陳金鳳，楊富民，張盛貴，崔彥利

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州 730070）

果膠是高等植物的初生細(xì)胞壁和胞間層的重要構(gòu)成物質(zhì)[1]，廣泛存在于柑橘、蘋(píng)果和其他果蔬中。目前，商品化果膠的原材料主要有柑橘皮和蘋(píng)果渣等農(nóng)副產(chǎn)品，近年來(lái)，也出現(xiàn)了利用甜菜根和向日葵盤(pán)等原材料提取果膠。果膠的相對(duì)分子質(zhì)量在5～30 萬(wàn)左右，主要是一類以D-半乳糖醛酸（D-Galacturonic Acids）通過(guò)α-1,4-糖苷鍵連接構(gòu)成的酸性雜多糖，還包含一些中性糖，比如L-鼠李糖、L-阿拉伯糖和D-半乳糖等[2]。在食品工業(yè)中，果膠通常被作為重要的食品添加劑使用。果膠作為膠凝劑在果醬、果凍等產(chǎn)品的加工中起到不可或缺的作用[3]。同時(shí)，果膠還可以作為其他食品添加劑如增稠劑、穩(wěn)定劑和乳化劑等使用[4]。此外，果膠作為可溶性膳食纖維有助于人體腸道健康，同時(shí)還表現(xiàn)出其他的多種生理活性，如降血壓、改善膽固醇水平、抗癌細(xì)胞增長(zhǎng)等。因此，果膠也被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域[5]，現(xiàn)有的大量研究集中在利用果膠水凝膠載體對(duì)藥物成分進(jìn)行包封與遞送[6]。

果膠水凝膠與果膠最基本的指標(biāo)酯化度密切相關(guān)。根據(jù)酯化度可以將果膠分為低酯果膠和高酯果膠。低酯果膠可以在較寬的pH 值范圍（3.0～7.0）內(nèi)形成凝膠，但是必須添加二價(jià)或三價(jià)金屬離子（Ca2+、Mg2+和Zn2+等）[7]。高酯果膠形成凝膠的條件是強(qiáng)酸性環(huán)境（pH＜3.5）且添加高濃度的糖（＞65%，m/V）[8]。這些形成凝膠的條件在一定程度上限制了果膠的應(yīng)用。此外，無(wú)論是低酯果膠還是高酯果膠，在形成凝膠的過(guò)程中通常是依賴結(jié)合區(qū)形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用力主要是非共價(jià)鍵，如，離子鍵、氫鍵和疏水相互作用等[9]。由此看出天然果膠形成的凝膠屬于物理交聯(lián)凝膠，在應(yīng)用過(guò)程中存在一定的缺陷，如凝膠強(qiáng)度弱、韌性較差以及穩(wěn)定性較弱等[10]。針對(duì)這些問(wèn)題，對(duì)原果膠的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的修飾，以改善其固有的凝膠性能，從而制備凝膠性能良好的改性果膠水凝膠，使其能夠更好地應(yīng)用于食品和藥品領(lǐng)域成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。本文有針對(duì)性地整理了果膠改性的方法，總結(jié)了改性果膠水凝膠的構(gòu)建方式以及凝膠在食品藥品領(lǐng)域的應(yīng)用，以期為實(shí)現(xiàn)果膠水凝膠的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用提供參考依據(jù)。

1 果膠的改性方法

1.1 物理改性方法

物理改性方法主要是指利用壓力、溫度變化或者微波、超聲波等方式修飾果膠結(jié)構(gòu)的方法。相對(duì)于化學(xué)改性，物理改性具有無(wú)任何毒副作用的優(yōu)勢(shì)。孟凡磊等[11]發(fā)現(xiàn)熱改性和化學(xué)改性對(duì)石榴皮果膠酯化度和半乳糖醛酸含量的影響效果相當(dāng)，但化學(xué)改性果膠對(duì)DPPH 自由基清除率略高于熱改性果膠。Munarin 等[12]研究表明濕熱處理會(huì)降低果膠分子量，同時(shí)引起果膠自身流變學(xué)特性發(fā)生變化。Xie 等[13]研究發(fā)現(xiàn)高壓均質(zhì)和高靜水壓處理均能增加馬鈴薯皮果膠黏度，提高半乳糖醛酸含量，改善果膠的乳化性能。Chen 等[14]研究發(fā)現(xiàn)超聲處理可以提高覆盆子果膠中半乳糖醛酸含量和總酚含量，同時(shí)降低果膠的酯化度和中性糖含量。此外，還有研究表明超聲參數(shù)中單雙頻模式對(duì)果膠的流變學(xué)性能有很大的影響。相對(duì)于單頻處理模式，雙頻模式可以弱化果膠的類液體性質(zhì)和剪切變稀行為[15]。

