劉江，雷激，張俊，胡玲

(西華大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，四川 成都,610039)

果膠是一種大分子酸性多糖，其理化特性、流變性質(zhì)和乳化特性是食品加工過(guò)程中極其重要的特性[1]。檸檬皮渣是檸檬加工的主要副產(chǎn)物，其干基中果膠含量可達(dá)30%，與其他種類(lèi)的果膠相比，其膠凝性強(qiáng)，酯化度高，分子量大，是一種較好的天然果膠來(lái)源[2-3]；且檸檬果膠是一種黏性食品膠，具有良好的乳化性[4]。

果膠的提取方法主要有酸法提取(traditional acid extraction，TAE)、酶法提取(enzyme extraction，EE)、微波法輔助提取(microwave assisted extraction，MAE)、超高壓法輔助提取(ultra-high pressure assisted extraction，UHPAE)及超聲波法輔助提取(ultrasound assisted extraction，UAE)[4]。研究表明，不同方式提取的果膠具有不同的性質(zhì)特性，所得果膠在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用領(lǐng)域也不同[5-6]。因此，研究不同提取方式對(duì)檸檬果膠特性的影響可在一定程度上擴(kuò)大果膠的應(yīng)用?；诖?，本研究主要探討了5種不同的提取方式對(duì)檸檬果膠理化特性、流變特性和乳化特性的影響，并與商品檸檬果膠(commercial lemon pectin，CLP)比較，以期為拓展檸檬果膠在食品行業(yè)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

干燥檸檬皮渣：自制，制備方法見(jiàn)參考文獻(xiàn)[7]；D-半乳糖醛酸(91510-62-2)，分析純，美國(guó)Sigma公司；咔唑試劑(86-74-8)，上海展云化工有限公司；白砂糖，眉山市新紀(jì)元食品有限公司；商品檸檬果膠，安德利集團(tuán)有限公司；食品級(jí)纖維素酶(酶活400 U/g)，和氏璧生物科技有限公司；無(wú)水乙醇、碳酸鈉溶液、濃硫酸(95%～98%)、乙二胺四乙酸(EDTA)、檸檬酸、95%(體積分?jǐn)?shù))乙醇、酚酞、氫氧化鈉，分析純，成都市科龍化工試劑廠(chǎng)。

1.2 儀器與設(shè)備

Triowin橙子榨汁機(jī)，上海沃迪智能裝備股份有限公司；TB-214電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；SHZ-DIII旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，北京普瑞奇科技股份有限公司；PHS-320 pH計(jì)，上海霄盛有限公司；SFG-02.400電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，黃石市恒豐醫(yī)療器械有限公司；SpectraMax?i3x酶標(biāo)儀，美谷分子儀器(上海)有限公司；TD-5M低速離心機(jī)，四川蜀科儀器有限公司；JYD-L超聲波細(xì)胞粉碎儀，上海般諾生物科技有限公司；MOOEL超高壓設(shè)備，上海沃迪智能裝備股份有限公司；FY-10型微波萃取儀，上海越眾儀器設(shè)備有限公司；Nicolet Is 50傅立葉變換紅外光譜儀，上海力晶科學(xué)儀器有限公司；MCR xx2流變儀，奧地利安東帕(中國(guó))有限公司；Malvern Zetasizer Nano ZS激光粒度儀，英國(guó)Malvern儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

檸檬干渣過(guò)篩(去除小于1 mm顆粒)→5種提取果膠工藝(詳見(jiàn)1.3.2.1～1.3.2.5；都以0.05 mol/L EDTA為提取溶劑，0.5 mol/L檸檬酸調(diào)節(jié)pH)→1 500 r/min下離心20 min收集上清液→濾渣用蒸餾水洗滌→60 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至原體積1/2→2倍體積的95%(體積分?jǐn)?shù))乙醇沉淀45 min并用無(wú)水乙醇洗滌3次→60 ℃干燥果膠→粉碎→果膠成品

1.3.2 提取方法

以果膠得率為指標(biāo)，在預(yù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上得到5種不同提取方式的最佳提取工藝參數(shù)，如下所述：

