費(fèi)叢璇

付美玲1

張 迪1

李丹丹1

修建華2

(1. 河北科技大學(xué)食品與生物學(xué)院,河北 石家莊 050000;2. 河北省山楂加工技術(shù)創(chuàng)新中心,河北 承德 067300)

果膠是一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)多糖,主要分布在植物的細(xì)胞壁和胞間層,對(duì)相鄰細(xì)胞的黏附有很大影響[1]。天然果膠主要由同型半乳糖醛酸聚糖(homogalacturonan,HGA)、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I(rhamnogalacturonan I,RG-I)和鼠李糖半乳糖醛酸聚糖II(rhamnogalacturonan II,RG-II)3種結(jié)構(gòu)域組成。目前從植物細(xì)胞壁中提取和分離果膠已有許多不同的方法,但僅以果膠得率的提高為參考依據(jù)還不夠全面,不同來(lái)源和不同提取方法可以得到不同理化性質(zhì)及生理功能的果膠。

果膠因具有降低膽固醇、抗腫瘤、抗氧化、降血糖、利于腸道健康等生理功能近年來(lái)備受科技工作者的關(guān)注。然而目前國(guó)內(nèi)對(duì)果膠在各方面的應(yīng)用統(tǒng)計(jì)還不夠全面,例如在食品的保鮮防腐,在廢水的處理中的新型應(yīng)用情況等還鮮有報(bào)道。文章擬對(duì)果膠的提取、生理功能及應(yīng)用情況進(jìn)行綜述,并對(duì)不同來(lái)源,不同方法提取的果膠得率及其理化性質(zhì)進(jìn)行分析比較,以期為其深度開發(fā)與利用提供依據(jù)。

1 果膠的提取工藝

1.1 單一提取方法

1.1.1 酸提取法 酸提取法是利用熱的酸性溶液水解細(xì)胞壁上許多復(fù)雜的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),從而破壞細(xì)胞壁,促進(jìn)酸擴(kuò)散和果膠從植物基質(zhì)中釋放。余杰等[2]采用硫酸從火龍果皮中提取果膠,得率為2.6%。鄒容[3]利用復(fù)合酸(磷酸+亞硫酸)和單一酸(鹽酸、硫酸、亞硫酸、磷酸、硝酸)分別提取西瓜皮中的果膠,發(fā)現(xiàn)與單一酸比較,復(fù)合酸的得率較高,且提取的西瓜果膠質(zhì)量、色澤更好。Raji等[4]以檸檬酸為提取劑,在pH為1的條件下從甜瓜果皮中提取果膠,得率可達(dá)到29.48%。酸提取法工藝流程簡(jiǎn)單,是工業(yè)上常用的果膠提取方法[5]。無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸都可以用作酸性介質(zhì),無(wú)機(jī)酸相對(duì)有機(jī)酸較便宜,高溫條件下不易分解,但過(guò)強(qiáng)的酸性會(huì)導(dǎo)致果膠結(jié)構(gòu)被破壞[6]。而有機(jī)酸酸度較低,不易引起果膠的降解。

1.1.2 堿提取法 堿性溶液中的羥基離子會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞壁膨脹,破壞纖維素和其他多糖之間的分子間氫鍵,并水解有助于連接細(xì)胞壁多糖和木質(zhì)素的酯鍵[7]。水果中的果膠也可以用pH為9～13的堿溶液在32～80 ℃的溫度下連續(xù)攪拌提取。堿性環(huán)境有助于通過(guò)分解纖維素和半纖維素的交聯(lián)結(jié)構(gòu)來(lái)釋放果膠。王文霞等[8]以馬鈴薯渣為原料,采用堿法提取馬鈴薯果膠多糖,得率達(dá)到23.1%,高于酸提取法和酶提取法的。Cui等[9]在pH 9～11的條件下,用NaOH溶液提取的葡萄柚果膠得率為17.9%～24.5%。相比之下,在pH 1～3的條件下HCl溶液提取的果膠得率略低,為16.2%～21.3%。與酸提取法相比,堿提取法通過(guò)溶解聚合物網(wǎng)絡(luò)釋放果膠,尤其是半纖維素材料,吸附在纖維素微原纖維表面的果膠更容易被提取,從而提高了產(chǎn)量,堿提取法傾向于生成低甲氧基化果膠,同時(shí)保留中性糖側(cè)鏈。但過(guò)量堿的使用,可能會(huì)造成果膠膠凝度下降。

