呂冰冰，謝筆鈞，孫智達(dá)

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430070）

果膠是一類(lèi)由α-1,4-D-吡喃半乳糖醛酸連接的聚合物，果膠的生物活性由其化學(xué)結(jié)構(gòu)決定，其化學(xué)結(jié)構(gòu)與來(lái)源、品種、產(chǎn)地及提取方法有關(guān)。有研究表明，果膠的甲氧基化程度和分子量是決定不同果膠功能屬性的重要參數(shù)[1]。果膠具有降血脂、降血糖[2]、抗腫瘤[3]、抗氧化[4]等多種生物活性[5]。果膠在人體胃腸道不能被消化[6]，同時(shí)可以結(jié)合膽酸鹽，影響膽固醇的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)，從而調(diào)節(jié)血脂水平[7]。

番石榴（Psidium guajavaL.）為桃金娘科番石榴屬植物，果實(shí)卵形或洋梨形，果皮有平滑和粗糙兩種，果肉滑嫩，香氣獨(dú)特，被認(rèn)為是類(lèi)胡蘿卜素、果膠、膳食纖維以及其他植物化學(xué)物質(zhì)如抗壞血酸、花青素的理想來(lái)源[8]。有學(xué)者從紅肉番石榴中提取果膠-番茄紅素復(fù)合物，并建立數(shù)學(xué)模型闡明復(fù)合機(jī)制[9]。華德洪[10]從番石榴中提取多糖進(jìn)行分離純化，證明了番石榴多糖的抗氧化、抗糖化的生物活性。目前對(duì)番石榴可食用部位活性成分的研究主要在多酚的提取和抗氧化活性[11]及果膠、非果膠多糖的提取分離純化[10,12]，對(duì)于番石榴果膠理化特性還未見(jiàn)報(bào)道，其降脂活性尚不明確。本實(shí)驗(yàn)從紅肉番石榴果皮、果肉中提取番石榴果皮果膠（Peel pectin，PEP）和果肉果膠（Pulp pectin，PUP），采用傅里葉紅外光譜、氣相色譜法、掃描量熱法、流變學(xué)特性分析、納米粒度電位分析儀、掃描電子顯微鏡方法研究其理化性質(zhì)，并表征其結(jié)構(gòu)特征，通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)研究其體外降脂活性，為其進(jìn)一步研究利用果膠提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅肉珍珠番石榴 果皮粗糙，9月份產(chǎn)自福建；D-半乳糖醛酸 純度97%，貨號(hào)G8120，北京索萊寶科技有限公司；咔唑 貨號(hào)C804607-25g，上海潤(rùn)捷化學(xué)試劑有限公司；檸檬酸、無(wú)水乙醇、氫氧化鈉、鹽酸、濃硫酸、冰醋酸、膽固醇 分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；蘋(píng)果果膠（粉末態(tài)，純度65%，貨號(hào)P885045-100g）、膽酸鈉（純度95%，貨號(hào)S874962-5g）、牛磺膽酸鈉（純度95%，貨號(hào)S817405-1g）、消膽胺樹(shù)脂（貨號(hào)C872070-1g，純度BR） 上海麥克林生化科技有限公司；柑橘果膠（粉末態(tài)，純度74%，貨號(hào)P9135-100g） Sigma公司；鄰苯二甲醛（純度98%，貨號(hào)P108632-5g） 阿拉丁試劑有限公司；玉米油（食品級(jí)，其中飽和脂肪占14.4%，單不飽和脂肪30.2%，多不飽和脂肪55.4%） 山東魯花集團(tuán)有限公司。

