【摘 要】
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我国每年大约产生150万吨的茶渣,其中含有约10%左右果胶,可作为经济价值较高的食品增稠剂或凝胶剂。前期研究表明,可通过碱法提取和乙醇沉降纯化可获得较高粘度的果胶。为进一步获得成本低、高品质的果胶产品,本研究对比了乙醇沉降和超滤法对碱法提取的果胶的纯化效果,分析果胶在纯化过程中的自组装现象;对果胶HG和RGI结构域的特征结构进行降解,分析茶渣果胶中的各结构域和成分对流变学性质的影响;最后对茶渣果胶
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我国每年大约产生150万吨的茶渣,其中含有约10%左右果胶,可作为经济价值较高的食品增稠剂或凝胶剂。前期研究表明,可通过碱法提取和乙醇沉降纯化可获得较高粘度的果胶。为进一步获得成本低、高品质的果胶产品,本研究对比了乙醇沉降和超滤法对碱法提取的果胶的纯化效果,分析果胶在纯化过程中的自组装现象;对果胶HG和RGI结构域的特征结构进行降解,分析茶渣果胶中的各结构域和成分对流变学性质的影响;最后对茶渣果胶作为乳化剂和凝胶的应用进行初步分析。主要研究结论如下:(1)乙醇沉降法和超滤法均可有效地纯化茶渣果胶,将一次超滤和乙醇沉降进行联用,可节约80%的乙醇用量,获得果胶的纯度大于64%,果胶回收率为76%且果胶的流变学性质与商业柑橘果胶相近。乙醇沉降主要去除果胶产品中的蛋白质、多酚和低价金属盐离子,果胶产品分子量大和聚集性好,其粘性(η=348.4 m Pa·s)和凝胶性(G’=4167.5 Pa,G’=871.6 Pa)较佳,且呈较强的剪切稀化性质。超滤主要去除果胶产品中的多酚和所有金属盐离子。由于游离蛋白质的存在阻碍了果胶的自组装形成大分子,而高价盐离子的相对减少使得果胶分子聚集度较低(平均粒径为213.0 nm),因此超滤法纯化获得的果胶粘性(η=42 m Pa·s)和凝胶性(G’=1066.6Pa,G’=422.8 Pa)较低。(2)茶渣果胶的流变学性质主要来源于其HG型结构域、RGI型结构域和果胶与蛋白质的结合。HG结构域降解后果胶的粘性和凝胶性提高约1000倍;RGI结构域降解后果胶的粘性上升超过200倍,凝胶性提升接近70倍。额外添加Ca2+可将果胶粘性再提高约100倍,凝胶性再提升约25倍。碱性蛋白酶水解后果胶自身粘性和凝胶性都提升超过100倍;而Sevage脱蛋白后果胶的粘性和凝胶性无明显变化。酯化度的变化对果胶粘性和凝胶性影响相对较低。(3)茶渣果胶具有良好的乳化能力,2 mg/m L茶渣果胶与同体积大豆油形成的乳化层体积占到44%。经聚半乳糖醛酸酶水解HG型结构域、阿拉伯聚糖酶和半乳聚糖酶水解RGI结构域、HCl-CH3OH浸泡增加甲酯化度、碱性蛋白酶水解蛋白质和Sevage脱蛋白后,茶渣果胶的乳化层体积最高分别为占到总体积的49%、54%、41%、6%和51%,且所有果胶在9天都可以保持良好的乳化稳定性。因此结合蛋白是茶渣果胶具有乳化性的主要因素,而其他结构对果胶乳化能力和稳定影响有限。金属盐对茶渣果胶表观黏度的影响与阳离子类型相关,Zn2+、Fe2+最高可以使果胶溶液黏度提升近1000倍而不产生沉淀。茶渣果胶与其他胶体形成的共混膜表观形态表明茶渣果胶具备成膜能力,但是所得果胶薄膜的性能需进行深入的探索。
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