伽師瓜皮果膠理化特性研究

俞雅瓊，曹　婭，馮云龍

（新疆職業大學烹飪與餐飲管理學院，新疆烏魯木齊　830013）

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伽師瓜皮果膠理化特性研究

俞雅瓊，曹婭，馮云龍

（新疆職業大學烹飪與餐飲管理學院，新疆烏魯木齊830013）

摘要：通過測定伽師瓜皮果膠的酯化度、灰分、干燥失質量和pH值，并且對伽師瓜皮果膠的色差、溶解性、黏度、耐熱性和耐酸性理化性質進行分析。結果表明，伽師瓜皮果膠pH值為3.47，酯化度為53.45%，灰分為4.74%，干燥失質量為7.13%，符合QB 2484—2000的要求；伽師瓜皮果膠溶解性受酸度的影響不大，伽師瓜皮果膠色差、熱穩定性和耐酸性較好。果膠黏度隨溫度升高而降低；隨檸檬酸和氯化鈉添加量增加而降低，呈負相關性；黏度隨果膠質量分數和蔗糖添加量增加而升高，呈正相關性。

關鍵詞：伽師瓜；果膠；酯化度；黏度；色差

近年來，在新疆伽師瓜的種植規模不斷擴大，2011年伽師瓜種植面積僅有9.10 hm2，總產量達到35.6×104t；2012年伽師瓜種植面積增長到10.07 hm2，總產量達到42.9×104t；2013年伽師瓜種植面積達到12.04 hm2，總產量達到52.5×104t［1］。隨著食品加工業不斷發展，伽師瓜果肉產品深加工產業快速發展，但伽師瓜利用程度較低，大量的伽師瓜皮被廢棄，浪費嚴重、資源轉化率低，處理不當會引起環境污染等問題。此試驗研究在乙醇提取伽師瓜果膠的最佳工藝后，對所得產品進行了理化性質分析，為伽師瓜加工后的副產物綜合利用提供了理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1主要材料與試劑

新鮮伽師瓜皮；商品果膠、濃鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉、蔗糖、檸檬酸、無水乙醇、酚酞，均為分析純，購自北京化學試劑廠。

1.1.2試驗儀器及設備

FE-30型pH計，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司產品；NH310型色差儀，深圳市三恩馳科技有限公司產品；DHG-9140型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海恒科學儀器有限公司產品；SNB型黏度計，上海方瑞儀器有限公司產品；KSW型馬福爐、LXJ-ⅡB型高速離心機，北京市永光明醫療儀器有限公司產品。

1.2試驗方法

1.2.1工藝路線

伽師瓜皮預處理（清洗、切分）→燙漂→打漿→酸法提取→靜置→過濾→離心除雜→乙醇沉淀→離心沉淀→干燥→成品。

1.2.2工藝參數

將瓜皮清洗干凈，置于沸水中燙漂8 min，按料水比1∶3加水打漿，用0.1 mol/L的稀鹽酸將伽師瓜皮漿液的pH值調為3.50，瓜皮漿用3層紗布過濾，于轉速4 000 r/min條件下離心30 min，進一步去除果膠提取液中的雜質，果膠提取液加入乙醇，調節最終體積分數75%，沉淀果膠，將果膠沉淀物于4 000 r/min條件下離心30 min，收集果膠沉淀在60℃烘箱內干燥4 h，粉碎后過60～70目篩即得到伽師瓜皮果膠。

1.2.3伽師瓜皮果膠的品質指標測定

伽師瓜皮果膠的品質參照指標QB 2484—2000，測定伽師瓜皮果膠的pH值［2］、干燥失質量［3］、灰分［4］、酯化度［5］、色差［6］、溶解度［7］。

1.2.4黏度的測定［8-9］

黏度作為果膠水溶液的重要物理指標，在生產過程中對確定工藝參數有很大影響。本試驗選擇溫度、質量分數和添加劑作為重要影響因素，對樣品的黏度進行研究。采取SNB系列數黏度計，轉子型號為0號，轉速30 r/s，測定時間30 s。

測量1.0%伽師瓜皮果膠水溶液100 mL，在60，70，80，90，100℃測定黏度值；測定25℃條件下，0.2%，0.6%，1.0%，1.4%，1.8%伽師瓜皮果膠水溶液的黏度值；1.0%伽師瓜皮果膠水溶液80 mL，分別添加5.0%，15.0%，25.0%，35.0%，45.0%蔗糖20.0 mL，25℃條件下測定黏度值；1.0%伽師瓜皮果膠水溶液80 mL，分別添加2.0%，4.0%，6.0%，8.0%，10.0%檸檬酸20.0 mL，25℃條件下測定黏度值；1.0%伽師瓜皮果膠水溶液80 mL，分別添加2.0%，4.0%，6.0%，8.0%，10.0%氯化鈉20.0 mL，25℃條件下測定黏度值。