GZX-9140 MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；FS-600N超聲波分散儀 上海生析超聲儀器有限公司；X-30R離心機(jī) 美國(guó)貝克曼有限公司；UV-2100型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海尤尼柯儀器有限公司；SHZ-D型循環(huán)水真空泵 武漢科爾儀器設(shè)備有限公司；ER-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠；Beta2-8LD冷凍干燥機(jī) 德國(guó)Christ公司；Nexus 470 FT-IR傅里葉變換紅外光譜儀 美國(guó) Nicolet公司；GC-MS- QP2010 日本島津公司；Dawn Heleos II 18角度激光光散射儀 美國(guó)WYATT公司；ZetasizerNano ZS納米粒度電位分析儀 英國(guó)馬爾文儀器有限公司；DSC204F型差示掃描量熱儀 耐馳儀器上海有限公司；JSM-6930LV掃描電鏡 日本NTC公司；DHR-2流變儀 美國(guó)TA儀器公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 番石榴果膠的提取 參考崔靈敏等[12]方法，將新鮮的番石榴削皮，果皮厚度約2 mm，所得番石榴果肉除去籽，切片成5 mm厚的小塊，然后將番石榴果皮、果肉在95 ℃蒸3 min滅酶，在50 ℃條件下烘干至恒重。原料粉碎后分別過(guò)80目篩得到番石榴果皮粉、番石榴果肉粉。將過(guò)篩后的原料粉末用80%的熱乙醇洗滌以除去黃酮，待洗滌液冷卻后用真空泵抽濾，所得濾渣再反復(fù)用熱乙醇洗滌，洗至濾液中無(wú)黃酮檢出，采用硝酸鋁比色法[13]測(cè)定洗滌液中黃酮含量。然后將濾渣在50 ℃干燥，待用。

取20 g干燥濾渣按1:40 g/mL的料液比與pH為2.5的檸檬酸溶液提取液混合，再用10%的檸檬酸溶液將混合液pH調(diào)節(jié)至2.5，并于80 ℃水浴提取2 h，將溶液冷卻至室溫。然后采用超聲細(xì)胞破碎儀以90 W的功率連續(xù)超聲30 min，并在25 ℃下以6700×g離心10 min，取上清液，以4倍體積的95%乙醇沉淀過(guò)夜，過(guò)濾后的濾渣加入100 mL丙酮洗滌2次，洗滌后的果膠置通風(fēng)櫥除去殘留溶劑后，于50 ℃烘箱干燥至恒重，用50 mL蒸餾水溶解干燥后的樣品，利用3500 Da的透析袋透析72 h，以除去小分子的雜質(zhì)。所得透析液用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀于50 ℃濃縮至原體積的1/10，將濃縮后的樣品放入?20 ℃冰箱凍結(jié)12 h，然后放入凍干機(jī)在?100 ℃冷凍干燥48 h，分別得到番石榴果皮和果肉的水溶性果膠。果膠質(zhì)量與原料質(zhì)量之比即為果膠得率。

1.2.2 番石榴果膠的理化特性

1.2.2.1 果膠的基本成分測(cè)定 水分含量測(cè)定參照GB/T 5009.3-2016直接干燥法；脂肪含量測(cè)定參照GB/T 5009.6-2016索氏抽提法；灰分含量測(cè)定參照GB/T 5009.4-2010直接灰化法。

采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)蛋白含量[14]，將牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)品配制成濃度為：0、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 mg/mL，取1 mL樣品，加入5 mL考馬斯亮藍(lán)貯備液，搖勻，靜置10 min，于595 nm波長(zhǎng)測(cè)紫外吸光度，標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y=5.765x+0.6085（R2=0.9904）。配制0.4 mg/mL的果膠溶液，按上述方法測(cè)定吸光度，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算蛋白含量。

采用硫酸-苯酚法[15]測(cè)果膠中總糖含量，配制濃度為0、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 mg/mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，吸取1 mL待測(cè)液于具塞試管中，加入1 mL 5%苯酚溶液，搖勻，加入4 mL濃硫酸溶液，搖勻，靜置20 min，于490 nm波長(zhǎng)測(cè)紫外吸光度，標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y=10.233x?0.106（R2=0.9978）。配制0.04 mg/mL的果膠溶液，按上述方法測(cè)定吸光度，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總糖含量。

半乳糖醛酸含量測(cè)定參考陳巧巧等[16]的方法并加以改進(jìn)，將果膠配制成0.05 mg/mL溶液，1 mL果膠溶液，加入5 mL的四硼酸鈉-濃硫酸溶液溶液，沸水浴5 min，取出冰浴，冷卻后加入0.15%間羥基聯(lián)苯溶液0.1 mL，混勻，靜置10 min，在520 nm處測(cè)定其吸光度。配制標(biāo)準(zhǔn)系列濃度的半乳糖醛酸溶液，繪制半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y=7.8804x?0.0017（R2=0.9990）。

