低甲氧基果胶的研究概况

摘要：论述了低甲氧基果胶的化学结构、制备方法及其在食品上的最新应用，表明低甲氧基果胶具有非常广阔的开发、应用前景。
1825年，法国人bracennot首次从胡萝卜肉根中提取出一种物质，能够形成凝胶，他将提取物命名为“PECTIN”，中文译为“ 果胶 ”。果胶（PECTIN）是一种酸性大分子多糖，是结构最为复杂的亲水性植物胶，广泛存在于陆生植物的根、茎、叶、果实的细胞壁中。果胶分子主链是由150个500个α-D-半乳糖醛酸基（相对分子质量为(30000-100000）通过α（1→4）糖苷键连接而成，通常以部分甲酯化状态存在。果胶根据酯化度（DE）的不同分为低甲氧基果胶（LMP）和高甲氧基果胶（HMP）。随着酯化度的不断增大，凝胶能力逐渐增强，HMP 溶液在固形物含量高于55g/100g的情况下，易生成凝胶，主要应用于高糖类食品生产。
LMP溶液在钙或镁等金属离子存在的情况下，溶液中有糖或无糖均能形成性质优良的凝胶，主要应用于低糖、低热量食品。
因此，LMP 具有更广阔的应用前景。早在20世纪三四十年代人们就已经开展对LMP的研究，1940年，Hicolin和Silemoyno研究报道在向日葵盘中存在果胶一类物质，这引起了当时许多科学研究者的兴趣，并在果胶的结构组成和提取方法上作了相应的研究；1948年，保加利亚Stonkoff从脱籽向日葵盘中提取出LMP，这引起世界各国的注意，特别是商业界的轰动，从此引发了人们对LMP 研究的兴趣；到1953年，Shewfelt用草酸盐和无机盐结合提取的方法获得了向日葵果胶，而且将果胶应用到具体的食品生产中，获得质量优良、风味适口的果冻，并进一步证实向日葵果胶属于LMP；1986年，上海市食品研究所和南京农业大学等科研单位采用盐酸脱钙法从向日葵中提取出的LMP，在热能消耗、脱色效果、成品色泽与灰分含量、产品成本等方面均优于国外水平，并申请了专利。

1 LMP的制备方法
目前，除从天然资源中获取少量的LMP 外，大部分LMP通常是从HMP原料中间接提取得到，制备方法主要有碱催化脱酯法、酸化乙醇法、酰胺化法和酶化法。
1.1碱催化脱酯法
HMP 经过强碱催化脱酯制得 LMP，平均分子量大幅度下降，但采用弱碱如碳酸钠催化法处理桔子、酸橙肉和芒果皮后，发现无论是干样品还是冷冻样品，经处理后都可以获得性能良好的LMP；此后，赵静等人又对碱法脱酯的工艺条件进行了研究，并确定了获取柠檬果胶的最优脱酯条件。
1.2酸化乙醇法
向预处理过的HMP的水溶液中加入酸化乙醇，进行脱酯转化即得LMP，用这种方法制得的LMP，酯化度在25%-50%。该方法已经应用到从苹果皮渣和土豆渣中提取LMP 的生产中。
1.3酰胺法
在碱性条件下，用氨水处理HMP，使部分甲酯转变为伯醇胺。这种方法制备出的LMP又称酰胺化果胶，DE通常为20%-45%，溶解性好，易形成凝胶，但制备过程中会产生一些有害物质。陈顺伟、朱文等人为了克服这一缺点，对酰胺化法制备LMP 进行深入研究，确定了从豆腐柴叶中提取 LMP的最佳工艺参数。
1.4酶法
酶法制备LMP 分内源酶法和外加酶法。内源酶法就是通过加内源酶激活剂激活果胶酯酶（PE），再用PE 将 HMP 转化为 LMP。1994年，蔡长河等报道，利用碳酸钠激活柑桔皮中内源PE，提取出DE小于50%的LMP；外加酶法是用外加酶先从植物组织或微生物发酵液中提取PE，再运用内源酶法，将HMP 转化为 LMP。从黑曲霉发酵液中分离提纯得到PE，并用该酶脱酯提取LMP，酶法制备果胶大大简化工艺流程和设备，能更好的保证产品的胶凝度。