1.3.2.1 TAE果膠工藝

料液比1∶20(g∶mL)，pH 1.8，80 ℃提取150 min，其他步驟條件同1.3.1。

1.3.2.2 EE果膠工藝

料液比1∶20(g∶mL)，pH 5.5，纖維素酶加酶量0.8%(質(zhì)量濃度)，53 ℃酶解110 min，其他步驟條件同1.3.1。

1.3.2.3 MAE果膠工藝

料液比1∶22(g∶mL)，pH 2.3，在功率密度為320 W/g下提取8 min，其他步驟條件同1.3.1。

1.3.2.4 UHPAE果膠工藝

料液比1∶18(g∶mL)，pH 2.3，350 MPa保壓17 min，其他步驟條件同1.3.1。

1.3.2.5 UAE果膠工藝

料液比1∶18(g∶mL)，pH 2.3，350 W/g提取33 min，其他步驟條件同1.3.1。

1.4 試驗(yàn)指標(biāo)及測(cè)定方法

1.4.1 檸檬干渣果膠得率

檸檬干渣果膠得率的測(cè)定采用重量法[8]，果膠得率按公式(1)計(jì)算：

(1)

式中：P，果膠得率，%；m，干燥后得到的果膠的質(zhì)量，g；W，樣品檸檬干渣的質(zhì)量，g。

1.4.2 果膠酯化度測(cè)定

采用滴定法[9]進(jìn)行，按公式(2)計(jì)算：

(2)

式中：V1，樣品的初始滴定體積，mL；V2，樣品溶液的皂化滴定體積，mL。

1.4.3 果膠半乳糖醛酸含量測(cè)定

采用硫酸咔唑比色法[10]進(jìn)行。按公式(3)計(jì)算：

(3)

式中：E，從標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)中查得的半乳糖醛酸質(zhì)量濃度，μg/mL。

1.4.4 果膠分子質(zhì)量測(cè)定

采用凝膠色譜法測(cè)定果膠分子質(zhì)量。色譜儀器：Waters 515液相色譜泵，Waters 2410示差檢測(cè)器，Waters Ultrahyrdogel Linear凝膠色譜柱(300 mm×7.8 mm)，Waters凝膠色譜專(zhuān)用軟件；色譜條件：0.2 mol/L NaNO3，柱溫40 ℃，流速0.60 mL/min，分子質(zhì)量對(duì)照品為窄分布的葡聚糖(分子質(zhì)量范圍2 500～5 348 000 Dc)；樣品處理：稱(chēng)取10 mg果膠樣品，加2 mL 0.2 mol/L NaNO3溶解，用0.45 μm針筒式濾膜過(guò)濾得樣品溶液，窄分布葡聚糖對(duì)照品溶液用同樣方法配制；分子質(zhì)量計(jì)算：利用凝膠色譜專(zhuān)用軟件計(jì)算樣品的分子質(zhì)量。

1.4.5 果膠的結(jié)構(gòu)測(cè)定

利用Nicolet Is 50傅立葉變換紅外光譜儀對(duì)樣品進(jìn)行紅外測(cè)定。把果膠與KBr以質(zhì)量比1∶25混合研磨壓片制樣，在400～4 000 cm-1范圍內(nèi)掃描。掃描64次，分辨率4 cm-1。利用Ominic 3.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理[11]。

1.4.6 果膠溶液流變性質(zhì)測(cè)試

將不同提取方式的檸檬果膠樣品溶解在去離子水中，使用磁力攪拌器攪拌，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠溶液。采用安東帕RheoCompass流變儀測(cè)定果膠流變性，每次測(cè)量之前，使樣品平衡2 min，所有試驗(yàn)至少進(jìn)行3次重復(fù)。

1.4.6.1 果膠溶液穩(wěn)態(tài)剪切測(cè)試[12-13]

選用同軸圓筒，使樣品剛好淹沒(méi)圓筒內(nèi)劃線(xiàn)，轉(zhuǎn)子下降后樣品剛好覆蓋其表面。剪切速率0.001～10 s-1，溫度25 ℃，測(cè)定樣品的表觀(guān)黏度隨剪切速率的變化。采用Power law模型對(duì)流變曲線(xiàn)進(jìn)行擬合，模型公式如公式(4)所示:

σ=kεn

(4)