1.2.2.2 紅外光譜分析 將溴化鉀放入100 ℃干燥箱中干燥8 h，樣品放入40 ℃干燥箱中干燥8 h。干燥后的樣品與溴化鉀以質(zhì)量比為1:50混合均勻并壓成薄片，于傅里葉變換紅外光譜儀上進(jìn)行紅外光譜分析，測(cè)量波數(shù)范圍4000~400 cm?1，掃描次數(shù)為64次。

1.2.2.3 分子量測(cè)定 利用凝膠滲透色譜法-多角度激光光散射（GPC-MALLS）聯(lián)用技術(shù)測(cè)定果膠分子量，色譜柱為 Shodex OHpak SB-804 HQ，SB-806 HQ（8 mm×300 mm），流動(dòng)相為0.1 mmol/L硝酸鈉水溶液，使用前將流動(dòng)相超聲10 min脫氣，進(jìn)樣前將流動(dòng)相流速調(diào)為0.3 mL/min平衡色譜柱8 h。將樣品及標(biāo)樣配制濃度為1 mg/mL，用0.45 μm濾膜過(guò)濾，進(jìn)樣量為100 μL，流動(dòng)相流速為0.4 mL/min，柱溫為25 ℃，檢測(cè)器為RID示差折光檢測(cè)器，分析前用分子量40 kDa右旋糖酐標(biāo)樣校正分子量，以確保其準(zhǔn)確性。

1.2.2.4 中性糖組成測(cè)定 參考崔靈敏等[12]方法，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（Gas ChromatograpHy-Mass Spectrometer，GC/MS），將巖藻糖、半乳糖、葡萄糖、鼠李糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖標(biāo)準(zhǔn)品用蒸餾水配制成4.301 mg/mL溶液，然后分別稀釋至172.040、17.204、8.602、4.301、0.430 μg/mL。通過(guò)內(nèi)標(biāo)法，依據(jù)單糖和肌醇在檢測(cè)器上的峰面積之比進(jìn)行單糖的定量分析。先將標(biāo)準(zhǔn)單糖稀釋系列濃度與肌醇混合，計(jì)算不同濃度單糖與肌醇的峰面積比，以單糖濃度為橫坐標(biāo)，單糖與肌醇峰面積之比為縱坐標(biāo)，做標(biāo)準(zhǔn)曲線。將待測(cè)樣品與肌醇混合，得到樣品中單糖與肌醇峰面積之比，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品中各單糖含量。

色譜柱為Rxi-5MS（30.0 m×0.25 mm）型，柱溫155.0 ℃，注射溫度為250 ℃，流速為1.02 mL/min。質(zhì)譜條件：接口溫度為250 ℃，離子源溫度為200 ℃，溶劑切除時(shí)間為5 min，MS檢測(cè)器模式為選擇離子模式（SIM）。

1.2.2.5 果膠溶液粒徑和Zeta電位測(cè)定 參考崔靈敏等[12]方法，用蒸餾水將果膠配制成1 mg/mL的溶液，吸取1 mL果膠溶液加入樣品池，將樣品池插入儀器中，等待溫度平衡，測(cè)量Zeta電位和粒徑。

1.2.2.6 熱穩(wěn)定性測(cè)定 參考Saeid等[17]方法，利用差示掃描量熱法（differentia lscanning calorimetry，DSC）測(cè)定。將樣品取5 mg左右放入小坩堝，用壓片機(jī)進(jìn)行壓片，記錄每一個(gè)樣品的質(zhì)量，氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣體和冷卻氣體，以10 ℃/min的程序進(jìn)行升溫，以25 ℃為起點(diǎn)，升溫到400 ℃。

1.2.2.7 流變學(xué)特性測(cè)定 參考Zhang等[18]方法加以改進(jìn)，使用AR2000ex型流變儀利用流變儀進(jìn)行檢測(cè)，錐板直徑為40 mm，錐角2°。配制濃度為1、5、10 mg/mL的樣品，吸取1 mL左右的樣品溶液到流變儀平板上，調(diào)整錐板和平板間距到1.00 mm，剪切速率范圍為0.1~100 s?1進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2.8 微觀形態(tài)觀察 將果膠配制成20 mg/mL溶液，冷凍干燥，取干燥的果膠沾到樣品臺(tái)，用濺射鍍膜法進(jìn)行鍍金處理，高真空條件下使用掃描電子顯微鏡（Scanning electron microscope，SEM）對(duì)樣品進(jìn)行微觀形態(tài)分析。