1.2 化學(xué)改性方法

在果膠的不同改性方法中，化學(xué)改性方法是應(yīng)用最早且最廣泛的方法。常見(jiàn)的化學(xué)改性方法包括酸堿法、酰胺法和氧化法等。其中，酸堿法應(yīng)用最為廣泛，對(duì)改性機(jī)理的研究相對(duì)清楚。酸堿法機(jī)理主要包括β消除反應(yīng)、去酯反應(yīng)和中性糖脫除反應(yīng)[16]。吳莎極等[17]發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)pH 值能夠提高佛手皮果膠游離羧基含量從而降低酯化度，所制備的低酯果膠表現(xiàn)出良好的鎘離子吸附能力。也有研究表明酸堿法預(yù)處理果膠能夠大大提升果膠熱降解的效率[18]。利用果膠羧基發(fā)生酰胺化反應(yīng)可以制備酰胺化果膠，酰胺化改性通常需要添加能夠提高羧基反應(yīng)活性的催化劑，如碳二亞胺和N-羥基琥珀酰亞胺（EDC/NHS）的催化體系[19]。研究表明通過(guò)果膠半乳糖醛酸單元中羥基發(fā)生氧化反應(yīng)可以制備RG-I富集型果膠[20]，且該改性果膠在無(wú)糖條件下表現(xiàn)出形成凝膠的潛力。

1.3 生物改性方法

果膠的生物改性主要指的是酶法改性，具有安全、反應(yīng)條件溫和以及專一性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。酶法改性是改變果膠性質(zhì)、提高果膠功能的重要方法，Kastner 等[21]對(duì)比了酸法和酶法處理對(duì)天然柑橘高酯果膠吸水性能的影響，發(fā)現(xiàn)與酸法處理相比，酶處理能夠顯著提高果膠的吸水率。此外，酶法改性也可以改變果膠結(jié)構(gòu)，如借助漆酶將咖啡酸引入柑橘低酯果膠分子[22]。Cameron 等[23]利用果膠甲酯酶和限制性多聚半乳糖醛酸內(nèi)切酶先后處理果膠，成功獲取小分子量的寡聚果膠多糖。果膠的酶法脫酯主要是利用果膠甲酯酶通過(guò)水解或反式消去甲酯基和糖苷鍵來(lái)制備低酯果膠。大量研究表明，酶法脫酯不僅可以改善果膠的凝膠性能，還可以提高凝膠產(chǎn)品的品質(zhì)，如凝膠強(qiáng)度、彈性等[24]。

1.4 其他改性方法

隨著輻照技術(shù)的發(fā)展，研究者們開(kāi)始關(guān)注輻照處理對(duì)果膠結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的影響。與其他改性方法相比，輻照改性具有快捷、便利以及節(jié)約能源等優(yōu)勢(shì)。Dogan等[25]研究了不同輻照劑量（0～10 kGy）對(duì)果膠流變學(xué)特性的影響，發(fā)現(xiàn)隨著輻照劑量的增加，果膠的流動(dòng)性降低，表明可以用輻照處理方法保存果膠。王培等[26]發(fā)現(xiàn)輻照劑量對(duì)果膠的凝膠性能有很大影響，輻照劑量為10 kGy 時(shí)，隨著頻率的增加，果膠溶液能夠從非凝膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)。輻照劑量達(dá)到40 kGy 時(shí)，果膠不能形成凝膠。Zhang 等[27]研究發(fā)現(xiàn)20 kHz 超聲處理可以明顯降低果膠的分子量和粘度。

1.5 復(fù)合改性方法

近年來(lái)，研究學(xué)者不再局限于使用單一的方法處理果膠，而是嘗試將不同的處理方法結(jié)合起來(lái)，研究復(fù)合方法對(duì)果膠性能、生物學(xué)活性等方面的影響。研究表明高靜水壓結(jié)合酶法改性可以明顯改善果膠的乳化穩(wěn)定性和吸附性能[28]。牟方婷等[29]研究發(fā)現(xiàn)利用微波或超聲波結(jié)合酶法對(duì)果膠進(jìn)行改性，能夠使果膠主鏈和側(cè)鏈發(fā)生不同程度的斷裂，且復(fù)合改性方式可以提高半乳糖醛酸含量，同時(shí)改善果膠的功能特性。因此，復(fù)合改性在改善果膠凝膠性能以及提高改性效率方面都優(yōu)于單一方法改性，已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻窈蟾男怨z的重點(diǎn)研究方向。