其中:σ,剪切應(yīng)力;ε,剪切速率，s-1；k,黏性系數(shù);n為流動(dòng)特性指數(shù)，表示流體偏離牛頓流體的程度，當(dāng)n=1，流體為牛頓流體，當(dāng)n>1，流體為脹塑性流體，當(dāng)n<1，流體為假塑性流體。設(shè)ηa=kεn-1，則模型公式變?yōu)棣?ηaε，ηa被稱(chēng)為表觀(guān)黏度，即測(cè)定值中的k。

1.4.6.2 果膠溶液動(dòng)態(tài)黏彈性測(cè)試[14]

振幅掃描：固定頻率1 Hz，溫度25 ℃，在0.01%～100%范圍進(jìn)行應(yīng)變掃描以確定線(xiàn)性黏彈區(qū)(linear viscoelastic region, LVR)。

由預(yù)試驗(yàn)結(jié)果可知，為保證測(cè)定過(guò)程中所有果膠樣品均在線(xiàn)性黏彈區(qū)內(nèi)，選擇1%作為應(yīng)變掃描值。在溫度25 ℃，角頻率范圍為0.1～100 rad/s時(shí)進(jìn)行頻率掃描測(cè)試。此試驗(yàn)選擇直徑為40 mm的P50平板。記錄貯藏模量G′和損耗模量G″。

1.4.7 果膠溶液乳化性質(zhì)測(cè)定[15]

果膠乳化性主要從乳化穩(wěn)定性(emulsifying stability，ES)、乳化活性(emulsifying activity，EA)、乳液粒徑及Zeta電位等方面進(jìn)行表征。向質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的20 g果膠溶液中加入15 g精制大豆油，攪拌混合，用FJ200-S高速均質(zhì)機(jī)以10 000 r/min均質(zhì)3次3 min(1 min/次)制備果膠乳化液。

1.4.7.1 果膠乳液粒徑測(cè)定[16]

將制備好的乳液吸取2 mL于Malvern Zetasizer Nano ZS激光粒度儀比色皿中，測(cè)定乳化液粒徑(volume mean diameter，D4,3)。每個(gè)樣品平行3次。乳液水平放置在4 ℃冰箱中，觀(guān)察儲(chǔ)藏0、1、3、5、7 d后的乳液的穩(wěn)定情況。

1.4.7.2 果膠乳液Zeta電位[14]

基于經(jīng)典動(dòng)態(tài)光散射理論，使用Malvern Zetasizer Nano ZS激光粒度儀Zeta potential模式測(cè)量檸檬果膠乳液的Zeta電位。為避免多重散射效應(yīng)，將1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))乳化果膠溶液稀釋100倍，調(diào)節(jié)果膠溶液pH分別為 3、4、5、6、7，在25 ℃測(cè)定其電位。

1.4.7.3 果膠乳化活性及乳化穩(wěn)定性[17-18]

當(dāng)乳化液制備好后，0 min和10 min時(shí)分別從底部吸取1 mL乳化液于250 mL燒杯中，將乳液稀釋90倍(每次稀釋10倍)，以0.1%(質(zhì)量濃度)SDS溶液為空白，振蕩均勻后在500 nm下測(cè)定吸光值。果膠EA及ES分別按公式(5)、公式(6)計(jì)算：

(5)

(6)

式中：EA，乳化活性，m2/g；ES，乳化穩(wěn)定性，min；A0和A10，分別代表0 min和10 min時(shí)乳化液的吸光值；V，稀釋倍數(shù)(90)；L，比色皿的寬度(1 cm)；φ，乳化液中油的體積分?jǐn)?shù)，在本試驗(yàn)中油相占3/7；C，果膠溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，1%。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS 21.0 對(duì)均值進(jìn)行單因素ANOVA分析和最小顯著差數(shù)法(LSD)多重比較，P<0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用Origin 8.5進(jìn)行統(tǒng)計(jì)圖形的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取方法對(duì)檸檬果膠得率的影響

不同提取方式對(duì)果膠得率的影響如圖1所示，通過(guò)方差分析顯示通過(guò)5種不同提取方式得到的檸檬果膠得率差異顯著(P<0.05)。MAE果膠得率最高為25.02%，UAE和UHPAE其次，分別是24.04%、23.76%，EE果膠得率為20.41%，TAE果膠得率最低為17.54%，這可能是由于MAE、UHPAE、UAE和EE對(duì)檸檬皮渣細(xì)胞壁的分解程度大，使得細(xì)胞破裂從而更多的多糖等物質(zhì)被分解出來(lái)，所得果膠得率高。

