伽师瓜皮果胶理化特性研究

俞雅琼，曹　娅，冯云龙

（新疆职业大学烹饪与餐饮管理学院，新疆乌鲁木齐　830013）



伽师瓜皮果胶理化特性研究

俞雅琼，曹娅，冯云龙

（新疆职业大学烹饪与餐饮管理学院，新疆乌鲁木齐830013）

摘要：通过测定伽师瓜皮果胶的酯化度、灰分、干燥失质量和pH值，并且对伽师瓜皮果胶的色差、溶解性、黏度、耐热性和耐酸性理化性质进行分析。结果表明，伽师瓜皮果胶pH值为3.47，酯化度为53.45%，灰分为4.74%，干燥失质量为7.13%，符合QB 2484—2000的要求；伽师瓜皮果胶溶解性受酸度的影响不大，伽师瓜皮果胶色差、热稳定性和耐酸性较好。果胶黏度随温度升高而降低；随柠檬酸和氯化钠添加量增加而降低，呈负相关性；黏度随果胶质量分数和蔗糖添加量增加而升高，呈正相关性。

关键词：伽师瓜；果胶；酯化度；黏度；色差

近年来，在新疆伽师瓜的种植规模不断扩大，2011年伽师瓜种植面积仅有9.10 hm2，总产量达到35.6×104t；2012年伽师瓜种植面积增长到10.07 hm2，总产量达到42.9×104t；2013年伽师瓜种植面积达到12.04 hm2，总产量达到52.5×104t［1］。随着食品加工业不断发展，伽师瓜果肉产品深加工产业快速发展，但伽师瓜利用程度较低，大量的伽师瓜皮被废弃，浪费严重、资源转化率低，处理不当会引起环境污染等问题。此试验研究在乙醇提取伽师瓜果胶的最佳工艺后，对所得产品进行了理化性质分析，为伽师瓜加工后的副产物综合利用提供了理论依据。

1　材料与方法

1.1试验材料

1.1.1主要材料与试剂

新鲜伽师瓜皮；商品果胶、浓盐酸、氢氧化钠、氯化钠、蔗糖、柠檬酸、无水乙醇、酚酞，均为分析纯，购自北京化学试剂厂。

1.1.2试验仪器及设备

FE-30型pH计，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司产品；NH310型色差仪，深圳市三恩驰科技有限公司产品；DHG-9140型电热恒温鼓风干燥箱，上海恒科学仪器有限公司产品；SNB型黏度计，上海方瑞仪器有限公司产品；KSW型马福炉、LXJ-ⅡB型高速离心机，北京市永光明医疗仪器有限公司产品。

1.2试验方法

1.2.1工艺路线

伽师瓜皮预处理（清洗、切分）→烫漂→打浆→酸法提取→静置→过滤→离心除杂→乙醇沉淀→离心沉淀→干燥→成品。

1.2.2工艺参数

将瓜皮清洗干净，置于沸水中烫漂8 min，按料水比1∶3加水打浆，用0.1 mol/L的稀盐酸将伽师瓜皮浆液的pH值调为3.50，瓜皮浆用3层纱布过滤，于转速4 000 r/min条件下离心30 min，进一步去除果胶提取液中的杂质，果胶提取液加入乙醇，调节最终体积分数75%，沉淀果胶，将果胶沉淀物于4 000 r/min条件下离心30 min，收集果胶沉淀在60℃烘箱内干燥4 h，粉碎后过60～70目筛即得到伽师瓜皮果胶。

1.2.3伽师瓜皮果胶的品质指标测定

伽师瓜皮果胶的品质参照指标QB 2484—2000，测定伽师瓜皮果胶的pH值［2］、干燥失质量［3］、灰分［4］、酯化度［5］、色差［6］、溶解度［7］。

1.2.4黏度的测定［8-9］

黏度作为果胶水溶液的重要物理指标，在生产过程中对确定工艺参数有很大影响。本试验选择温度、质量分数和添加剂作为重要影响因素，对样品的黏度进行研究。采取SNB系列数黏度计，转子型号为0号，转速30 r/s，测定时间30 s。

