣的再利用問題。雖然甜菜果膠在凝膠能力方面較蘋果果膠和柑橘果膠差,但其優良的乳化特性可在飲料中作為穩定劑,特別是在乳製品中,可起到防止蛋白沉澱的作用。作為一種天然安全的植物膠體,甜菜果膠透過交聯形成的網狀結構可被用作進人人體藥物的載體,在醫藥領域有著廣泛的應用前景。
但中國有關甜菜果膠生產方面的報道還較少,一是因為中國甜菜的種植量少,來源較其他甜菜大國少;另一方面是因為生產甜菜果膠較蘋果、柑橘果膠在生產條件上的控制更為嚴格,且甜菜果膠在乳化性方面的應用還不成熟。相信隨著甜菜果膠功能特性的進一步研究,甜菜果膠必將擁有廣闊的市場前景。