圖1 提取方式對(duì)檸檬果膠得率的影響Fig.1 Effects of extraction methods on the yield of pectin注：相鄰字母表示P<0.05；相間字母表示P<0.01。下同。

2.2 提取方式對(duì)檸檬果膠酯化度的影響

圖2 提取方式對(duì)檸檬果膠酯化度的影響Fig.2 Effects of extraction methods on esterification degree of pectin

酯化度是指果膠主鏈上聚半乳糖醛酸被甲酯化的程度，是果膠的一個(gè)重要功能指標(biāo)[3]，對(duì)果膠的溶解性、凝膠特性等影響很大。由圖2可知，不同方法提取的果膠酯化度均大于50%，屬于高甲氧基果膠，且不同提取方式得到的檸檬果膠酯化度差異顯著(P<0.05)。5種方法提取的果膠酯化度值均大于CLP果膠。不同提取方法中，TAE得到的果膠酯化度最高，EE和MAE其次，UAE和UHPAE最低。高的DE可以允許果膠在較高的pH條件下形成凝膠，可以顯著降低凝膠類(lèi)食品的酸度，這對(duì)凝膠食品有重要意義[5]。

2.3 提取方式對(duì)檸檬果膠半乳糖醛酸含量的影響

半乳糖醛酸的回歸方程為：y=0.004 5x-0.003 8，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 1，半乳糖醛酸呈良好的線(xiàn)性關(guān)系，式中:y為所測(cè)溶液的吸光度值；x為溶液中果膠的濃度(μg/mL)。

由圖3可知，不同提取方法總半乳糖醛酸含量≥65%，符合GB 25533—2010的要求，EE果膠半乳糖醛酸含量最低為80.51%，與其他果膠半乳糖醛酸含量相比差異性顯著(P<0.05)，而商品果膠和其他4種果膠不存在顯著性差異。張曉陽(yáng)等[10]使用微波法、水浴法、食用菌發(fā)酵法和超高壓法提取胡蘿卜渣中的果膠，發(fā)現(xiàn)4種方法提取所得果膠的半乳糖醛酸含量均無(wú)顯著差異，與本試驗(yàn)結(jié)果類(lèi)似。萬(wàn)國(guó)福等[19]采用酸提法提取檸檬皮渣中果膠，并測(cè)得其半乳糖醛酸含量為66.92%，低于本試驗(yàn)所得含量。

圖3 提取方式對(duì)檸檬果膠半乳糖醛酸的影響Fig.3 Effects of extraction methods on galacturonic acid of lemon pectin

2.4 提取方式對(duì)檸檬果膠分子質(zhì)量的影響

果膠分子質(zhì)量是影響果膠特性的一個(gè)重要因素，分子質(zhì)量的差異不僅影響果膠的物理特性，還對(duì)果膠在體內(nèi)的吸收分布以及與其他分子間的相互作用模式產(chǎn)生影響[10]。如圖4所示，不同提取方法所得的果膠分子質(zhì)量差異顯著(P<0.05)。CLP、TAE、EE、MAE、UHPAE和UAE果膠均分子質(zhì)量分別是1.38×105、1.46×105、2.04×105、2.85×105、3.67×105、2.47×105Da，5種方法提取的果膠分子質(zhì)量均大于CLP。UHPAE果膠分子質(zhì)量最大，MAE果膠其次，EE果膠和UAE果膠分子質(zhì)量次于MAE，TAE果膠和CLP分子質(zhì)量最小，可能是因?yàn)門(mén)AE過(guò)程中時(shí)間長(zhǎng)、溫度高，果膠分子發(fā)生部分降解，使得到果膠分子質(zhì)量降低，這與YAPO等[20]研究的不同提取條件對(duì)甜菜果膠性質(zhì)研究結(jié)論基本一致。在實(shí)際加工生產(chǎn)中，可以根據(jù)果膠的特性用途選擇提取方式，例如生產(chǎn)果凍或果醬的企業(yè)可選擇經(jīng)UHPAE或MAE提取的分子質(zhì)量大的果膠作為增稠劑或膠凝劑，形成具有一定彈性和口感的產(chǎn)品。

圖4 提取方式對(duì)檸檬果膠分子量的影響Fig.4 Effects of extraction methods on molecular weight of lemon pectin

