质构仪在低酯果胶的凝胶性能研究中的应用

以苏州保曼质构仪为主要研究设备，重点研究了低酯果胶凝胶性能和相关影响因素。研究结果表明，提高低酯果胶浓度和体系pH、适当降低凝胶形成温度是增强凝胶质构性能的有效手段;在几种金属离子中，铜离了促进凝胶形成的能力最强，但其离子浓度必需适中，否则过量的离子会对凝胶性能产生负面影响;低分子糖类成分并非低酯果胶凝胶形成的必备成分，但适量糖类的添加有助于凝胶性能的提高;加热及高速搅拌处理对已经形成的凝胶结构樟产生一定破坏作用。

通常根据果胶分子链中半乳糖醛酸甲酯化比例的高低，将果胶划分为低酯果胶(甲氧基含量小于7%)和高酯果胶(甲氧基含量大于7%)。由于两类果胶分子结构上的差异，其果胶的性质、凝胶机理及对体系的要求也不相同，在具体使用方法上也不一样12]。目前在食品、化工等领域中仍然以应用高酯果胶为主，但随着低糖、低热量食品需求量的大幅度增加，近年来低酯果胶需求的年增长率远远高于高酯果胶。低酯果胶凝胶的形成及其凝胶性能受诸多因素的影响，尽管国内外学者对此进行了相关研究13~8]，但仍不够完善。因此，如何在生产实际中，根据产品特点制备理想的凝胶体系是目前低酯果胶在使用中岌待解决的问题。本研究以商品低酯果胶为研究对象，系统研究了其凝胶形成条件及果胶浓度、pH、金属离子等因素对其凝胶性能的影响，为低酯果胶的实际应用提供理论指导。

1.1材料与仪器

低酯果胶(从柑橘皮中提取，半乳糖醛酸含量大于70%，甲氧基含量6.1%)。

苏州保曼质构仪。

1.2方法

1.2.1质构仪测定条件及参数定义

参考苏州保曼质构仪使用说明书，选择果胶类型样品的测定条件:探头模具为A1BE;探头半径为35mm :实验速度为1.5mm/s;初始速度为5.Omm/s;穿透距离30cm;上提5mm/s ;温度为20℃。质构仪测定的典型曲线，测定参数定义如下。凝胶稳定度(脆性):a1，曲线中出现第一个明显的断裂值;凝胶弹性:A1，凝胶破裂点下的峰面积(Area)1:2;硬度:a2，第一次压缩循环中出现峰值所代表的力;凝胶强度:A2，压缩总正峰面积(Area )1:3;粘性:A3，第一次压缩的负峰面积(Area)3:4，代表探头从食品中离开时难易程度;粘滞力: a3，第一次压缩负峰的峰值。

1.2.2低酯果胶凝胶的制备方法

准确称取-定质量的低酯果胶和蔗糖于250m1烧杯中，加入100ml缓冲溶液(柠檬酸-磷酸氢二钠,pH4),在80℃水浴中加热搅拌20min，使果胶和蔗糖充分溶解后加入一定量硫酸铜溶液(铜离子浓度为10mg/ml)，充分搅拌，待凝胶形成后，室温(20士6℃)下静置24h，于质构仪上测定其凝胶性能。

为了使实验结果具有可比性，通过预实验，确定了一一个低酯果胶凝胶制备的标准条件(即凝胶最容易形成的各相关试剂用量)，以下各因素影响实验的实验条件均是在标准条件的基础上进行的相应调整。标准条件为:pH4缓冲溶液，凝胶体系中低酯果胶含量为1%，蔗糖含量为30%，铜离子与低酯果胶质量比为 15mg/g果胶(注:尽管钙离子是低酯果胶在食品加工中的常用凝胶

剂,但在预实验中发现，二价铜离子更容易促进凝胶的形成，并且形成的凝胶具有鲜艳的颜色，因此，尽管铜离子并不适用于食品添加，但为了便于实验观察减少人为误差，在标准形成条件中选择铜离子为凝胶金属

离子。该实验结果对以钙离子作为凝胶剂的果胶凝胶应同样具有参考价值)。

1.2.3低酯果胶浓度对凝胶质构性能的影响

调整低酯果胶用量使凝胶体系中果胶含量为0.5%～3%，按1.2.2方法制备低酯果胶凝胶(其他条件同标准条件)，测定其凝胶性能曲线，考察果胶浓度对凝胶性能的影响。

1.2.4体系pH对凝胶质构性能的影响

分别用pH为2.8、4.0、6.0和8.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液在标准条件下按1.2.2方法制备低酯果胶凝胶，考察体系pH对凝胶性能的影响。

1.2.5金属离子、糖的种类和浓度对凝胶质构性能的影响

改变金属离子、低分子糖的种类和含量，考察其对凝胶质构性能的影响。

1.2.6

凝胶形成温度和时间对凝胶性能的影响

在标准条件下制备低酯果胶凝胶后，分别在室温条件下放置8、24和32h后测定其凝胶质构性能。

在标准条件下制备低酯果胶凝胶，分别于5℃、室温(20土6℃)、40、60℃条件下放置24h后，测定凝胶性能，考察凝胶形成温度对凝胶性能的影响。

1.2.7加热及搅拌处理对凝胶性能的影响

在标准条件下制备低酯果胶凝胶，于室温下放置24h后，分别于80℃水浴中和高速搅拌条件(室温条件)下处理1h后测定凝胶性能，考察凝胶质构性能的改变情况。