测量1.0%伽师瓜皮果胶水溶液100 mL，在60，70，80，90，100℃测定黏度值；测定25℃条件下，0.2%，0.6%，1.0%，1.4%，1.8%伽师瓜皮果胶水溶液的黏度值；1.0%伽师瓜皮果胶水溶液80 mL，分别添加5.0%，15.0%，25.0%，35.0%，45.0%蔗糖20.0 mL，25℃条件下测定黏度值；1.0%伽师瓜皮果胶水溶液80 mL，分别添加2.0%，4.0%，6.0%，8.0%，10.0%柠檬酸20.0 mL，25℃条件下测定黏度值；1.0%伽师瓜皮果胶水溶液80 mL，分别添加2.0%，4.0%，6.0%，8.0%，10.0%氯化钠20.0 mL，25℃条件下测定黏度值。

1.2.5伽师瓜皮果胶热稳定的测定

将1.0%伽师瓜皮果胶溶液倒入具塞试管中，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后取出具塞试管，25℃条件下测定样品相对黏度。

1.2.6伽师瓜皮果胶耐酸性的测定

将伽师瓜皮果胶配制成pH值为1，3，5，7，9，11的1.0%伽师瓜果胶溶液，然后于转速3 000 r/min条件下离心15 min，25℃条件下测定黏度。

2　结果与分析

2.1果胶成品的pH值

果胶成品的pH值见表1。

表1　果胶成品的pH值

由表1可知，伽师瓜果胶的平均pH值为3.47，符合QB 2484—2000规定。

2.2伽师瓜皮果胶理化指标测定

伽师瓜皮果胶的理化指标与QB的对照见表2。

由表2可知，酯化度为50%～75%范围内，属于高酯果胶；伽师瓜皮果胶的干燥失质量符合QB 2484—2000标准规定，可通过延长冷冻干燥的时间，降低干燥失质量；伽师瓜皮果胶的灰分低于QB 2484—2000标准。因此，本试验制取的果胶作为添加剂已达到了标准。

表2　伽师瓜皮果胶的理化指标与QB的对照

2.3果胶色差测定

2种果胶的色差分析见表3。

表3　2种果胶的色差分析

由表3可知，商品果胶a*值和b*值明显比伽师瓜皮果胶大，说明商品果胶偏黄，而伽师瓜皮果胶的红色较高，色泽偏暗，呈现深黄色，这可能是由于在提取伽师瓜皮果胶过程中含有较多的杂质；伽师瓜皮果胶的L*值大于商品果胶，说明伽师瓜皮果胶的亮度比商品果胶的好。

2.4果胶溶解度结果分析

伽师瓜皮果胶溶解度的影响见图1。

图1　伽师瓜皮果胶溶解度的影响

由图1可知，当pH值在4～6时，溶解度上升明显；继续增加pH值，溶解度变化不明显，总体变化范围不大，溶解度在80%～95%范围。

2.5影响伽师瓜皮果胶成品黏度因素的研究

2.5.1温度对伽师瓜皮果胶黏度的影响

温度对伽师瓜皮果胶黏度的影响见图2。

由图2可知，随温度的升高伽师瓜皮果胶黏度呈现下降趋势。由于温度的升高，果胶分子内能增加，热运动增加到一定程度，分子间斥力增加，电离度减少，导致黏度减小。

2.5.2果胶质量分数对伽师瓜皮果胶黏度的影响

果胶质量分数对伽师瓜皮果胶黏度的影响见图3。

图2　温度对伽师瓜皮果胶黏度的影响

图3　果胶质量分数对伽师瓜皮果胶黏度的影响

由图3可知，伽师瓜皮果胶黏度随着果胶质量分数的升高而增大。由于随着果胶溶液质量分数的增加，大分子数量增加，分子间联合和缠结程度较大增加，溶液黏度急剧变大。

2.5.3蔗糖添加量对伽师瓜皮果胶黏度影响

蔗糖添加量对伽师瓜皮果胶黏度的影响见图4。

图4　蔗糖添加量对伽师瓜皮果胶黏度的影响

由图4可知，伽师瓜皮果胶黏度随着蔗糖添加量的增加而增大。在5%～25%范围内，随蔗糖添加量的增加，黏度上升不明显，其黏度升高了2.20 mPa·s；在25%～45%范围内，随蔗糖添加量的增加，黏度上升明显，其黏度升高了12.00 mPa·s。由于蔗糖与果胶竞争水分子，导致果胶分子脱水结合。