2 在食品上的应用
随着人们生活水平的不断提高，对食品品质及营养的要求越来越高，LMP被广泛应用于食品的加工生产中。
2.1低糖果酱的研制
HMP 在含糖量高于60g/100g，PH 值在2-3.5的条件下方可形成凝胶，因此不适合用于低糖果酱，而LMP只要和金属离子共存就能形成凝胶，且不受糖、酸含量的影响。这种凝胶在加热或搅拌后，会可逆性地变为液体，停止搅拌或冷却后又能恢复原凝胶状。由于具有这种特性，LMP 非常适合用于低糖果酱，并满足消费者对涂抹性的要求。
2.2含果粒啤酒的研制
果粒啤酒和带肉果汁等饮料是由两相组成的，为了使其充分融合，提高该系统的动力稳定性，必须选用适合的稳定剂。
LMP 作为悬浮剂，不仅能与钙离子发生胶凝作用和实现果粒均匀悬浮，而且赋予果汁优良的风味，提高了口感，克服了海藻酸钠的假塑性差，有较大的胶腥味，浊度大的缺点。
2.3冰淇淋制造用果冻的研制
对不同胶凝剂进行凝胶温度实验，发现在可溶性物含量大于55g/100g时，只有明胶及 LMP 的凝胶温度低于35℃，明胶形成的凝胶口感较坚韧，透明性差，而LMP 的凝胶柔软可口，呈透明状，质地与冰淇淋相谐调，风味释放特性好。而且LMP可使任何含量的固形物溶液形成凝胶。
2.4凝固型酸奶的研制
LMP 是一种半乳糖醛酸，其分子在酸乳中带负电荷，会附着于酪蛋白颗粒的表面，使之带负电荷而互相排斥，因此避免了酪蛋白颗粒的聚集沉淀。
但是LMP价格较贵，实际生产时是将LMP与羟甲基纤维素按1:1 的质量比配合使用，使其产生协同增效作用，既降低了生产成本，又保证了产品质量。
2.5糖果的研制
LMP是水溶性的，可与淀粉结合应用到糖果生产中，在金属离子存在的条件下，LMP 与 HMP 相比，PH 较高的环境中就可以形成凝胶，LMP 的这个特点使他不仅用于非酸性风味的冻胶糖果中，还可用来控制凝胶过程中的凝胶速度，而HMP需在PH值较低的酸性条件下，与糖和水共存才能形成凝胶。因糖和酸可减低果胶的水合性，在冷却时快速形成凝胶，使生产出的糖果具有黏性，从而影响糖果的品质。
2.6排铅类保健食品
LMP含有自由羧基基团，能够与多价离子结合，形成含有醇-羧基的络合生成物，可以和体内的铅离子形成稳定的不溶于水的螯合物，使铅在人体中不被吸收，随粪便排出体外，且LMP 无毒副作用，国外用动物实验证实低甲氧基果胶对铅等重金属有强大的亲和力，果胶有间接排铅作用。LMP毒性：小鼠最小致死量大于15g/kg，口服210g/kg·d6个月，未见中毒症状及对肝肾的损害。
2.7应用于制作食用膜
食用膜对食物有保存、保护作用，香肠的肠衣是日常生活中常见的食用膜。LMP在钙离子存在下形成胶，可用来制作食用膜。LMP 膜的水蒸气渗透率相当高，与其他碳水化合物膜相似。虽然LMP膜的水分阻隔性差，但是LMP 膜可延缓内容食品的水分丧失、保护食品的外观。

总之，随着科研技术水平的不断提高，LMP的结构、机理和功能将会被进一步认识，LMP的应用也会随着人们对生活质量要求的不断提高而得到更加广泛的应用，因此致力于LMP 的研究具有十分重要的意义，即可满足我国果胶市场需求，也能缩小与国外的差距。

来源：惠合胶体磨研磨设备厂

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