2.5 檸檬果膠紅外光譜分析

1-TAE；2-CLP；3-EE；4-MAE；5-UAE；6-UHPAE圖5 經(jīng)不同提取方法提取的檸檬果膠的傅立葉紅外光譜圖Fig.5 FTIR of lemon pectin extracted by different extraction methods

從圖5傅里葉紅外光譜圖(fourier transform infrared spectrometry，F(xiàn)TIR)可知，幾種方式提取得到的果膠和CLP在紅外光譜圖中特征官能團(tuán)對(duì)應(yīng)的波數(shù)基本相同，只是指紋區(qū)略有差異，說(shuō)明不同提取方法不會(huì)對(duì)提取的果膠結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，這一結(jié)果與趙光遠(yuǎn)等[21]報(bào)道的一致。

2.6 提取方法對(duì)果膠流變性的影響

2.6.1 提取方法對(duì)果膠穩(wěn)態(tài)剪切測(cè)試的影響

流變性是果膠的重要特性，流變學(xué)是在力的作用下研究物質(zhì)的流動(dòng)和變形。當(dāng)果膠被作為增稠劑或穩(wěn)定劑使用時(shí)，黏度是衡量果膠效果的一個(gè)重要指標(biāo)。如圖6所示，所有檸檬果膠溶液隨著剪切速率的增加表觀(guān)黏度降低，表現(xiàn)出剪切稀化行為，可能是由于高剪切速率使得果膠分子之間的空隙增大，分子鏈纏結(jié)數(shù)量減少，膠體的黏度降低[12]。平穩(wěn)時(shí)，表觀(guān)黏度由高到低分別為：MAE、UHPAE、UAE、EE、TAE、CLP，5種方法提取的果膠表觀(guān)黏度值均大于CLP。不同提取方法中，MAE果膠的表觀(guān)黏度最高，TAE果膠黏度最低，這可能是由于MAE果膠增加了組織細(xì)胞內(nèi)部能量，分子間彼此纏結(jié)，分子量增大，分子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)減弱，流體流動(dòng)困難，從而表現(xiàn)出較大的表觀(guān)黏度[13]；而TAE果膠由于長(zhǎng)時(shí)間高溫提取使果膠分子鏈斷裂，使得平均分子量最小，從而導(dǎo)致果膠表觀(guān)黏度低。

圖6 提取方法對(duì)檸檬果膠表觀(guān)黏度的影響Fig.6 Effects of extraction methods on apparent viscosity of lemon pectin

根據(jù)Power law對(duì)流變數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合，結(jié)果顯示預(yù)測(cè)值和試驗(yàn)值相關(guān)系數(shù)為0.982～0.998，表明Power law模型(公式4)對(duì)曲線(xiàn)有較高的擬合精度。由表1可知，不同提取方法的流動(dòng)特性指數(shù)n均小于1，檸檬果膠溶液為假塑性流體，不同提取方法中，MAE果膠的n值最小，流體表現(xiàn)出的假塑性最強(qiáng)，這與穩(wěn)態(tài)表觀(guān)黏度曲線(xiàn)的趨勢(shì)相對(duì)應(yīng)。

表1 不同提取方法檸檬果膠流變性模型擬合參數(shù)Table 1 Fitting parameters rheological model of lemon pectin by different extraction methods

注：K為表觀(guān)黏度，n為流體特征性指數(shù)，R2為方程擬合精度，RS為標(biāo)準(zhǔn)差，肩標(biāo)小寫(xiě)字母表示相鄰差異顯著P<0.05；相間差異顯著P<0.01。