1.2.5伽師瓜皮果膠熱穩定的測定

將1.0%伽師瓜皮果膠溶液倒入具塞試管中，密封后置于95℃的烘箱中。在0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0，12.0 min后取出具塞試管，25℃條件下測定樣品相對黏度。

1.2.6伽師瓜皮果膠耐酸性的測定

將伽師瓜皮果膠配制成pH值為1，3，5，7，9，11的1.0%伽師瓜果膠溶液，然后于轉速3 000 r/min條件下離心15 min，25℃條件下測定黏度。

2　結果與分析

2.1果膠成品的pH值

果膠成品的pH值見表1。

表1　果膠成品的pH值

由表1可知，伽師瓜果膠的平均pH值為3.47，符合QB 2484—2000規定。

2.2伽師瓜皮果膠理化指標測定

伽師瓜皮果膠的理化指標與QB的對照見表2。

由表2可知，酯化度為50%～75%范圍內，屬于高酯果膠；伽師瓜皮果膠的干燥失質量符合QB 2484—2000標準規定，可通過延長冷凍干燥的時間，降低干燥失質量；伽師瓜皮果膠的灰分低于QB 2484—2000標準。因此，本試驗制取的果膠作為添加劑已達到了標準。

表2　伽師瓜皮果膠的理化指標與QB的對照

2.3果膠色差測定

2種果膠的色差分析見表3。

表3　2種果膠的色差分析

由表3可知，商品果膠a*值和b*值明顯比伽師瓜皮果膠大，說明商品果膠偏黃，而伽師瓜皮果膠的紅色較高，色澤偏暗，呈現深黃色，這可能是由于在提取伽師瓜皮果膠過程中含有較多的雜質；伽師瓜皮果膠的L*值大于商品果膠，說明伽師瓜皮果膠的亮度比商品果膠的好。

2.4果膠溶解度結果分析

伽師瓜皮果膠溶解度的影響見圖1。

圖1　伽師瓜皮果膠溶解度的影響

由圖1可知，當pH值在4～6時，溶解度上升明顯；繼續增加pH值，溶解度變化不明顯，總體變化范圍不大，溶解度在80%～95%范圍。

2.5影響伽師瓜皮果膠成品黏度因素的研究

2.5.1溫度對伽師瓜皮果膠黏度的影響

溫度對伽師瓜皮果膠黏度的影響見圖2。

由圖2可知，隨溫度的升高伽師瓜皮果膠黏度呈現下降趨勢。由于溫度的升高，果膠分子內能增加，熱運動增加到一定程度，分子間斥力增加，電離度減少，導致黏度減小。

2.5.2果膠質量分數對伽師瓜皮果膠黏度的影響

果膠質量分數對伽師瓜皮果膠黏度的影響見圖3。

圖2　溫度對伽師瓜皮果膠黏度的影響

圖3　果膠質量分數對伽師瓜皮果膠黏度的影響

由圖3可知，伽師瓜皮果膠黏度隨著果膠質量分數的升高而增大。由于隨著果膠溶液質量分數的增加，大分子數量增加，分子間聯合和纏結程度較大增加，溶液黏度急劇變大。

2.5.3蔗糖添加量對伽師瓜皮果膠黏度影響

蔗糖添加量對伽師瓜皮果膠黏度的影響見圖4。

圖4　蔗糖添加量對伽師瓜皮果膠黏度的影響

由圖4可知，伽師瓜皮果膠黏度隨著蔗糖添加量的增加而增大。在5%～25%范圍內，隨蔗糖添加量的增加，黏度上升不明顯，其黏度升高了2.20 mPa·s；在25%～45%范圍內，隨蔗糖添加量的增加，黏度上升明顯，其黏度升高了12.00 mPa·s。由于蔗糖與果膠競爭水分子，導致果膠分子脫水結合。

