果胶是一种良好的天然食品添加剂,大多作为凝胶剂、稳定剂和增稠剂等,在食品行业中用来提高食品品质。苹果渣是苹果经机器处理榨汁后的残留物,由果皮、果核和残余果肉等部分组成,研究发现,苹果渣中的果胶不仅含量高,质量好,还易提取。我国苹果渣资源丰富且分布集中,年产湿渣将近100万t,所以应用苹果渣提取果胶具有广阔的市场前景。因此,本研究采用蒸汽爆破、万能粉碎、超声波3种方法提取果胶,为苹果渣果胶资源的应用提供理论基础。
不同处理方法对苹果渣果胶品质特性的影响
1、不同处理对果胶提取率的影响
3种处理方法中,其中蒸汽爆破提取率最高,提取率为14.79%,蒸汽爆破的水蒸气可以充分进入苹果渣组织内部,使半纤维素经历巨大爆破压力后降解,从而提高了果胶提取率。超声波的提取率为11.77%,超声波提取对苹果渣的作用力加强。万能粉碎的提取率为12.26%,万能粉碎的机械力将物料的粒度粉碎至10μm以下,增大了单位体积苹果渣的含量,故提高了苹果渣中果胶的提取率。
2、不同处理对果胶酯化度的影响
3种处理方法对苹果果胶的酯化度均有影响,其中蒸汽爆破处理后的果胶酯化度最高,酯化度为96.55%,蒸汽爆破处理时水蒸气温度升高,在高温高压环境下,果胶分子酯化度升高,形成高氧甲基果胶。万能粉碎次之,酯化度为94.33%,万能粉碎的机械剪切力与苹果渣高速摩擦,机械能转化为内能,提高了样品温度,使部分受力较大的样品发生甲基化,故提高了果胶的酯化度。超声波的酯化度为94.01%,超声波提取的微波作用具有致热效果,随着处理时间的增加温度升高,提高了果胶的酯化度。
3、不同处理对果胶乳化特性的影响
3种处理方法对果胶的乳化特性均有影响。其中蒸汽爆破处理后的果胶的乳化活性及乳化稳定性均有提高,这可能是由于果胶分子间的化学键经3种处理方法后断裂,内部结构遭到破坏,提高了苹果胶的乳化特性;果胶乳化稳定性与分子空间结构的静电排斥作用有关,大分子果胶经过不同的处理断裂成小分子多糖,果胶组织细胞经过不同的处理也在-定程度上被破坏了,从而使结构晶区以及无定形区被打破,使苹果渣果胶的疏水基团、亲油基团等暴露了出来,增加了苹果果胶的乳化活性及乳化稳定性。蒸汽爆破后果胶化活性和乳化稳定性分别为43.699m2/g、112.2min,超声波处理后的乳化活性和乳化稳定性分别为35.817m2/g、80.2min,万能粉碎后的乳化活性和乳化稳定性分别为38.863m2/g、94.9min。
4、不同处理对果胶性能指标的影响
4.1、不同处理对苹果渣果胶持水力的影响
未经处理的果胶持水力为2.50g/g,经3种方法处理后,分别为蒸汽爆破5.27g/g、超声波3.20g/g、万能粉碎4.90g/g,果胶的持水性有所提高,这可能是因为果胶内部的分子间作用经3种处理方法处理后被破坏,致使果胶疏水基团暴露在表面,从而使得果胶的持水性增大。
4.2、不同处理对苹果渣果胶持油力的影响
未经处理的果胶持油力为2.34g/g,经3种方法处理后,果胶的持油力有所提高,分别为蒸汽爆破2.74g/g、超声波2.47g/g、万能粉碎3.85g/g。可能是经3种处理方法处理后果胶部分亲油基团暴露了出来,从而使果胶持油力增加,也可能是果胶的结构被破坏,使果胶内部结构变得松散,分子间的距离增加,大大提高了果胶的持油性。
4.3、不同处理对苹果渣果胶溶胀力的影响
未经处理的果胶溶胀力为2.30mL/g,经3种处理方法处理后的果胶溶胀力得到提高,其中蒸汽爆破9.70mL/g、超声波4.78mL/g、万能粉碎6.34mL/g,可能是由于破坏了果胶内部结构,游离出了新的羟基,增加了果胶对水离子的吸附能力。也可能是果胶的亲水性活性位点暴露出来,有利于水分子结合,使果胶的吸水膨胀性增强。
5、不同处理对果胶功能特性的影响
未经处理的果胶脂肪吸收能力为1.47g/g,经3种方法处理后的果胶脂肪吸收能力有所提高,其中蒸汽爆破2.50g/g、超声波1.54g/g,万能粉碎1.71g/g,可能是处理后的果胶改变了微观结构,使果胶分子之间的糖苷键遭到破坏,分子内部氢键断裂,从而增加了果胶的脂肪吸收能力。未经处理的果胶葡萄糖吸收能力为32.12mmol/g,处理后的果胶葡萄糖吸收能力有所提高,其中蒸汽爆破48.05mmol/g、超声波32.70mmol/g、万能粉碎32.43mmol/g,可能是处理后的果胶结构被破坏了,使得果胶的比表面积增大,葡萄糖溶液的流动性降低并增强了对葡萄糖分子的截留能力,从而提高了葡萄糖的吸收能力。
6、不同处理对果胶微观结构的影响
未经处理的果胶外表光滑,结构完整。经3种方法处理后果胶样品表层破裂,表面粗糙,其中蒸汽爆破处理强度最大,故果胶表面褶皱程度最为严重,万能粉碎次之,超声波作用后表面褶皱也很明显,这可能是因为果胶结构经3种处理方法处理后变的疏松,从而有利于果胶分子充分与水、油脂及其他物质融合,这与果胶水溶性及功能特性的提高相对应。