2.6.2 提取方法對(duì)果膠動(dòng)態(tài)黏彈性測(cè)試的影響

凝膠體系的動(dòng)態(tài)黏彈性與其實(shí)際應(yīng)用性能直接相關(guān)。果膠是一種大分子多糖，具有黏彈特性(同時(shí)表現(xiàn)出固體和液體性質(zhì))[14]。貯能模量G′代表能量貯存而可恢復(fù)的彈性性質(zhì)，損耗模量G″代表體系的黏性性質(zhì)，G′和G″的交點(diǎn)定義了果膠形成凝膠或果膠彈性行為的開(kāi)始，是果膠具有較好黏彈特性的證明[22]。不同方法提取果膠溶液G′和G″由圖7所示，TAE和CLP的G′和G″無(wú)交集且G″>G′，說(shuō)明此時(shí)果膠的分子鏈纏繞較少屬于溶膠體系，彈性特性較弱，果膠主要表現(xiàn)為黏性；EE、MAE、UAE以及UHPAE的G′和G″均出現(xiàn)交集，說(shuō)明這幾種提取方法能增強(qiáng)果膠的凝膠性，可能是由于這幾種方法提取果膠過(guò)程中暴露了許多連接區(qū)，果膠鏈的相互作用更大，形成的交鏈系統(tǒng)更強(qiáng)，表現(xiàn)出一種典型的凝膠動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性[14]。

損耗正切值tanε為G″與G′比值，提供了彈性和黏性對(duì)系統(tǒng)的比較參數(shù)[22]。由圖8可知不同提取方法的tanε值都呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，當(dāng)G′ 1，果膠液主要表現(xiàn)為黏性；當(dāng)G′ >G″時(shí)，tanε<1，果膠液主要表現(xiàn)為彈性，表明流動(dòng)性減弱，凝膠強(qiáng)度增加[14]。CLP和TAE的tanε恒大于1，表現(xiàn)出黏性，而其他幾種提取體系隨角頻率增加tanε先小于1后大于1，表現(xiàn)出弱凝膠性，由于液滴被捕獲在弱凝膠結(jié)構(gòu)中，減緩了液滴的布朗運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)了液滴抵抗浮力及重力的能力，使得液滴穩(wěn)定地懸浮在體系中，具有貯藏穩(wěn)定性[23]。凝膠性強(qiáng)可改善食品體系的加工性能，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)所需果膠性能選擇合適的提取方式。

a-CLP;b-TAE;c-EE;d-MAE;e-UAE;f-UHPAE圖7 不同方法提取檸檬果膠的頻率掃描結(jié)果Fig.7 Frequency scanning results of different extraction methods of lemon pectin

圖8 提取方法對(duì)檸檬果膠損耗正切值的影響Fig.8 Effects of extraction methods on tangent value of lemon pectin

2.7 提取方法對(duì)果膠乳化性的影響

2.7.1 提取方法對(duì)果膠乳液粒徑的影響

乳化粒徑大小是評(píng)價(jià)乳化液優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)，正常情況下，它與乳液的穩(wěn)定性呈現(xiàn)出良好的相關(guān)性。乳液粒徑越小，分布越均勻，乳液的穩(wěn)定性越好[24]。如圖9所示，不同方法提取的果膠對(duì)乳化液粒徑有顯著差異(P<0.05)。粒徑排序?yàn)椋篊LP>TAE>EE>UAE>UHPAE≥MAE，可能是由于MAE和UHPAE中果膠中性糖側(cè)鏈多，使得果膠分子在油滴表面形成水合層厚度較高，從而產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)，導(dǎo)致果膠粒徑小。在工業(yè)生產(chǎn)中，可以通過(guò)改變提取方式來(lái)降低乳液粒徑，提高乳液的穩(wěn)定性。此外，乳化液儲(chǔ)放1～7 d后，乳化液粒徑均增大，這可能是由于制備的乳液隨著保存時(shí)間的延長(zhǎng)，乳液液滴彼此之間發(fā)生聚集作用和重力沉降[16]，形成大顆粒的液滴，乳液粒徑增大?？傮w而言，CLP、TAE、EE、MAE、UHPAE、UAE儲(chǔ)放7 d后,D4，3變化分別為1.649、1.561、1.245、0.539、0.778、0.900 μm，CLP粒徑變化大于5種方法提取果膠的變化，其穩(wěn)定性最差，MAE粒徑變化最小，其穩(wěn)定性最好。

圖9 不同提取方法下果膠乳液粒徑Fig.9 Effects of different extraction methods on particle size of pectin emulsion

