三、果胶物质 果胶是不同程度酯化和被钠、钾、铵离子中和的α-半乳糖醛酸以1,4-苷键形成的聚合物。 (一)果胶物质的特性 果胶物质在酸性或碱性条件下,能发生水解,可使酯水解和苷键裂解;在高温强酸条件下,糖醛酸残 基发生脱羧作用。 果胶溶液是高粘度溶液,粘度与链长成正比。果胶在一定条件下,具有胶凝能力。 (二)果胶物质凝胶的形成 1、果胶物质疑胶形成的条件与机理 当果胶水溶液含糖量为60%~65%,pH为2.0~3.5,果胶含量为0.3%~0.7%(依果胶性能而异)时, 在室温,甚至接近沸腾的温度下,果胶溶胶也能形成凝胶。 在凝胶过程中,溶液中水的含量对凝胶影响很大,过量的水阻碍果胶形成凝胶。在果胶溶液中添加糖 类,其目的在于脱水,促使果胶粒周围的水化层发生变化,使原来胶粒表面吸附水减少,胶粒与胶粒易于 结合成为链状胶束。高度失水能加快胶束的凝聚,并相互交织,无定向地组成一种连接松弛的三维网络结 构,在网络交界处形成无数空隙,由于氢键和分子间引力的作用,紧紧吸附着糖-水分子。果胶的胶束失水 后结晶而沉淀,形成一种具有一定强度和结构类似海绵的凝胶体。在果胶-糖溶液分散体系内添加一定数量 的酸(酸产生的氢离子能中和果胶所带的负电荷),加速果胶胶束结晶、沉淀和凝聚,有利于形成凝胶 2、影响凝胶强度的因素 (1)果胶相对分子质量与凝胶强度的关系果胶凝胶的强度与果胶相对分子质量成正比(表17-7),因为 在果胶溶液转变为凝胶时是每6~8个半乳糖醛酸单位形成一个结晶中心,所以随着相对分子质量的增大 在标准条件下形成的凝胶强度自然也随之增大。 表177果胶相对分子质量与凝胶强度的关系 相对分子质量(x×10)凝胶强度g/cm)相对分子质量(x10)凝胶强度(g/cm2) 220~300 20~50 11.5 130~180 953 不成凝胶 果胶相对分子质量受果胶的来源及加工条件的影响 (2)酯化程度与凝胶强度的关系果胶凝胶的强度随着酯化程度増大而増髙,因为凝胶网络结构形成时 的结晶中心位于酯基团之间,同时,果胶的酯化程度也直接影响胶凝速度,果胶的胶凝速度随酯化度减小 而减慢。 完全甲酯化的聚半乳糖醛酸的甲氧基含量是16.32%(理论计算值)。但由于羧基有可能与其他基团(如 其他糖类的羟基)结合,实际上能得到的甲氧基含量最高值为12%~14%。实践中以甲氧基在聚半乳糖醛 酸甲酯中的理论计算量16.32%为100%酯化度。 般规定甲氧基含量大于7%者为高甲氧基果胶,小于或等于7%者为低甲氧基果胶。依甲酯化程度 不等,可将果胶分为下列四类 ①全甲酯化聚半乳糖醛酸:100%甲酯化时,只要有脱水剂如糖)存在即可形成凝胶 ②速凝果胶:甲酯化程度在70%(相当于甲氧基含量114%)以上时,加糖、加酸(ρpH3.0~3.4)后可在较 高温度下形成凝胶(稍凉即凝)。这类果胶的相对分子质量大小对凝胶性质的影响更为突出,对于所谓“蜜饯 型”果酱食品,可防止果块在酱体中浮起或沉淀 ③慢凝果胶:甲酯化程度在50%~70%之间(相当于甲氧基含量82%~114%)时,加糖、加酸(pH2.8 32)后,在较低的温度下凝聚(凝聚较慢),所需酸量也因果胶分子中游离羧基增多而增大。慢凝果胶用于柔 软果冻、果酱、点心等生产中,在汁液类食品中可用作增稠剂、乳化剂。 ④低甲氧基果胶:甲酯化程度不到50%(相当于甲氧基含量s7%)时,即使加糖、加酸的比例恰当也难 形成凝胶,但其羧基与多价离子(常用Ca2+,A1)起作用可生成凝胶,多价离子能加强果胶分子的交联作 用。这类果胶的胶凝能力受酯化度的影响大于相对分子质量的影响。低甲氧基果胶在疗效食品制造中有其 特殊用途。 06306 三、果胶物质 果胶是不同程度酯化和被钠、钾、铵离子中和的 α-半乳糖醛酸以 1,4-苷键形成的聚合物。 (一)果胶物质的特性 果胶物质在酸性或碱性条件下，能发生水解，可使酯水解和苷键裂解；在高温强酸条件下，糖醛酸残 基发生脱羧作用。 果胶溶液是高粘度溶液，粘度与链长成正比。果胶在一定条件下，具有胶凝能力。 (二)果胶物质凝胶的形成 1、果胶物质疑胶形成的条件与机理 当果胶水溶液含糖量为 60％～65％，pH 为 2.0～3.5，果胶含量为 0.3％～0.7％(依果胶性能而异)时， 在室温，甚至接近沸腾的温度下，果胶溶胶也能形成凝胶。 在凝胶过程中，溶液中水的含量对凝胶影响很大，过量的水阻碍果胶形成凝胶。在果胶溶液中添加糖 类，其目的在于脱水，促使果胶粒周围的水化层发生变化，使原来胶粒表面吸附水减少，胶粒与胶粒易于 结合成为链状胶束。高度失水能加快胶束的凝聚，并相互交织，无定向地组成一种连接松弛的三维网络结 构，在网络交界处形成无数空隙，由于氢键和分子间引力的作用，紧紧吸附着糖-水分子。果胶的胶束失水 后结晶而沉淀，形成一种具有一定强度和结构类似海绵的凝胶体。在果胶-糖溶液分散体系内添加一定数量 的酸(酸产生的氢离子能中和果胶所带的负电荷)，加速果胶胶束结晶、沉淀和凝聚，有利于形成凝胶。 2、影响凝胶强度的因素 (1)果胶相对分子质量与凝胶强度的关系 果胶凝胶的强度与果胶相对分子质量成正比(表 17-7)，因为 在果胶溶液转变为凝胶时是每 6～8 个半乳糖醛酸单位形成一个结晶中心，所以随着相对分子质量的增大， 在标准条件下形成的凝胶强度自然也随之增大。 表 17-7 果胶相对分子质量与凝胶强度的关系 相对分子质量(×104 ) 凝胶强度(g／cm2 ) 相对分子质量(×104 ) 凝胶强度(g／cm2 ) 18 220～300 9 100～130 14 180～220 5 20～50 11.5 130～180 3 不成凝胶 果胶相对分子质量受果胶的来源及加工条件的影响。 (2)酯化程度与凝胶强度的关系 果胶凝胶的强度随着酯化程度增大而增高，因为凝胶网络结构形成时 的结晶中心位于酯基团之间，同时，果胶的酯化程度也直接影响胶凝速度，果胶的胶凝速度随酯化度减小 而减慢。 完全甲酯化的聚半乳糖醛酸的甲氧基含量是 16.32％(理论计算值)。但由于羧基有可能与其他基团(如 其他糖类的羟基)结合，实际上能得到的甲氧基含量最高值为 12％～14％。实践中以甲氧基在聚半乳糖醛 酸甲酯中的理论计算量 16.32％为 100％酯化度。 一般规定甲氧基含量大于 7％者为高甲氧基果胶，小于或等于 7％者为低甲氧基果胶。依甲酯化程度 不等，可将果胶分为下列四类： ①全甲酯化聚半乳糖醛酸：100％甲酯化时，只要有脱水剂(如糖)存在即可形成凝胶。 ②速凝果胶：甲酯化程度在 70％(相当于甲氧基含量 11.4％)以上时，加糖、加酸(pH3.0～3.4)后可在较 高温度下形成凝胶(稍凉即凝)。这类果胶的相对分子质量大小对凝胶性质的影响更为突出，对于所谓“蜜饯 型”果酱食品，可防止果块在酱体中浮起或沉淀。 ③慢凝果胶：甲酯化程度在 50％～70％之间(相当于甲氧基含量 8.2％～11.4％)时，加糖、加酸(pH2.8～ 3.2)后，在较低的温度下凝聚(凝聚较慢)，所需酸量也因果胶分子中游离羧基增多而增大。慢凝果胶用于柔 软果冻、果酱、点心等生产中，在汁液类食品中可用作增稠剂、乳化剂。 ④低甲氧基果胶：甲酯化程度不到 50％(相当于甲氧基含量≤7％)时，即使加糖、加酸的比例恰当也难 形成凝胶，但其羧基与多价离子(常用Ca2+，A13+)起作用可生成凝胶，多价离子能加强果胶分子的交联作 用。这类果胶的胶凝能力受酯化度的影响大于相对分子质量的影响。低甲氧基果胶在疗效食品制造中有其 特殊用途