2 改性果膠水凝膠的構(gòu)建

2.1 物理交聯(lián)構(gòu)建水凝膠

物理水凝膠是指通過(guò)氫鍵、疏水相互作用和靜電相互作用等交聯(lián)形成的水凝膠。吳香芝等[30]以不同種類的氨基酸（賴氨酸、甘氨酸和谷氨酸）為修飾劑制備了氨基酸/柑橘低酯果膠復(fù)合物，并研究了對(duì)氨基酸種類及NaCl 濃度對(duì)果膠/氨基酸凝膠強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明果膠/賴氨酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度最大，且凝膠儲(chǔ)能模量與NaCl 濃度密切相關(guān)，說(shuō)明靜電相互作用在低酯果膠/氨基酸復(fù)合物形成凝膠過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。Kunkit 等[31]首先利用果膠和雙（3-氨丙基）胺（APA）反應(yīng)制備改性果膠，發(fā)現(xiàn)該改性果膠可以在物理靜電作用下發(fā)生溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變，通過(guò)調(diào)控改性果膠的取代度及濃度制備不同性能的水凝膠，該水凝膠具有控釋?xiě)c大霉素的潛力，且所釋放的慶大霉素的抗菌活性不受水凝膠的影響。Norcino 等[32]研究發(fā)現(xiàn)利用銨根離子（NH3+）和羧酸根離子（COO-）可以在固相條件下發(fā)生離子交聯(lián)作用，動(dòng)態(tài)力學(xué)熱分析和流變分析證實(shí)殼聚糖與果膠比例為25:75 時(shí)，果膠-殼聚糖混合液可以從牛頓流體轉(zhuǎn)化為假塑性類凝膠體系，形成果膠-殼聚糖復(fù)合水凝膠。Jung 等[33]首先利用酶法制備低酯果膠，隨后對(duì)比了商業(yè)低酯果膠-鈣離子凝膠和酶法低酯果膠-鈣離子凝膠對(duì)吲哚美辛的荷載和控釋，發(fā)現(xiàn)與商業(yè)低酯果膠相比，酶法低酯果膠對(duì)吲哚美辛的荷載效率更高，同時(shí)釋放速率更低，表明酶法低酯果膠-鈣離子凝膠更適合于結(jié)腸藥物靶向控釋。

2.2 化學(xué)交聯(lián)構(gòu)建水凝膠

化學(xué)交聯(lián)構(gòu)建水凝膠是改性果膠凝膠形成的主要方式。與物理方式相比，化學(xué)交聯(lián)水凝膠的最大優(yōu)勢(shì)是基團(tuán)之間共價(jià)鍵的形成使得水凝膠具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性[34]。研究表明，可以利用氧化果膠與絲素蛋白發(fā)生希夫堿反應(yīng)（Schiff's Base Reaction）制備多糖-蛋白復(fù)合水凝膠，該復(fù)合凝膠呈現(xiàn)出致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以用于鹽酸萬(wàn)古霉素的持續(xù)釋放[35]。Amirian 等[36]利用水溶性酰胺化果膠和氧化殼聚糖發(fā)生希夫堿反應(yīng)（Schiff's Base Reaction）制備原位可注射水凝膠。發(fā)現(xiàn)不同含量的酰胺化果膠制備的水凝膠均表現(xiàn)出良好的溶脹性和生物相容性。Mishra 等[37]利用乙醇胺與果膠發(fā)生酰胺化反應(yīng)制備酰胺化果膠，再利用戊二醛交聯(lián)酰胺化果膠制備水凝膠，研究了水凝膠對(duì)水楊酸的控制釋放性能。發(fā)現(xiàn)水凝膠對(duì)水楊酸的控制釋放遵循Higuchian 模型。Wang 等[38]通過(guò)酰胺化反應(yīng)將谷氨酸、甘氨酸和賴氨酸分別引入果膠制備三種酰胺化果膠，研究表明甘氨酸-果膠和賴氨酸-果膠可以在氯化鈣的輔助下，其酰胺基團(tuán)的氨基酸殘基可以和其他活性基團(tuán)相互作用形成水凝膠。Eliyahu 等[39]首先分別制備了巰基化果膠和丙烯酸殼聚糖，創(chuàng)新性地利用巰基和丙烯酸酯發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)制備果膠-殼聚糖復(fù)合水凝膠，并對(duì)水凝膠的機(jī)械性能、溶脹性能和粘附性能進(jìn)行了表征。發(fā)現(xiàn)該復(fù)合水凝膠的性能是可以控制的，表明該凝膠可以用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域中某些特殊用途生物材料的開(kāi)發(fā)。在我們課題組前期的研究中，利用柑橘果膠分子的羧基和半胱氨酸的氨基發(fā)生酰胺化反應(yīng)可以將半胱氨酸巰基引入果膠分子，制備巰基化果膠，發(fā)現(xiàn)該果膠對(duì)過(guò)氧化氫具有極強(qiáng)的響應(yīng)性，巰基可以在過(guò)氧化氫的氧化作用下交聯(lián)形成二硫鍵，所形成果膠水凝膠可以在還原環(huán)境中降解[40]。