1.2.3 番石榴果膠的體外降脂作用測(cè)定

1.2.3.1 番石榴果膠吸附脂肪的測(cè)定 參考隋勇[19]實(shí)驗(yàn)方法，準(zhǔn)確稱(chēng)取0.1 g樣品放入離心管中，加入10 mL 0.01 mol/L的鹽酸溶液，樣品溶解后，稱(chēng)重記為m1。取3 g的玉米油加入，在37 ℃恒溫振蕩1 h，用0.1 mol/L的NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至7，在37 ℃恒溫振蕩1 h。3800×g離心10 min，上層的脂肪與下層溶液分層。吸取上層脂肪于干燥燒杯中，稱(chēng)重記為m2，將其置于120 ℃烘箱中2 h，取出冷卻，稱(chēng)量記為m3。將下層溶液與離心管稱(chēng)重記為m4。按照下式計(jì)算吸附脂肪吸附能力。

式中：m0為樣品質(zhì)量，以g計(jì)。

1.2.3.2 番石榴果膠結(jié)合膽固醇膠束的測(cè)定 膽固醇膠束液制備[20]：1 mL膠束液中含有10 mmol/L?；悄懰徕c、2 mmol/L膽固醇、5 mmol/L油酸、132 mmol/L NaCl、15 mmol/L磷酸緩沖液（pH為7.4）。以300 W功率超聲20 min使膠束液完全混合。膽固醇標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：取標(biāo)準(zhǔn)系列濃度的膽固醇溶液0.4 mL，加入0.2 mL 1 mg/mL鄰苯二甲醛溶液，加4.0 mL冰醋酸、濃硫酸混合液（v:v=1:1），混勻，顯色10 min。于550 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y=1.6545x+0.0493（R2=0.9940）。

參考Nagaoka等[21]實(shí)驗(yàn)方法，稱(chēng)取20 mg的果膠樣品加入1 mL 0.01 mol/L 的鹽酸溶液，37 ℃ 恒溫振蕩消化1 h，以0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為6.3，加入2 mL膽固醇膠束液。將混合液在37 ℃溫度下振蕩2 h，6700×g離心20 min，測(cè)定上清液其中膽固醇含量，以釋放膽固醇的量，表示番石榴果膠結(jié)合膽固醇膠束的量。

式中：W為膽固醇膠束結(jié)合量（mg/100 mg）；c1為試驗(yàn)組上清液膽固醇的質(zhì)量濃度（mg/mL）；c2為空白組上清液膽固醇的質(zhì)量濃度（mg/mL）；V為溶液體積（mL）；m為樣品質(zhì)量（mg）。

式中：W1為果膠對(duì)膽固醇膠束結(jié)合量（mg/100 mg）；W2為考來(lái)烯胺對(duì)膽固醇膠束結(jié)合量（mg/100 mg）。

1.2.3.3 番石榴果膠結(jié)合膽酸鹽的測(cè)定 參考胡凱[22]方法，分別稱(chēng)取20 mg的樣品，加入2 mL 0.01 mol/L的鹽酸溶液，在37 ℃恒溫振蕩消化1 h，以0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為6.3，隨后每個(gè)樣品中加入8 mL膽酸鹽溶液（0.3 mmol/L牛黃膽酸鈉、0.3 mmol/L膽酸鈉，以pH6.3的0.1 mol/L磷酸緩沖液配制），在37 ℃恒溫振蕩2 h。6700×g離心20 min，測(cè)定上清液中的膽酸鹽含量。

式中：W為膽酸鹽結(jié)合量（μmol/100 mg）；c1為空白組上清液膽酸鹽的質(zhì)量濃度（μmol/mL）；c2為試驗(yàn)組上清液膽酸鹽的質(zhì)量濃度（μmol/mL）；V為溶液體積（mL）；m為樣品質(zhì)量（mg）。

