超声辅助酶法提取菠萝蜜果皮果胶工艺优化及低酯化改性

为提高菠萝蜜果皮果胶(Jackfruit peel pectin,JFPP)的得率,并得到高纯度具有良好的功能特性的果胶,本研究通过响应面试验优化超声辅助纤维素酶法对果胶的提取工艺,对提取的果胶进行初步纯化,包括脱脂、脱蛋白、脱色和透析浓缩,并对纯化后果胶进行酶法低酯化(De-esterification)改性,得到低酯菠萝蜜果皮果胶(DE-JFPP),对比分析改性前后果胶的基本成分组成、分子量、单糖组成、官能团特征、热稳定性和微观结构。结果表明,最优提取工艺参数为加酶量0.7%,酶解温度30.4℃,pH4.6,此条件下JFPP得率为15.26%±0.07%。改性后的果胶的半乳糖醛酸含量由79.10%增加到83.24%,总糖含量由43.42%降低为41.90%,酯化度由84.25%降低为32.36%,重均分子量由29.24 ku降低为28.49 ku。JFPP和DE-JFPP均有11种单糖,均属于RGI型果胶,DE-JFPP支链化程度减小。傅里叶变换红外光谱显示改性前后的果胶均具有果胶特征吸收峰,改性后的果胶分子对应酯化羧基的吸收峰峰面积下降。JFPP和DE-JFPP的溶解温度分别为160.22℃和123.28℃,降解温度分别为255.11℃和230.56℃,均具有较高的热稳定性。扫描电镜图显示,JFPP表面光滑,结构紧凑,DEJFPP表面粗糙,结构疏松。本研究优化了JFPP提取工艺,提高其得率,并证明低酯化后的果胶具有较好的理化性质及微观结构,可满足不同领域中对凝胶负载体系需求,进一步拓展菠萝蜜果皮果胶的利用空间。