1.1.3 酶提取法 酶通過(guò)水解纖維素或半纖維素來(lái)分解植物細(xì)胞壁,從而釋放出在纖維素網(wǎng)絡(luò)中的果膠。在果膠提取過(guò)程中最常用的酶是纖維素酶、原果膠酶、半纖維素酶和木聚糖酶,近幾年復(fù)合酶的使用較多,復(fù)合酶提取法結(jié)合多種酶的優(yōu)點(diǎn),可更大限度發(fā)揮酶的作用。韋云伊等[10]利用復(fù)合酶法提取木瓜果皮中果膠,采用木聚糖酶和纖維素酶兩種酶組合,得率可達(dá)到28.67%。王艷翠等[11]利用復(fù)合酶法提取蘋果渣果膠,采用纖維素酶、木聚糖酶和酸性蛋白酶3種酶組合,果膠得率達(dá)到了40.66%,較傳統(tǒng)的酸提取法(26.84%)提高了51.49%。酶提取法的優(yōu)點(diǎn)在于提取效率高,此方法不會(huì)腐蝕設(shè)備、可以節(jié)省能源,提取過(guò)程中幾乎無(wú)逆反應(yīng),可精確控制酶用量,而且與單一酶相比,復(fù)合酶是更好的選擇。其缺點(diǎn)在于缺少先進(jìn)的技術(shù)支撐與標(biāo)準(zhǔn)化的操作,酶輔助法提取果膠依賴于酶的專一性和選擇性。

1.2 聯(lián)合提取方法

1.2.1 亞臨界水萃取法 亞臨界水萃取是一種簡(jiǎn)單快速且環(huán)保的水解方法,其以亞臨界狀態(tài)(100～374 ℃,0.10～22.00 MPa)的水作為溶劑。在亞臨界水萃取中,萃取溫度[12]、萃取時(shí)間、萃取壓力[13]是決定果膠產(chǎn)量的主要因素。苗壯等[14]采用亞臨界水萃取法提取獼猴桃皮渣中的果膠,在萃取溫度137 ℃、萃取時(shí)間5 min條件下,果膠得率達(dá)到11.41%。Liew等[15]使用亞臨界水以動(dòng)態(tài)模式從柚皮中提取果膠,得率為19.6%。Ma等[16]利用亞臨界水萃取法對(duì)鮮向日葵籽果膠進(jìn)行提取,在萃取壓力0.8 MPa、萃取溫度120 ℃、萃取時(shí)間20 min條件下,果膠得率達(dá)到7.17%。亞臨界水萃取提取過(guò)程中無(wú)需任何預(yù)處理,縮短了提取時(shí)間,并減少了殘留物的產(chǎn)生,提高了提取物的純度,并且不需使用任何酸性或堿性溶液。但其工藝條件控制不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致果膠水解,設(shè)備的相對(duì)復(fù)雜性和高成本也阻礙了超臨界水萃取在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

1.2.2 超聲波輔助提取法 超聲波輔助提取法通過(guò)超聲來(lái)提高介質(zhì)分子的移動(dòng)速率和滲透能力,增強(qiáng)分子間的相互作用,進(jìn)而促使植物組織中的物質(zhì)溶出。孟鴛等[17]利用超聲波輔助酸法提取柚皮中的果膠,在超聲時(shí)間55 min、超聲功率320 W條件下,果膠提取率達(dá)到24.02%。李靚等[18]采用超聲波輔助酸法提取火龍果皮中的果膠,在超聲波功率180 W、超聲溫度65 ℃、提取時(shí)間1.75 h條件下,果膠提取率最高,達(dá)到15.67%。Panwar等[19]采用超聲波輔助酸法從柑橘果皮中提取果膠,在超聲處理時(shí)間24 min、振幅37%的條件下,得率達(dá)到28.82%。相比于傳統(tǒng)酸提取法,超聲波輔助提取法縮短了提取時(shí)間,降低了能源消耗,使用更少的溶劑。但超聲波提取的均勻性較差,因?yàn)槌暡ǖ膹?qiáng)度隨著距離發(fā)射器的距離增大而降低,可能會(huì)導(dǎo)致提取果膠的均勻性不一致。

