低甲酯苹果果胶是从苹果渣中提取得到的一种高分子聚合物,广泛应用于食品、药品等领域。在实际应用中,低甲酯果胶的适用范围及添加量因其所处溶液的钙离子含量、溶液pH等因素不同而改变。为了揭示低甲酯果胶与环境因素之间的规律,本文研究了不同钙离子、pH及果胶浓度含量对凝胶强度的影响,建立各因素与凝胶强度之间数学模型,并从流变学角度对凝胶机理、模型拟合性做出解释分析。另外,本研究对柠檬酸提取果胶采用Aspen Plus软件在稳态条件下进行流程设计、物料衡算及设备参数模拟,以期为苹果果胶规模化的生产提供实际指导。本项目取得研究结果：1、钙离子、pH及果胶浓度与凝胶强度之间的数学模型分别符合Doseresp模型,多项式模型和BiDoseresp模型。2、钙离子与凝胶强度之间的Doseresp模型与流变学分析显示：当果胶溶液中钙离子浓度低于8.00 mg/g时,G”>G’,果胶溶液始终处于流体状态,无法形成凝胶；当果胶溶液中钙离子浓度在16.00-40.00 mg/g时,G’增加较为明显,果胶溶液逐渐成为凝胶体,凝胶强度逐渐增大；当果胶溶液中钙离子浓度在40.00-64.00 mg/g时,弹性模量较低钙含量时增加较为明显,且储存剪切模量始终高于损耗剪切模量,凝胶强度最强、凝胶稳定；当钙离子含量继续增加到88.00 mg/g时,果胶形成预凝胶。3、pH与凝胶强度之间的凝胶模型与流变学分析显示：pH在1.78-3.10时,储存弹性模量在30℃时高于损耗剪切模量,溶胶向凝胶转变,凝胶强度达到21.19g；pH在3.10-5.00时,半乳糖醛酸残基与Ca2+间形成形成钙桥,凝胶趋于稳定,达到22.00g附近；pH 5.00-6.62时,果胶分子间静电排斥逐渐加剧,果胶发生解聚无法形成钙桥,溶胶凝胶转变点消失；4、果胶浓度与凝胶强度之间的BiDoseresp模型与流变学分析显示：果胶浓度在6.00g/L-25.00g/L时,随着果胶浓度的增加,储存剪切模量增加,且增加幅度较损耗剪切模量大,凝胶强度逐渐增大。果胶浓度对凝胶强度的贡献主要为果胶未解离的羧基负离子产生疏水相互作用及氢键,从而增强了凝胶强度,但增加的幅度有限。5、采用Aspen Plus软件设计了苹果果胶生产流程图,模拟得出设备参数,建立了各工段物耗、能耗信息。根据模拟结果计算得出,生产每公斤果胶消耗酒精2.56 kg,柠檬酸1.50kg,蒸汽11.22kg。