2.5.4柠檬酸添加量对伽师瓜皮果胶黏度的影响

柠檬酸添加量对伽师瓜皮果胶黏度的影响见图5。

由图5可知，伽师瓜皮果胶黏度随着柠檬酸添加量的增加而降低。由于柠檬酸添加量的增加酸度增强，抑制了果胶分子的电离，使果胶分子间作用力减弱，黏度也随之下降。

2.5.5氯化钠添加量对伽师瓜皮果胶黏度的影响

氯化钠添加量对伽师瓜皮果胶黏度的影响见图6。

图5　柠檬酸添加量对伽师瓜皮果胶黏度的影响

图6　氯化钠添加量对伽师瓜皮果胶黏度的影响

由图6可知，伽师瓜皮果胶的黏度随着氯化钠添加量的增加呈下降趋势。由于溶液的离子强度随着溶液中氯化钠添加量的增加而增加，从而减小了果胶酸的电离度，同时黏度也随之减小。

2.6伽师瓜皮果胶热稳定的结果分析

处理时间对伽师瓜皮果胶液黏度的影响见图7。

图7　处理时间对伽师瓜皮果胶液黏度的影响

由图7可知，在0～2 min范围内，黏度迅速下降明显，随着处理时间的延长，黏度缓慢下降；在4～12 min范围内，黏度下降趋于缓慢。这主要是因为初始阶段短时间的热力作用破坏了果胶链之间的交联作用，而后阶段的热力作用对果胶链自身的结构影响不是很大，因而黏度变化也就不是很明显。

2.7伽师瓜皮果胶耐酸性的结果分析

pH值对伽师瓜皮果胶液黏度的影响见图8。

由图8可知，伽师瓜皮果胶黏度呈现出先上升后继续下降趋势。在pH值3～5范围内，随pH值的增加黏度下降明显；当pH值为3时，伽师瓜皮果胶溶液的黏度值最高。因在低pH值条件下，果胶分子中的半乳糖醛酸基团电离受到抑制，分子间的氢键结合增强，分子团体积增大，从而导致溶液黏度升高；当pH值为5～7时，pH值对伽师瓜皮果胶液黏度的影响较为平稳；pH值继续增大至11时，伽师瓜皮果胶溶液的黏度呈下降趋势。因为pH值呈碱性时，黏度呈下降趋势。这显然与果胶的分子结构有关，说明伽师瓜皮果胶在酸性环境下稳定性良好。

图8　pH值对伽师瓜皮果胶液黏度的影响

3　结论

对前期试验所得的伽师瓜皮果胶粉和商品果胶理化性质进行测定，测得伽师瓜皮果胶酯化度为53.46%（属于高酯果胶），伽师瓜皮果胶干燥失质量为7.13%，灰分为4.74%，pH值为3.47均符合QB 2484—2000标准；伽师瓜皮果胶的亮度比商品果胶好，颜色红色较高，色泽偏暗，呈现深黄色；伽师瓜皮果胶溶解性受pH值的影响不明显；伽师瓜皮果胶的热稳定性较好，黏度下降趋于缓慢，黏度变化不明显；伽师瓜皮果胶耐酸性较好，在酸性环境下黏度变化不明显。伽师瓜皮果胶黏度随温度升高而降低；随着柠檬酸和氯化钠添加量增加而降低，呈负相关性；黏度随伽师瓜皮果胶质量分数和蔗糖添加量增加而升高，呈正相关性。

参考文献：

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［9］胡忠，蓝平，周桂，等.果胶溶液黏度的研究［J］.广西民族学院学报，1995（2）：6-8.

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

中图分类号：TS205.9

文献标志码：A

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

文章编号：1671-9646（2016）05b-0005-04

收稿日期：2016-02-18

作者简介：俞雅琼（1981—），女，硕士，助教，研究方向为食品科学与西式面点。