1.2.3 微波輔助提取法 微波輔助提取法涉及非電離輻射,引起離子傳導(dǎo)和偶極子旋轉(zhuǎn),這兩種機(jī)制相互配合,使加熱速度變快,熱量加速傳質(zhì),有助于瓦解復(fù)雜的果膠纖維素網(wǎng)絡(luò),從而促進(jìn)果膠的溶解和釋放。張燕等[20]采用微波輔助法結(jié)合飽和硫酸鋁提取馬鈴薯渣果膠,在微波時(shí)間1.5 min、飽和硫酸鋁用量405 μL條件下,得率達(dá)到13.79%。張雪嬌等[21]利用微波輔助纖維素酶提取橙皮中的果膠,采用正交試驗(yàn)優(yōu)化了工藝參數(shù),果膠得率可達(dá)到11.49%。Maran等[22]采用微波輔助酸法提取廢棄西瓜皮中的果膠,利用響應(yīng)面設(shè)計(jì)結(jié)合渴求函數(shù)法進(jìn)行工藝優(yōu)化,果膠最高得率達(dá)到25.8%。與常規(guī)方法相比,微波輔助提取能提供更均勻的溫度分布,在更短的時(shí)間內(nèi)獲得更高的果膠得率。然而,微波輻射穿透受設(shè)備的影響較大,且成本較高,難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

1.2.4 超聲—微波輔助提取法 超聲—微波輔助提取法是一種新的果膠提取方法,可以減少果膠的降解,提高提取效率。黎英等[23]采用超聲—微波協(xié)同提取百香果干果皮中的果膠,得率可達(dá)到(12.14±0.06)%。與單獨(dú)水提、超聲、微波法的相比,超聲—微波協(xié)同法提取的得率有較大幅度的提升。Xu等[24]采用超聲波—微波輔助酸法從菠蘿蜜中提取果膠,采用響應(yīng)面法優(yōu)化檸檬酸對(duì)果膠的超聲微波雙輔助提取,最佳條件下果膠的得率可達(dá)到21.5%。超聲誘導(dǎo)的空化現(xiàn)象破壞了果膠細(xì)胞壁,促進(jìn)了果膠的傳質(zhì),而微波輻照則均勻地提高了體系溫度,加速了細(xì)胞壁破裂。這些作用的組合可以共同分解果膠、纖維素和半纖維素的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),促進(jìn)果膠從細(xì)胞壁中釋放。因此,超聲—微波輔助提取可以在低溫下快速高效地提取果膠,從而節(jié)省能源和降低成本。但由于設(shè)備限制,超聲—微波輔助提取仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。

1.2.5 其他聯(lián)合提取方法 除了超聲、微波和超聲—微波輔助提取外,其他新興的聯(lián)合技術(shù)也被用于水果中果膠的提取。聯(lián)合提取法可以充分發(fā)揮各種提取方法的優(yōu)點(diǎn),最大限度地彌補(bǔ)每種方法的缺點(diǎn),從而獲得最佳的提取效果。劉媛潔等[25]采用酶法協(xié)同超聲波輔助酸法提取柚子皮中果膠,在酶用量1.7%、酶解時(shí)間70 min、提取液pH 2.0、超聲功率260 W條件下果膠得率達(dá)到(27.01±0.91)%,故采用酶法協(xié)同超聲波輔助酸法能有效提高果膠得率。李曉娟等[26]以籽用南瓜廢棄果肉為原料,將超聲法的“空化”作用與草酸銨法的“螯合”作用相結(jié)合,利用正交試驗(yàn)優(yōu)化提取果膠工藝。在提取溫度80 ℃、草酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.8%、提取時(shí)間60 min時(shí),果膠平均得率達(dá)到6.09%。這些聯(lián)合提取方法顯著提高了果膠產(chǎn)量,并在食品工業(yè)中顯示出應(yīng)用潛力。