2.7.2 提取方法對(duì)果膠乳化液Zeta電位影響

Zeta電位是指乳液中分散液滴表面與連續(xù)相內(nèi)部的電位差，通常用于表征乳液體系的穩(wěn)定性[17]。檸檬果膠是一種陰離子酸性多糖帶負(fù)電，所測(cè)定的乳液的電位為負(fù)值，pH值變化導(dǎo)致果膠帶電荷數(shù)量的不同，進(jìn)而影響了乳化顆粒帶電荷數(shù)量[18]。如表2所示，隨著pH增加，各樣品果膠溶液的Zeta電位變化趨勢(shì)大體相同，即Zeta電位絕對(duì)值先增加后保持恒定，pH 3時(shí)各樣品Zeta電位最小。總體來(lái)看，CLP乳液電位絕對(duì)值最??；MAE、UHPAE、UAE乳液電位絕對(duì)值大。這可能是因?yàn)镸AE、UHPAE、UAE提高了果膠電離程度，使得乳化液液滴表面能夠吸附溶液中帶負(fù)電荷分子，電位值的絕對(duì)值增大，相互之間產(chǎn)生的作用力強(qiáng)，乳液穩(wěn)定高[25]。不同提取方式對(duì)檸檬果膠乳液的Zeta電位有顯著影響，這與對(duì)果膠乳液粒徑影響結(jié)果一致。

表2 不同提取方法檸檬果膠在不同pH值下Zeta電位的影響Table 2 Effects of zeta potential of lemon pectin by different extraction methods at different pH values

注：肩標(biāo)小寫(xiě)字母表示各同列差異顯著P<0.05，大寫(xiě)字母表示同行差異顯著P<0.05。

2.7.3 不同提取方法對(duì)果膠穩(wěn)定性的影響

果膠是一種天然的具有乳化能力的物質(zhì)，與阿拉伯膠等乳化劑相比，果膠分子中帶有的乙酰基能夠增強(qiáng)疏水作用力，有效降低界面張力，低濃度的果膠就能形成較為穩(wěn)定的乳液[17]。如圖10所示，不同提取方法提取的果膠乳化液的EA差異顯著(P<0.05)，CLP的EA最小，UHPAE和MAE的EA最大，這可能是因?yàn)镸AE和UHPAE提取對(duì)果膠中性糖側(cè)鏈破壞小，表現(xiàn)出的活性大，得到的果膠穩(wěn)定性高[15]。從ES分析可知，所有樣品溶液ES均大于100 min，具有良好的穩(wěn)定性，但CLP溶液穩(wěn)定性顯著低于5種提取方式得到的果膠(P<0.05)。這與上述果膠乳液粒徑影響結(jié)果一致，在實(shí)際應(yīng)用中可以通過(guò)改變果膠的提取方式來(lái)提高乳化穩(wěn)定性，從而獲得乳化性能較好的果膠。

圖10 不同提取方式檸檬果膠的乳化活性及穩(wěn)定性Fig.10 EA and ES of lemon pectin extracted by different methods注：不同大寫(xiě)字母表示乳化活性具有顯著性差異(P<0.05)，不同小寫(xiě)字母表示乳化穩(wěn)定性具有顯著性差異(P<0.05)。

3 結(jié)論

不同提取方式對(duì)檸檬果膠特性有顯著影響(P<0.05)。MAE果膠得率(25.02%)最高，UHPAE果膠分子質(zhì)量最高(3.67×105Da)；所有果膠半乳糖醛酸含量均高于80%，超過(guò)國(guó)標(biāo)65%的要求；酯化度均大于50%，檸檬果膠屬于高甲氧基果膠；FTIR顯示，不同方法提取的果膠均具有果膠的特征官能團(tuán)，說(shuō)明不同提取方法不會(huì)對(duì)果膠結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響；不同方法所得的果膠中，MAE、UHPAE、UAE及EE隨角頻率增加tanε先小于1后大于1，表現(xiàn)出弱凝膠性，具有貯藏穩(wěn)定性；果膠的表觀(guān)黏度、粒徑、Zeta電位及乳化穩(wěn)定性等的大小具有相同的順序：MAE>UHPAE>UAE>EE>TAE>CLP，即5種提取方法得到的果膠流變及乳化特性均高于商品果膠，且其它4種提取方法所得果膠又好于酸法，說(shuō)明在傳統(tǒng)酸提取基礎(chǔ)進(jìn)行上改進(jìn)，采用一定的現(xiàn)代技術(shù)輔助酸法提取檸檬果膠有助于提高其的理化性、流變性和乳化特性，這為研究不同方法提取檸檬果膠在食品工業(yè)中的進(jìn)一步應(yīng)用提供了一定基礎(chǔ)。