2.5.4檸檬酸添加量對伽師瓜皮果膠黏度的影響

檸檬酸添加量對伽師瓜皮果膠黏度的影響見圖5。

由圖5可知，伽師瓜皮果膠黏度隨著檸檬酸添加量的增加而降低。由于檸檬酸添加量的增加酸度增強，抑制了果膠分子的電離，使果膠分子間作用力減弱，黏度也隨之下降。

2.5.5氯化鈉添加量對伽師瓜皮果膠黏度的影響

氯化鈉添加量對伽師瓜皮果膠黏度的影響見圖6。

圖5　檸檬酸添加量對伽師瓜皮果膠黏度的影響

圖6　氯化鈉添加量對伽師瓜皮果膠黏度的影響

由圖6可知，伽師瓜皮果膠的黏度隨著氯化鈉添加量的增加呈下降趨勢。由于溶液的離子強度隨著溶液中氯化鈉添加量的增加而增加，從而減小了果膠酸的電離度，同時黏度也隨之減小。

2.6伽師瓜皮果膠熱穩定的結果分析

處理時間對伽師瓜皮果膠液黏度的影響見圖7。

圖7　處理時間對伽師瓜皮果膠液黏度的影響

由圖7可知，在0～2 min范圍內，黏度迅速下降明顯，隨著處理時間的延長，黏度緩慢下降；在4～12 min范圍內，黏度下降趨于緩慢。這主要是因為初始階段短時間的熱力作用破壞了果膠鏈之間的交聯作用，而后階段的熱力作用對果膠鏈自身的結構影響不是很大，因而黏度變化也就不是很明顯。

2.7伽師瓜皮果膠耐酸性的結果分析

pH值對伽師瓜皮果膠液黏度的影響見圖8。

由圖8可知，伽師瓜皮果膠黏度呈現出先上升后繼續下降趨勢。在pH值3～5范圍內，隨pH值的增加黏度下降明顯；當pH值為3時，伽師瓜皮果膠溶液的黏度值最高。因在低pH值條件下，果膠分子中的半乳糖醛酸基團電離受到抑制，分子間的氫鍵結合增強，分子團體積增大，從而導致溶液黏度升高；當pH值為5～7時，pH值對伽師瓜皮果膠液黏度的影響較為平穩；pH值繼續增大至11時，伽師瓜皮果膠溶液的黏度呈下降趨勢。因為pH值呈堿性時，黏度呈下降趨勢。這顯然與果膠的分子結構有關，說明伽師瓜皮果膠在酸性環境下穩定性良好。

圖8　pH值對伽師瓜皮果膠液黏度的影響

3　結論

對前期試驗所得的伽師瓜皮果膠粉和商品果膠理化性質進行測定，測得伽師瓜皮果膠酯化度為53.46%（屬于高酯果膠），伽師瓜皮果膠干燥失質量為7.13%，灰分為4.74%，pH值為3.47均符合QB 2484—2000標準；伽師瓜皮果膠的亮度比商品果膠好，顏色紅色較高，色澤偏暗，呈現深黃色；伽師瓜皮果膠溶解性受pH值的影響不明顯；伽師瓜皮果膠的熱穩定性較好，黏度下降趨于緩慢，黏度變化不明顯；伽師瓜皮果膠耐酸性較好，在酸性環境下黏度變化不明顯。伽師瓜皮果膠黏度隨溫度升高而降低；隨著檸檬酸和氯化鈉添加量增加而降低，呈負相關性；黏度隨伽師瓜皮果膠質量分數和蔗糖添加量增加而升高，呈正相關性。

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Study on the Physicochemical Properties of Jiashi Melon Rind Pectin

YU Yaqiong，CAO Ya，FENG Yunlong
（College of Cooking and Catering Management，Xinjiang Vocational University，Urumqi，Xinjiang 830013，China）

Abstract：This paper measured the Jiashi melon pectin esterification degree，ash，dry weight，pH，color，solubility，viscosity，heat and acid resistant physicochemical properties.The results show that the Jiashi melon pectin pH is 3.47，degree of esterification 53.45%，ash is 4.74%，loss on drying 7.13%，in line with the requirements of the QB 2484—2000.Jiashi melon pectin solubility acidity has little effect，the color，thermal stability and good acid resistancen.The pectin viscosity decreased with the increase of temperature，decreased with increasing concentration of citric acid and sodium chloride，negative correlation，viscosity increased with the increase of pectin concentration and sucrose concentration，positive correlation.

Key words：Jiashi melon；pectin；ester value；viscosity；color difference

中圖分類號：TS205.9

文獻標志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.05.030

文章編號：1671-9646（2016）05b-0005-04

收稿日期：2016-02-18

作者簡介：俞雅瓊（1981—），女，碩士，助教，研究方向為食品科學與西式面點。