不同來(lái)源、不同方法提取果膠的得率、半乳糖醛酸含量及酯化度見表1。

表1 不同來(lái)源、不同方法提取果膠得率、半乳糖醛酸含量及酯化度

由表1可知,果膠的得率與天然植物原料有著很大關(guān)系,商品果膠的主要來(lái)源多為果膠含量較高的蘋果、柑橘、柚子等,其他天然植物原料根據(jù)提取方法的不同,果膠得率也有所差異,但可以明顯看出,利用聯(lián)合輔助方法提取的果膠得率比傳統(tǒng)提取方法的顯著提高,蘋果渣的果膠得率可高達(dá)40.66%。其中,木瓜果皮、蘋果渣、獼猴桃皮、百香果果皮、南瓜中提取的果膠為高甲氧基果膠,而火龍果皮、甜瓜皮、鮮向日葵籽中提取的果膠為低甲氧基果膠,其半乳糖醛酸含量為45.17%～82.00%,不同提取方法得到的果膠半乳糖醛酸含量存在顯著差別,推斷是由于提取方法不同改變了果膠的結(jié)構(gòu),從而使半乳糖醛酸含量也發(fā)生變化。由表1也可看出,不少種類果皮中的果膠含量較高,由此可見,將廢棄果皮利用起來(lái)提取果膠,既有效利用了資源降低成本,還可提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

2 果膠的生理功能

2.1 降低膽固醇

人體中有兩類膽固醇:一類是高密度脂蛋白膽固醇,對(duì)人體有好處;一類是低密度脂蛋白膽固醇,對(duì)人體有害,而果膠可以減少低密度脂蛋白膽固醇,但對(duì)高密度脂蛋白膽固醇沒有任何影響。Chen等[30]研究發(fā)現(xiàn),每日攝取12～24 g的果膠,能夠使低密度脂蛋白膽固醇降低13%。果膠的分子量和甲氧基化程度越高,脂肪的消化率就會(huì)相應(yīng)下降。高甲氧基化果膠和中甲氧基化果膠能夠使脂滴周圍的水分和脂質(zhì)被困在果膠形成的封閉結(jié)構(gòu)內(nèi),從而增加在消化道內(nèi)的凝膠黏性,抑制脂質(zhì)和脂肪酶的擴(kuò)散。而低甲氧基化果膠則與帶有負(fù)電荷的脂滴相互排斥,使脂滴形成開放結(jié)構(gòu),有利于脂肪酶水解脂肪,從而降低膽固醇水平[31]。

2.2 抗腫瘤

果膠作為一種天然產(chǎn)物,對(duì)腫瘤細(xì)胞有著預(yù)防和改善作用。一方面,果膠及其衍生物,特別是低相對(duì)分子質(zhì)量改性果膠,能抑制細(xì)胞信息傳導(dǎo)通路,改變細(xì)胞周期,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,從而起到抗腫瘤作用。通過(guò)抑制同種細(xì)胞的聚集及異型細(xì)胞間的黏附,從而達(dá)到抗腫瘤轉(zhuǎn)移的目的。De Freitas Pedrosa等[32]研究表明,從成熟木瓜的果肉中提取的果膠可抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖。另一方面,腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的抗性使得其治療困難,通常用于腫瘤治療的化療藥物會(huì)產(chǎn)生有害的副作用。果膠可與其他攜帶抗腫瘤藥物的化合物結(jié)合使用,進(jìn)而提高藥物的生物利用度[33]。果膠基質(zhì)可以通過(guò)二價(jià)或多價(jià)陽(yáng)離子進(jìn)行交聯(lián),與帶相反電荷的聚電解質(zhì)發(fā)生凝聚,或與黏性聚合物、鈣鹽等混合進(jìn)行涂層,有助于減少不必要的藥物釋放,調(diào)節(jié)藥物釋放速率,從而使化療的副作用盡可能降低。