2.3 酶法交聯(lián)構(gòu)建水凝膠

與物理和化學(xué)交聯(lián)方式相比，酶法交聯(lián)具有特殊的優(yōu)勢(shì)，比如高專一性、高效率和無(wú)殘留。酶法交聯(lián)可以在相對(duì)溫和的條件下使聚合物鏈之間形成強(qiáng)的共價(jià)鍵。此外，酶分子本身不會(huì)殘留在形成的水凝膠產(chǎn)品中。常用于交聯(lián)形成水凝膠的酶有辣根過(guò)氧化物酶[34]、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶[41]和酪氨酸酶等[42]。這些酶可以用于交聯(lián)多糖和蛋白質(zhì)等。Ahmadian 等[43]首先通過(guò)酪氨酸的氨基和果膠、明膠的羧基發(fā)生酰胺化反應(yīng)合成酚羥基果膠和酚羥基明膠，再利用辣根過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化氫能夠催化酚羥基果膠或酚羥基明膠的酚羥基形成分子間交聯(lián)，從而制備了酚羥基-果膠/酚羥基-明膠、酚羥基-果膠/膠原蛋白和酚羥基-果膠三種水凝膠，對(duì)比了三種水凝膠的凝膠形成時(shí)間、微觀結(jié)構(gòu)、酶降解性和溶脹性。發(fā)現(xiàn)由酚羥基-果膠混合酚羥基-明膠形成的復(fù)合水凝膠具有優(yōu)良的力學(xué)性能，生物降解速率最低。該研究結(jié)果證實(shí)了酶法交聯(lián)的果膠水凝膠具有應(yīng)用于組織工程的巨大潛力。此外，Prokopijevic 等[44]通過(guò)高碘酸鈉氧化、酪胺和氰基硼氫化鈉還原胺化制備酪胺-果膠，發(fā)現(xiàn)酪胺-果膠既能與鈣離子交聯(lián)形成水凝膠，還能在過(guò)氧化氫和過(guò)氧化物酶的催化作用下形成水凝膠，且該水凝膠能夠?qū)Χ箽み^(guò)氧化物酶進(jìn)行有效地固定。

3 改性果膠水凝膠的應(yīng)用

果膠通常在上消化道不被降解，能被結(jié)腸微生物產(chǎn)生的果膠酶降解，不會(huì)對(duì)人體造成直接的影響。由于天然果膠具有良好的水溶性，必須經(jīng)過(guò)膠凝化過(guò)程形成不溶于水的凝膠，利用凝膠基質(zhì)保護(hù)和輸送功能性成分[45]。但是天然果膠的凝膠網(wǎng)絡(luò)主要是依靠離子鍵、氫鍵以及疏水相互作用等非共價(jià)作用穩(wěn)定的，因此凝膠具有機(jī)械強(qiáng)度、穩(wěn)定性及韌性差等缺陷。改性果膠通過(guò)修飾果膠分子，改變果膠形成凝膠的方式，能夠形成機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性高的水凝膠。改性果膠水凝膠在藥品領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用，近年來(lái)在食品領(lǐng)域也有一些相應(yīng)的研究報(bào)道。

