蚕沙低甲氧基果胶的提取、性质及其应用研究

蚕沙即蚕粪,是养蚕业的副产物,一直以来都未能得到很好的利用,仅用作饲料或肥料,甚至被视为废物而丢弃,从而造成资源的极大浪费。蚕沙中含有丰富的蛋白质和碳水化合物,其中也包括家蚕食用桑叶后残留下来的果胶,是一种极具潜力的果胶资源。本文以蚕沙为原料,采用酸水解-铁盐沉淀法提取天然低甲氧基果胶（low methoxyl pectin,LMP）,并对其流变及凝胶性质进行研究。利用蚕沙LMP与高甲氧基果胶（high methoxyl pectin,HMP）制备复合凝胶,并以之为基质制备脂肪替代品（fat substitute,FS）,应用于低脂蛋黄酱。以得率为指标,通过单因素和正交试验确定了蚕沙LMP的最佳提取条件:用0.25%草酸水解,水解条件为:料液比1:20（g/m L）、p H 1.5、85℃、60 min,沉淀条件为:p H 3.5、铁盐终浓度0.50%。采用该优化工艺处理蚕沙,果胶得率为5.93±0.05%。蚕沙LMP的性质分析结果表明:其半乳糖醛酸含量为69.58±0.31%、甲氧基含量5.62±0.04%、酯化度34.46±0.06%;红外光谱分析发现蚕沙LMP在1636 cm-1和1739 cm-1处出现果胶的特征峰,且1739 cm-1处的吸收峰相对较弱,证明其为LMP,与理化指标分析结果一致,该优化工艺提取的蚕沙LMP品质达国标要求。蚕沙LMP的流变特性的研究结果表明:蚕沙LMP溶液属于非牛顿流体,且果胶浓度越大,溶液的剪切变稀现象越明显;体系黏度会随着果胶浓度的增大而增加,随着体系温度的上升而降低;p H 4.0时溶液黏度较大,p H过大或过小都会导致溶液黏度下降;糖和钙离子对果胶溶液均有较为明显的增稠作用,糖或钙离子的浓度越大,其增稠效果越明显。分析影响蚕沙LMP凝胶强度的因素,结果表明,蚕沙果胶凝胶较优形成条件为:果胶浓度3.0%3.5%、体系p H 4.0、钙离子浓度30～40 mg/g果胶、蔗糖含量20%30%、静置温度5℃、静置时间36 h。与市售LMP相比,蚕沙LMP的凝胶强度相对较弱,市售LMP在2.0%时已经形成预凝胶,而蚕沙果胶小于2.0%时无法形成凝胶,故蚕沙LMP宜用于需低凝胶倍数果胶的食品,或与柑桔类等高凝胶度果胶混合使用。以持水力、凝胶强度和弹性为指标,确定LM-HM复合果胶凝胶的较优形成条件:LMP:HMP=1:1、蔗糖含量45%、果胶浓度1.0%、p H 4.0、钙离子浓度30 mg/g果胶。并以LM-HM复合果胶凝胶为基质制备脂肪替代品,以脱水率和聚集时间为指标,确定其惰性外相CMC的添加量为0.10%,可有效地解决产品脱水和聚集现象。将以LM-HM复合果胶凝胶为基质的FS应用于低脂蛋黄酱,通过流变、质构及感官分析,确定脂肪替代量为20%时,蛋黄酱可以获得较好的感官品质和质构。