2.3 抗氧化

果膠具有出色的抗氧化能力,它可以通過(guò)抑制或清除生物體內(nèi)的自由基生成,從而達(dá)到抗氧化的效果。一般通過(guò)兩種廣泛使用的體外化學(xué)測(cè)定(包括ABTS+自由基和羥自由基清除)評(píng)估抗氧化能力。ABTS+自由基清除活性主要用于抗氧化劑,通過(guò)將氫原子轉(zhuǎn)化為非自由基物種來(lái)提供氫原子的能力。羥自由基是活性氧自由基最多的,可導(dǎo)致細(xì)胞嚴(yán)重?fù)p傷,因此清除羥自由基對(duì)于保護(hù)生命系統(tǒng)至關(guān)重要。董銀萍等[34]研究發(fā)現(xiàn),山楂果膠能有效調(diào)節(jié)小鼠肝臟的抗氧化活性,并且這種效果與果膠的劑量存在明顯的效應(yīng)關(guān)系。李倩倩等[35]則發(fā)現(xiàn),番茄細(xì)胞壁中的不同類型果膠均具有一定的抗氧化活性,尤其是離子結(jié)合型果膠,其綜合抗氧化活性尤為顯著。Xu等[36]研究表明,蘋果果膠的降解產(chǎn)物展現(xiàn)出了較好的抗氧化特性,這得益于其出色的供氫和供電子能力。這種特性可能與降解產(chǎn)物中含有的低聚半乳糖醛酸和糠醛等具有還原性的物質(zhì)密切相關(guān)。此外,橘皮果膠[37]、百香果皮果膠[38]、秋葵果膠[39]等也具有一定的抗氧化效果。這些研究表明,果膠具有一定的抗氧化活性,而且其抗氧化效果與果膠結(jié)構(gòu)有一定關(guān)聯(lián)。

2.4 降血糖

糖尿病是一種以內(nèi)分泌代謝異常導(dǎo)致持續(xù)性高血糖為特征的疾病,已成為全球第三大生命威脅。長(zhǎng)期的高血糖狀態(tài)會(huì)引發(fā)自由基的大量產(chǎn)生,這些自由基會(huì)破壞胰島細(xì)胞和胰腺組織中的關(guān)鍵生物大分子,進(jìn)而加劇糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)和進(jìn)程。糖尿病在全球患病率為8.3%,是導(dǎo)致殘疾的一大病因[40]。在超過(guò)90%的病例中,2型糖尿病(T2DM)是糖尿病的主要類型,其特征是胰島素抵抗,導(dǎo)致糖耐量受損和高血糖。而果膠具有治療和預(yù)防2型糖尿病的潛力。Hamden等[41]研究發(fā)現(xiàn),攝入發(fā)酵蘋果果膠顯著抑制了與高血糖癥相關(guān)的關(guān)鍵酶的活性,使糖尿病大鼠血液中葡萄糖濃度降低24%。Zhan等[42]發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充果膠可逆轉(zhuǎn)動(dòng)物體內(nèi)和脂肪重量增加、血脂異常、高血糖等現(xiàn)象,從而降低血糖。因此,對(duì)于糖尿病的預(yù)防治療,果膠具有極大潛力。