式中：W1為果膠結(jié)合膽酸鹽量（μmol/100 mg）；W2為考來(lái)烯胺結(jié)合膽酸鹽量（μmol/100 mg）。

膽酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：分別以0.1 mol/L、pH6.3的磷酸緩沖溶液配制0.3 mmol/L的?；悄懰徕c、膽酸鈉溶液，稀釋系列濃度，取膽酸鹽1.0 mL，再加入7 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的硫酸溶液，于70 ℃水浴20 min，取出冰浴5 min，在387 nm處測(cè)定吸吸光度。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，?；悄懰徕c標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y=2.2407x+0.0437（R2=0.9963）；膽酸鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y=1.1712x+0.0170（R2=0.9911）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)均平行測(cè)定三次，并用Microsoft Excel 2019處理，使用SPSS新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析，Origin8.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 番石榴果膠的理化特性

2.1.1 果膠基本成分測(cè)定 采用超聲波輔助檸檬酸法分別提取番石榴果皮和果肉中水溶性果膠，PEP得率為7.88%，PUP得率為6.32%，其基本成分如表1所示。PEP和PUP的總糖含量分別為85.75%±0.18%、83.06%±0.29%，二者均含極少量蛋白質(zhì)和脂溶性成分。PEP、PUP半乳糖醛酸含量分別為60.39%±0.09%、59.44%±0.24%。半乳糖醛酸含量反映了果膠的純度，半乳糖醛酸含量越高，果膠純度越高。

表1 番石榴果膠的基本成分測(cè)定結(jié)果（%）Table 1 Results of determination of basic components of guava pectin (%)

2.1.2 紅外光譜分析 果膠是一種廣泛存在于植物細(xì)胞壁中的結(jié)構(gòu)性雜多糖，果膠的結(jié)構(gòu)組成在很大程度上取決于果膠的來(lái)源類(lèi)型、水果的成熟度[23]和提取條件（例如，酸堿及對(duì)應(yīng)的試劑種類(lèi)、純化和干燥步驟等）。傅里葉變換紅外光譜可以反映果膠結(jié)構(gòu)中存在的主要官能團(tuán)。圖1表明，3423 cm?1處的強(qiáng)峰是由果膠分子的分子間和分子內(nèi)氫鍵中存在的O-H基團(tuán)的伸縮振動(dòng)引起的吸收，在大約2940 cm?1處的峰對(duì)應(yīng)于果膠中的C-H基團(tuán)（CH、CH2和CH3）的對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)[24]。在1633和1747 cm?1處的峰分別對(duì)應(yīng)游離羧基（-COO?）和酯化羧基（-COO-R）?；诙叩谋戎狄部捎?jì)算果膠的酯化度（即酯化羧基的峰高度與二者峰高和之比[25]），根據(jù)圖1，計(jì)算可得：PEP酯化度為56.29%，屬于高酯果膠；PUP酯化度為48.57%，屬于低酯果膠。果膠在973和1018 cm?1附近對(duì)應(yīng)吡喃型糖的特征吸收峰，說(shuō)明這兩種果膠的構(gòu)型均為吡喃型糖苷鍵連接[12]。

圖1 番石榴果膠的紅外光譜圖Fig.1 Infrared spectra of guava pectin

2.1.3 分子量測(cè)定 果膠的功能特性在很大程度上取決于果膠的分子量[25]。兩種果膠的相對(duì)分子質(zhì)量分布見(jiàn)圖2，其分子特征參數(shù)見(jiàn)表2。PEP出現(xiàn)兩個(gè)峰，保留時(shí)間分別為18.31、20.46 min，重均分子量Mw分別為618.40 kDa（43.4%）、93.90 kDa（56.6%）。PUP出現(xiàn)三個(gè)峰，保留時(shí)間分別為15.75、17.86和20.37 min，Mw分別為1168.00 kDa（11.0%）、120.30 kDa（53.9%）和64.94 kDa（35.1%），表明兩種果膠均由不同分子量片段的果膠組成。多分散系數(shù)（Mw/Mn）表示分子量分布的寬度，各峰的多分散系數(shù)均高于1，表明這兩種果膠均具有廣泛的分子量分布，是一種非均一的天然多糖[26]。

