甜菜果胶结构-乳化性关系及油水界面吸附行为的研究

发布时间：2020-06-01 03:17

【摘要】：甜菜果胶与苹果、橘皮果胶相比具有较高含量的蛋白质、阿魏酸与乙酰基团,具有较好的乳化特性。本文通过顺序提取甜菜果胶,探究果胶油水界面吸附行为,评价分子中各组分对乳化特性的影响,主要研究内容和结论如下:1、顺序提取甜菜果胶:对甜菜粕依次用0.5%草酸铵提取2次(OEP1,OEP2)、pH=1.5硫酸溶液提取4次(AEP1-AEP4),研究所得果胶的分子结构与乳化特性。研究发现,酸法提取果胶与螯合剂提取果胶蛋白质、阿魏酸含量与氨基酸的组成有显著差异;OEP1样品中疏水性蛋白质、阿魏酸等组分较少,乳液的稳定性较差,而AEP1-AEP4能够很好的稳定乳液体系。特别是AEP2-4浓度为1.5%时,乳液在30°C条件下放置28天粒径无显著变化,表现出良好的稳定性。研究结果表明,提取溶剂和方式能够影响所得果胶的组成和结构,影响果胶在界面上的吸附行为。2、甜菜果胶吸附行为的研究:选取AEP1、AEP3(由于AEP2-4乳化效果差别不显著,选取AEP3为样品果胶,进行深入研究)、甜菜粕用硫酸连续提取3h所得果胶(AEP3h)及商品果胶C-SBP为研究对象,探究果胶吸附行为。对比四种果胶溶液(1.5%w/w)动态吸附,发现AEP3h的吸附速度最快并能够达到最低的界面张力,C-SBP的吸附速度最慢;但AEP3h果胶制备乳液稳定性较差,AEP3、C-SBP果胶样品制备乳液稳定性较好;在含有1.5%的果胶乳液体系中,AEP1、AEP3、AEP3h及C-SBP吸附在油滴界面上的果胶浓度分别为1.49、1.55、1.66、2.94 mg/m~2;吸附的阿魏酸浓度分别为5.15、7.90、5.95、11.62μg/m~2;吸附蛋白质浓度分别为0.08、0.08、0.08、0.06 mg/m~2。综合研究结果表明,影响果胶吸附行的因素与果胶的分子结构有关,糖蛋白结构更能够稳固的吸附在油滴表面,保持乳液油滴的稳定。3、油滴界面吸附果胶的制备与结构研究:从乳液体系(含0.5%W-SBP w/w)中分离制备出易吸附果胶组分(A-SBP)与不易吸附果胶组分(N-SBP)。研究发现A-SBP蛋白质含量为11%,此外A-SBP还含有较高的中性糖、阿魏酸与最大的分子量;果胶(Ara+Gal)与Rha的摩尔比分别为2.69(A-SBP),2.98(W-SBP)和3.37(N-SBP),因此A-SBP有最适于乳化特性的侧链长度;W-SBP与A-SBP的氨基酸组成相同,但A-SBP中疏水性氨基酸占比更高;原子力显微镜的形态学研究发现A-SBP多呈现蝌蚪状和短棒状,而N-SBP多呈现线状和球状;N-SBP的乳化特性较差,A-SBP乳化活性与乳化稳定性较好。研究结果表明蛋白质、阿魏酸的含量、分子量、RG-I链长度与氨基酸组成影响果胶的乳化特性。4、阿魏酸与甜菜果胶在水包油乳液体系的协同乳化:分别选取甜菜果胶、苹果、橘皮为研究对象,研究果胶与阿魏酸混合溶液的乳化特性。阿魏酸果胶混合水溶液的荧光光谱研究表明阿魏酸与果胶之间存在疏水性相互作用力;当果胶(0.5%w/w)溶液中加入阿魏酸,能够显著降低油水界面张力;含有0.2%阿魏酸的乳液体系中,阿魏酸在油滴界面上的吸附量分别为6.44 mg/m~2(AP),8.04mg/m~2(CP)和0.67 mg/m~2(SBP);添加阿魏酸能够显著提高乳液在高温条件下的稳定性。以上研究结果表明,添加阿魏酸能够显著提高果胶的乳化活性与稳定性。
【图文】：

第一章 绪论第一章 绪论1.1 果胶简述如图 1-1 所示，果胶是植物细胞壁中结构复杂的一种多糖，在植物细胞的生长、分裂过程中对细胞有一定的缓冲保护作用[1]，同时也是细胞壁纤维素构架的水合剂和黏合剂[2]，其含量会由于原料或组织部位的不同而有所差异。由于果胶具有较好的功能特性，能够用来生产可食用生物降解膜、黏合剂、增塑剂、药物递送载体等产品[1]。果胶也是一种膳食纤维，能够降低胆固醇、血糖，降低癌症发病率，增强身体免疫体系[3, 4]，具有广阔的应用前景，成为近年来的研究热点。

RG-Ⅱ结构占 10%[14]。RG-Ⅱ分子结构是 RG-Ⅰ结构的延伸，侧链通常为杂多糖组成。如图1-2 所示，整个分子构成可分为平滑区（HG、XGA）和毛发区（主要为 RG-Ⅰ型）[1]。平滑区 HG 链主要由大约 200 个半乳糖醛酸单元通过 α-1,4 糖苷键相连而成的结构。毛发区由主链和支链组成，主链主要由半乳糖醛酸与鼠李糖交替相连而成，支链部分主要是由葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、木糖等中性糖组成，部分阿拉伯糖和半乳糖残基末端上连接有蛋白质和阿魏酸。另有文献报道果胶分子由 HG、RG-Ⅰ两种结构以“二嵌段”的方式组成主链结构，其他结构如芹菜糖半乳糖醛酸链（AGA）、阿拉伯聚糖链（ARA）等以不同的方式与主链结构相连，，连接方式会因为物种、生长环境的差异而不同[15]。K.Alba 提出果胶分子的其他结构模型，如图 1-3 所示。由于果胶结构比较复杂，对果胶特定的结构尚存争议，需要更进一步的研究。图 1-2 果胶分子结构[16]Fig.1-2 Schematic structure of pectin
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS201.2

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本文编号：2690886