2.5 利于腸道健康

通過(guò)發(fā)酵降解植物來(lái)源的果膠,可提高腸道微生物群落的穩(wěn)定性,從而改善腸道穩(wěn)態(tài)。果膠能促進(jìn)腸道中有益菌的增殖,比如雙歧桿菌、乳酸桿菌等,加快有益菌的生長(zhǎng)和代謝,減少有害菌數(shù)量。Ferreira等[43]通過(guò)胃腸動(dòng)力學(xué)模型對(duì)柑橘果膠在胃、小腸和結(jié)腸中的消化降解過(guò)程進(jìn)行了深入研究。結(jié)果顯示,在胃和小腸中,果膠的分子量幾乎保持不變,大約88%的果膠維持了其原始結(jié)構(gòu)。然而,當(dāng)進(jìn)入結(jié)腸后,果膠被腸道微生物降解,這一過(guò)程不僅能促進(jìn)腸道蠕動(dòng),還有助于營(yíng)養(yǎng)的吸收。Jiang等[44]探討了蘋果果膠對(duì)飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠模型中腸道微生物群的潛在影響。結(jié)果表明,蘋果果膠具有調(diào)節(jié)腸道微生物群的作用,能夠有效減輕代謝內(nèi)毒素血癥和炎癥反應(yīng),進(jìn)而抑制飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠的體重增加和脂肪堆積。因此,果膠具有促進(jìn)腸道益生菌、抑制病原菌等功能,在維持腸道生態(tài)平衡中發(fā)揮著重要作用。

3 果膠的應(yīng)用

3.1 在食品加工中的應(yīng)用

果膠無(wú)臭味,口感黏滑,可在20倍的水中溶解成乳白色的黏稠膠狀液體。果膠以其優(yōu)良的特性在食品中用作增稠劑、乳化劑、穩(wěn)定劑及抗菌劑。劉少陽(yáng)等[45]將蘋果果膠添加到面粉中,能夠改善面團(tuán)的柔韌性,滿足食品的特殊需求,也可當(dāng)作果醬、乳制品中的增稠劑和穩(wěn)定劑等。李曉等[46]從豆腐柴葉中提取低甲氧基果膠發(fā)現(xiàn)其具有較好的起泡能力和泡沫穩(wěn)定性,可較好地用于食品體系的感官品質(zhì)改善。張苒[47]以乳酸提取法、木瓜蛋白酶提取法和732型陽(yáng)離子交換樹脂提取法分別從檸檬皮中提取果膠,為了探究這3種方法提取的果膠的特性和應(yīng)用潛力,分別對(duì)果膠的理化性質(zhì)、流變學(xué)特性、乳化特性進(jìn)行了比較分析,并在酸性乳飲料中進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試。結(jié)果表明,通過(guò)732型陽(yáng)離子交換樹脂提取法獲得的果膠展現(xiàn)出更為出色的穩(wěn)定性,可作為一種新型的穩(wěn)定劑應(yīng)用于酸性乳飲料的生產(chǎn)中。因此,果膠在食品加工方面發(fā)揮著其優(yōu)良的作用。

3.2 果膠在食品防腐保鮮方面的應(yīng)用

果膠基膜和果膠涂層可較好地應(yīng)用于食品保鮮防腐,是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)所在。Jridi等[48]發(fā)現(xiàn),血橙皮果膠/明膠復(fù)合薄膜比純明膠薄膜具有更好的物理性能,可應(yīng)用于奶酪包裝中,同時(shí)該膜還具有較強(qiáng)的抗氧化活性,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性菌株具有一定的抗菌活性。Priyadarshi等[49]研究了葡萄籽提取物中的果膠對(duì)花生貯藏的影響,發(fā)現(xiàn)花生被涂上果膠涂層并貯藏1個(gè)月后顯著降低了花生脂質(zhì)氧化,這為堅(jiān)果類食品的貯藏提供了較好的思路。Guo等[50]發(fā)現(xiàn)了果膠基薄膜作為肉類新鮮指標(biāo)的新應(yīng)用,加入果膠膜的顯色劑顯示了由粉紅色(pH為3)到黃色(pH為10)的顯著pH依賴性顏色變化,該顏色指示膜可被用作冰鮮牛肉的新鮮度指示。綜上,可以推斷果膠基薄膜和涂層在食品保鮮防腐方面具有良好的潛力。