表2 番石榴果膠的相對(duì)分子量Table 2 Relative molecular weights of guava pectin

圖2 番石榴果膠的分子量色譜圖Fig.2 Molecular weight chromatogram of guava pectin

2.1.4 中性糖組成測(cè)定 果膠分子的結(jié)構(gòu)主鏈由α-D-半乳糖醛酸基通過(guò)1，4糖苷鍵連接而成，在主鏈中存在不同單糖構(gòu)成的側(cè)鏈。標(biāo)準(zhǔn)曲線與各單糖含量見(jiàn)表3。如圖3，兩種番石榴果膠所含的中性糖種類(lèi)一致，中性糖組成均以阿拉伯糖居多、其次是半乳糖，阿拉伯糖在PUP、PEP中含量分別為：88.48%±0.07%、83.86%±0.04%。兩種果膠中鼠李糖、巖藻糖、木糖、甘露糖、葡萄糖呈微量狀態(tài)，但是在二者中的含量相差不大。

圖3 中性糖組成氣相色譜圖Fig.3 Gas chromatogram of neutral sugars

表3 番石榴果膠的中性糖組成Table 3 Composition of neutral sugars in guava pectin

2.1.5 溶液粒徑和Zeta電位 如圖4所示，兩種果膠均帶負(fù)電荷，均屬于陰離子多糖，二者所帶電荷量無(wú)顯著性差別。溶液的粒徑越小，所帶電荷越多，溶液體系越穩(wěn)定。PUP的粒徑顯著大于PEP，表明PEP溶液更穩(wěn)定。

圖4 番石榴果膠Zeta 電位與粒徑分析Fig.4 Zeta potential and particle size analysis of guava pectin

2.1.6 熱穩(wěn)定性 差示掃描量熱曲線，顯示了兩個(gè)峰，第一個(gè)峰為吸熱峰在96.42 ℃，此位置吸熱峰是由于水的存在，升溫導(dǎo)致水分蒸發(fā)，從而產(chǎn)生吸熱現(xiàn)象[27]。同時(shí)，這也可能是由于半乳糖醛酸之間的氫鍵以及結(jié)構(gòu)的改變，如半乳糖醛酸環(huán)的4C1構(gòu)象向1C4構(gòu)象的轉(zhuǎn)變[28]。它代表果膠樣品的持水能力，并與果膠結(jié)構(gòu)的親水基團(tuán)有關(guān)[28]。由圖5可知，PUP的峰面積較大，表明PUP吸收更多能量使水分蒸發(fā)，這表明PUP的持水能力更強(qiáng)。第二個(gè)峰為放熱峰在269.85 ℃，這是由于果膠發(fā)生降解，從而釋放熱量。PEP、PUP的放熱峰出現(xiàn)的溫度相同，表明兩種果膠具有相同的熱穩(wěn)定性。

圖5 番石榴果膠的DSC分析Fig.5 DSC analysis of guava pectin

2.1.7 流變學(xué)特性 圖6顯示了PEP、PUP在不同濃度、不同剪切速率下的粘度變化，兩種果膠的粘度都隨著溶液濃度的增加而增加，在不同濃度下PUP的粘度均高于PEP。兩種果膠的粘度都隨著剪切速率的增加而逐漸降低，這表明這兩種果膠溶液具有非牛頓流體的假塑性行為（剪切變?。29]。假塑性行為是由于聚合物網(wǎng)絡(luò)的解纏和部分鏈取向在剪切流動(dòng)方向。在進(jìn)一步增加剪切速率后，由于剪切變形引起的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，分子間的相互作用減少，從而使黏度降低到一個(gè)固定值[30]。

圖6 番石榴果膠溶液的表觀粘度Fig.6 Apparent viscosity of guava pectin solution

2.1.8 微觀形態(tài)觀察 由圖7可見(jiàn)，PEP、PUP微觀形貌均為片狀，表面有褶皺及凸起，但PUP褶皺更深。PEP邊緣呈細(xì)絲狀，形似觸角，且細(xì)絲較多，PUP初具細(xì)絲形狀。果膠的來(lái)源不同，提取方式的不同會(huì)導(dǎo)致果膠的表面結(jié)構(gòu)有所差異，如從芒果皮中提取的果膠呈片狀，褶皺不明顯，有明顯的孔洞[12]。

