分析DHPM处理对低酯果胶物化性质和结构的影响

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

2022-01-22 15:05 来源: 纳米均质那点事

原标题：分析DHPM处理对低酯果胶物化性质和结构的影响

本文采用薜荔籽低酯果胶作为研究对象，动态高压微射流(DHPM)作为一种集混合、超微粉碎等多种单元操作于一体的新兴动态高压均质技术，经不同DHPM压力和次数处理后，研究其平均分子量、特性粘度、还原糖含量、粒径和表观形貌的变化，分析DHPM处理对低酯果胶物化性质和结构的影响，为DHPM在低酯果胶中的应用提供理论基础。其处理条件（如高速剪切、压力梯度、高速撞击等）十分剧烈，易导致大分子聚合物发生降解。本课题组前期研究表明DHPM对高酯果胶具有明显的降解作用。

果胶被公认为是一种安全无毒，应用价值高的高分子多糖。主要存在于植物的初生细胞壁和胞间层中，并被广泛应用于食品、医药和化妆品等行业。根据酯化度的不同，果胶可分为高酯果胶（酯化度>50%）和低酯果胶（酯化度<50%）。然而在生产加工过程中，高温、酸碱、酶解以及各种机械作用常导致果胶的降解，使其功能性质发生变化，从而严重影响了其在工业生产中的应用。随着低糖、低热量食品需求量的大幅度增加，人们对低酯果胶需求的年增长率远远高于高酯果胶。

材料与试剂

干燥的薜荔籽，为桑科榕属植物薜荔（Ficus pumila L.）果实的种子；半乳糖醛酸；间羟基联苯；溴化钾（光谱级）等

实验设备

NanoGenizer30K超高压微射流均质机（苏州微流纳米生物技术有限公司）；Nicomp 380/ZLS Zeta potential粒度仪（美国PSS公司）；紫外可见分光光度计；FEI Quanta200F环境扫描电子显微镜；Agilent 1200高效液相色谱仪

实验步骤

1. 果胶的提取及纯化

采用水提方法提取薜荔籽果胶，所得的薜荔籽果胶依次用不同体积分数乙醇进行洗涤纯化。冻干获得的果胶样品用间羟联苯法和红外光谱法分别测的其半乳糖醛酸和酯化度为87.65%±1.47%和14.81%±1.32%。

2. DHMP处理

将纯化冻干后的果胶分散在去离子水中，浓度为2.0 mg/mL，在室温下搅拌使其完全溶解，接着采用不同的DHPM条件处理果胶

（1）分别用40 MPa、80 MPa、120 MPa和160 MPa的压力处理5次；

（2）在160 MPa压力下分别处理1，3，5，7和9次，每个实验做三次平行操作，以此来验证实验重复性。

3. 平均分子量及分布的测定

采用高效分子排阻色谱检测平均分子量的变化，通过示差检测器记录果胶洗脱的变化数据，绘制其变化曲线。

4. 特性粘度的测定

在25±1℃的条件下，使用 0.1 M 的氯化钠溶解，并稀释成浓度0.13%(m/V)、0.10%(m/V)、0.08%(m/V)和 0.07%(m/V)的溶液，分别测定五个不同浓度的果胶溶液从乌式粘度计中流下的时间。每个浓度的果胶溶液流下时间分别测定五次。

5. 还原糖含量的测定

取2 mL样品，加入1.5 mL 3,5-二硝基水杨酸试剂（1000 mL 3,5-二硝基水杨酸试剂中含有6.3 g 3,5-二硝基水杨酸、10 g NaOH、185 g酒石酸钾钠、5 g结晶酚和5 g亚硫酸钠）在沸水中加热5 min，冷却至室温，加蒸馏水补足至10 mL，混匀，最后用紫外-可见分光光度计在波长540 nm时检测样品。

6. 平均粒径及分布的测定

釆用Nicomp 380/ZLS Zeta potential/Particle sizer测定果胶的平均粒度和分布。测定前，果胶用去离子水溶解，浓度为2 mg/mL，整个测定过程在常温下进行。

7. 表观形貌的测定

经DHMP处理前后的果胶样品，冷冻干燥后，粘附于贴有导电双面胶的样品台上，然后在不同的倍数条件下，进行扫描电镜观察，拍摄具有代表性的果胶样品表观形貌。

8. 所有试验重复进行三次，实验数据采用SPSS 16.0软件进行分析，结果表示为均值±标准偏差，作图采用origin 8.0软件。

实验结果 1. DHPM处理对低酯果胶分子量分布的影响

分析DHPM处理对低酯果胶物化性质和结构的影响

图1 动态高压微射流处理压力对低酯果胶分子质量分布的影响

分析DHPM处理对低酯果胶物化性质和结构的影响

图2 动态高压微射流处理次数对低酯果胶分子质量分布的影响