3.1 改性果膠水凝膠在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

目前，改性果膠水凝膠的應(yīng)用研究主要集中在對(duì)果膠分子進(jìn)行修飾，進(jìn)而研究改性果膠水凝膠基質(zhì)對(duì)藥物的負(fù)載與釋放特性。Amirian 等[36]通過(guò)果膠與氨水反應(yīng)制備酰胺化果膠，利用酰胺化果膠與氧化殼聚糖發(fā)生希夫堿反應(yīng)形成水凝膠，體外試驗(yàn)表明該水凝膠安全無(wú)毒且能夠促使細(xì)胞增值，可以作為水凝膠傷口敷料。Wang 等[38]研究發(fā)現(xiàn)甘氨酸-果膠和賴氨酸-果膠兩種酰胺化果膠可以在氯化鈣輔助作用下形成水凝膠，利用氯化鈣-苦參堿溶液代替氯化鈣溶液制備包埋苦參堿的水凝膠，結(jié)果表明水凝膠對(duì)苦參堿具有明顯的緩釋效果，苦參堿的釋放時(shí)間由包埋前的6 h 延長(zhǎng)至包埋后的20 h。Cheewatanakornkool 等[46]利用低酯果膠與胱胺鹽酸鹽反應(yīng)制備巰基化果膠，發(fā)現(xiàn)二硫鍵交換反應(yīng)能夠?qū)⒚顾嘏己系綆€基化果膠，利用Zn2+誘導(dǎo)偶合物形成的凝膠珠，發(fā)現(xiàn)凝膠珠強(qiáng)度差且無(wú)規(guī)則，為了提高其強(qiáng)度，在原凝膠體系中添加天然低酯果膠制備新凝膠珠輸送阿霉素，結(jié)果表明阿霉素在模擬上消化道6 h 累計(jì)釋放率約為50%，作者推斷是合成偶合物的同時(shí)形成了易在酸性條件下水解的離子鍵或酯鍵等，但沒(méi)有進(jìn)一步證實(shí)。凝膠珠二硫鍵會(huì)在模擬結(jié)腸腫瘤環(huán)境中斷裂，8 h 后阿霉素釋放率高達(dá)90%。Li等[47]通過(guò)Schiff 反應(yīng)和制備了氧化果膠-殼聚糖復(fù)合水凝膠，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合水凝膠的L929 細(xì)胞增值率（MTT法）高于80%，凝膠在去離子水中的溶脹率隨著交聯(lián)密度的增大而增大，最高可達(dá)51.86%。還研究了該水凝膠對(duì)5-FU 的控制釋放。結(jié)果表明凝膠基質(zhì)中5-FU的釋放時(shí)間大于12 h，可以達(dá)到緩慢釋放的效果。Günera 等[48]利用在果膠-鈣離子體系中添加硫代巴比妥酸（TBA）制備巰基化果膠水凝膠，發(fā)現(xiàn)TBA 的添加使得水凝膠的崩解時(shí)間由4 h 延長(zhǎng)至4 d，該水凝膠可以對(duì)藥物模型茶堿進(jìn)行控制釋放。

3.2 改性果膠水凝膠在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

相對(duì)于改性果膠水凝膠在醫(yī)藥領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用研究報(bào)道目前相對(duì)較少。目前，已有報(bào)道主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。其一是通過(guò)改性水凝膠作為載體對(duì)游離酶進(jìn)行固定從而提高酶的穩(wěn)定性[49]。Popovi? 等[50]以多巴胺和氰基硼氫化鈉為原料，經(jīng)高碘酸氧化還原胺化合成了多巴胺-果膠，再利用多巴胺-果膠酚基與漆酶交聯(lián)制備固定漆酶的多巴胺-果膠凝膠微球。研究發(fā)現(xiàn)與游離漆酶相比，凝膠微球固定的漆酶表現(xiàn)出極強(qiáng)的熱穩(wěn)定性和pH 值穩(wěn)定性。其二是參考改性果膠水凝膠對(duì)藥物分子的負(fù)載，實(shí)現(xiàn)水凝膠對(duì)食品活性成分進(jìn)行負(fù)載與遞送。

表1 改性果膠水凝膠在醫(yī)藥領(lǐng)域和食品領(lǐng)域的應(yīng)用Table 1 Application of modified pectin hydrogel in medicine and food field