圖7 番石榴果膠掃描電鏡圖Fig.7 SEM of guava pectin

2.2 番石榴果膠的體外降脂作用

2.2.1 番石榴果膠吸附脂肪的測(cè)定 為了說(shuō)明番石榴果膠的生物活性的真實(shí)性，選擇了市售蘋(píng)果果膠、柑橘果膠與之比較，不同來(lái)源的果膠對(duì)脂肪的吸附結(jié)果見(jiàn)圖8，PUP對(duì)脂肪的吸附能力顯著高于其它幾種來(lái)源的果膠（P<0.05），PEP與柑橘果膠對(duì)脂肪的吸附無(wú)顯著性差別（P>0.05），而蘋(píng)果果膠對(duì)脂肪的吸附效果最差。提取方法也影響果膠對(duì)脂肪的吸附，李向陽(yáng)等[31]采用不同方法提取蘋(píng)果果膠，研究蘋(píng)果果膠對(duì)芝麻油的吸附效果，其實(shí)驗(yàn)方法與計(jì)算方法與本文相同，普通酸提、萬(wàn)能破碎、超聲波法提取的蘋(píng)果果膠對(duì)脂肪的吸附均小于PEP、PUP，蒸汽爆破提取蘋(píng)果果膠對(duì)脂肪的吸附也小于PUP。果膠對(duì)脂肪的吸附有以下原因：溶解后的多糖分子鏈充分舒展，然后分子間相互作用形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將脂肪包裹在網(wǎng)絡(luò)中；多糖溶液具有黏滯性，可黏著油脂而對(duì)其產(chǎn)生黏滯作用[32]。有研究表明果膠溶液在水中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，吸附脂肪，從而影響脂肪的消化，且這一特性主要與果膠的流變學(xué)特性有關(guān)，果膠溶液表觀粘度大，分子間相互作用強(qiáng)，對(duì)脂肪的吸附作用越大，越能抑制脂肪消化[33]。由圖6可知，在1、5、10 mg/mL濃度下，PUP溶液的表觀粘度均高于PEP，這可能是PUP吸附脂肪的效果優(yōu)于PEP的原因。另外，果膠中酯基的疏水性也有利于與脂肪的相互作用。

圖8 不同來(lái)源果膠對(duì)脂肪的吸附Fig.8 Adsorption of fat by pectin from different sources

2.2.2 番石榴果膠結(jié)合膽固醇膠束的測(cè)定 血漿膽固醇水平高，尤其是低密度脂蛋白膽固醇水平高，表明患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加。膽固醇可溶于膽鹽混合膠束中，在膽汁酸協(xié)助下直接被腸黏膜細(xì)胞吸收，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)形成乳糜微粒，經(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán)[34]。血漿膽固醇水平受飲食和膽固醇生物合成、攝取和分泌的影響。果膠等多糖可以與膽固醇競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入膽鹽膠束，競(jìng)爭(zhēng)混合膠束的空間并取代膽固醇，從而降低膽固醇在膠束中的溶解度，抑制人體對(duì)膽固醇的吸收[35]。在體外模擬膽固醇溶解的實(shí)驗(yàn)中，人工膠束是最常用的一種基質(zhì)，常用膽固醇、蛋黃卵磷脂、?；悄懰徕c和油酸來(lái)制備[36]?？紒?lái)烯胺是一種陰離子螯合樹(shù)脂，作為降脂藥，可與膽汁酸呈不可逆性結(jié)合，促進(jìn)膽汁酸的排出，加速膽固醇向膽汁酸的轉(zhuǎn)化，降低血漿膽固醇水平。PEP、PUP、蘋(píng)果果膠、柑橘果膠結(jié)合膽固醇膠束能力見(jiàn)表4，PEP、PUP、蘋(píng)果果膠、柑橘果膠相對(duì)于同劑量考來(lái)烯胺的結(jié)合量分別為44.96%±0.05%、48.23%±0.08%、45.78%±0.04%、47.63%±0.04%。PUP、柑橘果膠對(duì)膽固醇膠束的結(jié)合能力顯著高于PEP、蘋(píng)果果膠（P<0.05），PUP對(duì)膽固醇膠束的結(jié)合能力高于柑橘果膠，但無(wú)顯著性差異。