3.3 果膠在藥物運(yùn)輸中的應(yīng)用

由于果膠是一種大分子膳食纖維,在人體內(nèi)無(wú)法被胃蛋白酶、淀粉酶等消化酶分解,同時(shí)也不受結(jié)腸中腸道菌群的影響,這使得果膠可以作為一種較好的載體物質(zhì),將藥物輸送到需要的部位。淡新鑫[51]以果膠—蔗糖凝膠為載藥內(nèi)核,低甲酯化果膠為覆膜材料,氯化鈣和氯化鋅分別作為交聯(lián)劑,成功構(gòu)建結(jié)腸靶向給藥體系。Jung等[52]研究了以改性果膠為載體包埋吲哚美辛珠狀水凝膠的性能,將其在模擬胃、腸消化環(huán)境后進(jìn)行了體外釋藥試驗(yàn),改性果膠有效地減少了吲哚美辛在胃、腸內(nèi)的釋放率,減少了其在消化道中轉(zhuǎn)運(yùn)的損失。Méndez等[53]研究了3種商業(yè)柑橘果膠樣品和具有不同理化特性的酶改性西瓜皮果膠在兩種果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)(2%和4%)下生產(chǎn)氣凝膠珠評(píng)估它們作為潛在的藥物載體,獲得的氣凝膠顆粒具有高表面積和低堆積密度值,可作為良好的藥物載體。這些研究都表明改性果膠給予了果膠更優(yōu)的功能,使其成為藥物輸送應(yīng)用的有吸引力的載體,為實(shí)現(xiàn)藥物的靶向用藥提供支持。

3.4 果膠在廢水處理中的應(yīng)用

近年來(lái),食品中重金屬污染問(wèn)題頻繁曝光,引起了廣泛關(guān)注。因此,重金屬的去除成為了研究的熱點(diǎn)。在眾多去除方法中,吸附法因其經(jīng)濟(jì)高效、重金屬去除效果好、易回收利用等優(yōu)點(diǎn)而備受科研工作者的青睞,在實(shí)際應(yīng)用中,吸附法已成為去除食品中重金屬的主要手段。姚元勇等[54]以果膠為原料,制備了一種新型吸附材料。通過(guò)分析半乳糖醛酸含量和其成分的酯化度,探討其對(duì)污水中銅離子的吸附作用。發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)堿化作用改性后的果膠可高效吸附污水中的銅離子。Arachchige等[55]對(duì)甘薯殘?jiān)苌墓z進(jìn)行HHP輔助果膠酶修飾,發(fā)現(xiàn)改性紅薯果膠的吸附性能遠(yuǎn)優(yōu)于其他普通吸附劑,進(jìn)而研究了其可能的吸附機(jī)理,發(fā)現(xiàn)其中的靜電相互作用、電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合模式、微沉淀和孔隙率增強(qiáng)了對(duì)鉛離子的吸附性。以上研究表明,果膠吸附重金屬離子具有良好的應(yīng)用前景,可深入研究并大范圍應(yīng)用于實(shí)際廢水處理中。

4 總結(jié)與展望

從天然原料中提取果膠的方法有酸提、堿提、酶提、亞臨界水提、微波和超聲輔助提取、聯(lián)合提取法等。每種方法果膠的產(chǎn)量、生態(tài)影響和生產(chǎn)成本均不同。果膠也被證明可以加快膽固醇代謝、抗腫瘤、抗氧化、降血糖、利于腸道健康等多種生理功能。作為一種天然多糖,廣泛應(yīng)用于食品加工、食品防腐保鮮、藥物運(yùn)輸、廢水處理等方面。基于以上總結(jié),未來(lái)對(duì)果膠的研究可以從3個(gè)方面開展:① 探索綠色高效的果膠聯(lián)合提取方法。不同的提取方法對(duì)果膠的得率及理化性質(zhì)有著較大影響,聯(lián)合提取法可作為首選方案。② 進(jìn)一步提升果皮殘?jiān)葟U棄物中的果膠利用水平。果蔬加工的副產(chǎn)物是果膠豐富的提取原料,合理利用這些副產(chǎn)物,可以得到更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。③ 加強(qiáng)果膠改性技術(shù)的研究。果膠的結(jié)構(gòu)影響著果膠的理化性質(zhì)發(fā)生改變,從而產(chǎn)生不同的生理功能。利用合適的改性技術(shù)可更好地開發(fā)綠色健康新型果膠資源。