此外，Prokopijevic 等[44]利用過(guò)氧化氫和過(guò)氧化物酶催化酪胺-果膠形成水凝膠對(duì)豆殼過(guò)氧化物酶進(jìn)行固定，結(jié)果表明與游離態(tài)豆殼過(guò)氧化物酶相比，固定態(tài)豆殼過(guò)氧化物酶對(duì)高溫和有機(jī)溶劑表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性，且該固定酶在間歇反應(yīng)器中反復(fù)使用7 個(gè)循環(huán)后用于催化鄰苯三酚氧化反應(yīng)，其酶活性還能保留原有活性的50%。Synytsya 等[[51]利用酰胺化低酯柑橘果膠制備水凝膠，發(fā)現(xiàn)該水凝膠可以對(duì)α-L-精氨酸進(jìn)行有效地包埋與遞送。Lee 等[52]首先通過(guò)果膠甲酯酶處理柑橘果膠得到低酯果膠，再利用低酯果膠羧基在Ca2+交聯(lián)和殼寡糖氨基靜電吸附的共同作用下形成殼寡糖-果膠凝膠輸送槲皮素，發(fā)現(xiàn)槲皮素在結(jié)腸的釋放受低酯果膠添加量（1%～2%）的影響，12 h 釋放率可達(dá)65.37%～99.54%。趙遠(yuǎn)航等[53]首先利用氫氧化鈉溶液對(duì)高酯果膠進(jìn)行降酯，再選擇選擇鈣離子為交聯(lián)劑、卵磷脂為低酯果膠改性劑制備卵磷脂/果膠鈣凝膠微球包載姜黃素，結(jié)果表明該凝膠微球?qū)S素的荷載量能達(dá)到27.31%，載荷姜黃素的凝膠微球在模擬胃液2 h基本不釋放姜黃素，在模擬腸液中8 h 累積釋藥率小于2%，表明該凝膠微球具有姜黃素結(jié)腸靶向輸送的潛質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

果膠具有一些其他天然多糖不具備的優(yōu)勢(shì)，如，果膠自身具有生物活性，有利于人體健康；果膠可以通過(guò)上消化道不被降解，而在結(jié)腸中被微生物產(chǎn)生的果膠酶降解，有利于腸道健康等。此外，果膠來(lái)源豐富，可以從柑橘皮、蘋(píng)果渣以及甜菜根等農(nóng)副產(chǎn)品廢棄物中大量提取，果膠的合理開(kāi)發(fā)及利用對(duì)于有效提高農(nóng)副產(chǎn)品附加值、助力鄉(xiāng)村振興具有重要意義。但是，天然果膠以高酯果膠為主，高酯果膠苛刻的糖酸凝膠機(jī)制大大限制了果膠的開(kāi)發(fā)與利用。針對(duì)如何脫酯并降低分子量或者對(duì)果膠分子進(jìn)行修飾，進(jìn)而開(kāi)發(fā)果膠水凝膠形成的新途徑，研究者們利用物理、化學(xué)和生物方法開(kāi)展了大量的研究，為改性果膠水凝膠的構(gòu)建及其醫(yī)藥和食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可能性。鑒于此，本文總結(jié)了針對(duì)天然果膠的不同改性方法及改性果膠水凝膠的構(gòu)建，在此基礎(chǔ)上闡述了改性果膠水凝膠在醫(yī)藥及食品領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。

在總結(jié)大量研究的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，果膠改性及改性果膠水凝膠構(gòu)建和應(yīng)用的研究中仍然存在一些不可忽視的問(wèn)題：（1）物理方法改性果膠及構(gòu)建水凝膠操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)品安全，但是凝膠的性能較差。（2）化學(xué)方法改性果膠中，會(huì)存在化學(xué)藥品的安全性，而在水凝膠的構(gòu)建中，水凝膠的性能確實(shí)大幅度得到提升，但是，絕大多數(shù)研究都用到化學(xué)交聯(lián)劑，會(huì)有殘留問(wèn)題，同時(shí)整個(gè)制備過(guò)程也不符合綠色化學(xué)發(fā)展理念。（3）生物方法改性安全、無(wú)毒、高效率，但是由于酶的價(jià)格高昂，是制約工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題。（4）截至目前，改性水凝膠在醫(yī)藥領(lǐng)域已有廣泛而良好的應(yīng)用，但是在食品領(lǐng)域的應(yīng)用相對(duì)較少，因此，還需要食品領(lǐng)域的科學(xué)家們針對(duì)改性果膠水凝膠開(kāi)展大量相關(guān)研究，以期拓展其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用。綜上所述，研究者們應(yīng)該在熟悉果膠結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地選擇果膠改性手段以及改性果膠水凝膠構(gòu)建方式，以期為改性果膠水凝膠在食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論參考。