表4 不同來(lái)源果膠結(jié)合膽固醇膠束的能力Table 4 Ability of pectin from different sources to bind cholesterol micelles

2.2.3 番石榴果膠結(jié)合膽酸鹽的測(cè)定 膽汁酸（鹽）是肝內(nèi)膽固醇衍生產(chǎn)物，最主要的功能是促進(jìn)膽固醇的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而維持膽固醇在體內(nèi)平衡[37]。膽汁酸一般都是以鹽（Na、K）及結(jié)合型的形式存在的，所以膽汁酸往往被稱(chēng)之為膽酸鹽。膽酸鹽可分為游離型膽酸鹽和結(jié)合型膽酸鹽，牛磺膽酸鈉為結(jié)合型膽酸鹽，膽酸鈉為游離型膽酸鹽，本研究選取?；悄懰徕c、膽酸鈉作為對(duì)象具有代表性。PEP、PUP、蘋(píng)果果膠、柑橘果膠對(duì)?；悄懰徕c、膽酸鈉的結(jié)合能力見(jiàn)表5，不同來(lái)源的果膠對(duì)膽酸鈉的結(jié)合能力均高于牛磺膽酸鈉。PUP對(duì)牛磺膽酸鈉、膽酸鈉結(jié)合量均顯著高于PEP、蘋(píng)果果膠、柑橘果膠（P<0.05），PEP、蘋(píng)果果膠、柑橘果膠對(duì)?；悄懰徕c結(jié)合量無(wú)顯著性差異（P>0.05），柑橘果膠對(duì)膽酸鈉的結(jié)合量均顯著高于PEP、蘋(píng)果果膠（P<0.05）。在相同質(zhì)量濃度（2 mg/mL）下，PEP、PUP兩種果膠對(duì)?；悄懰徕c的結(jié)合能力均大于酸提木耳多糖[38]。錢(qián)雅雯[39]采用超聲輔助提取籽瓜水溶性多糖，籽瓜多糖對(duì)?；悄懰徕c的結(jié)合量為0.13 μmol/100 mg，低于PUP，與PEP相差不大。研究表明[40]膽酸鹽可以直接被多糖吸附；多糖分子形成粘性網(wǎng)絡(luò)，從而限制膽酸鹽的釋放，果膠與膽酸鹽的結(jié)合可以認(rèn)為是吸附效應(yīng)和粘性效應(yīng)雙重作用，隨著果膠溶液表觀粘度的增加，果膠對(duì)膽酸鹽的結(jié)合能力增大。PUP吸附膽酸鹽的效果優(yōu)于PEP，這與兩種果膠流變學(xué)特性研究結(jié)果一致。

表5 不同來(lái)源果膠對(duì)膽酸鹽的結(jié)合Table 5 Binding of pectin from different sources to cholate

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用超聲輔助檸檬酸提取方法從番石榴果皮、果肉中提取了果膠，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)進(jìn)行表征。結(jié)果表明：PEP半乳糖醛酸含量為60.39%±0.09%，酯化度為56.29%，重均分子量有兩個(gè)級(jí)分（618.40、93.90 kDa）；PUP半乳糖醛酸含量為59.44%±0.24%，酯化度為48.57%，重均分子量有三個(gè)級(jí)分（1168.00、120.30、64.94 kDa）；兩種果膠的中性糖種類(lèi)相同，但含量有差別；PEP溶液粒徑顯著小于PUP（P<0.05）；兩種果膠均呈現(xiàn)假塑性流體的特性，但同一濃度下，PUP溶液表觀黏度高于PEP；掃描電鏡圖顯示，兩種果膠微觀形態(tài)有差別，其中PEP邊緣有較多觸角狀細(xì)絲，PUP褶皺更深。以上結(jié)果均說(shuō)明這兩種果膠分子結(jié)構(gòu)存在差異。PEP、PUP體外降脂實(shí)驗(yàn)中，PUP體外降脂活性優(yōu)于PEP。