从蔓越莓渣中提取的果胶：对其物理化学性质、结构特征、功能特性以及在水桃保鲜中的应用的研究

《Food Chemistry: X》：Pectins extracted from cranberry pomace: A study in physicochemical, structural, functional properties and the application in peach preservation

　　超声辅助自然深熔盐溶剂提取 cranberry pomace 果胶，研究其理化特性及保鲜应用。结果表明，超声辅助 NADES 法（US-NCPP）获得最高果胶含量（5.53%）和最佳抗氧化活性（ABTS IC50=0.55 mg/mL，DPPH IC50=0.21 mg/mL），其制备的果胶膜显著延长桃果保质期至8天。

　　本文研究了使用不同方法从蔓越橘果皮渣中提取果胶的可行性，并探讨了其中一种方法——超声波辅助天然深共熔溶剂（US-NCPP）在水果保鲜中的应用潜力。研究结果显示，US-NCPP在果胶提取过程中表现出了优异的性能，不仅在果胶含量和纯度方面优于其他方法，还展现出出色的抗氧化活性，这表明其在食品包装和保鲜方面具有重要的应用价值。

蔓越橘作为一种富含营养的水果，其鲜果由于酸涩的口感，通常不会直接食用，而是被加工成果汁、酒类和果酱等产品。这一加工过程会产生大量果皮渣，这些果皮渣作为主要的副产品，如何有效利用它们成为研究的热点。果胶作为从果皮渣中提取的重要成分，具有良好的生物相容性和可降解性，因此被广泛用于食品包装材料。然而，传统的果胶提取方法往往依赖于强酸环境，这不仅对设备造成腐蚀，还可能带来环境污染问题。因此，研究者们开始探索更加环保的提取技术，如水提取、有机酸提取和天然深共熔溶剂（NADES）提取等。

研究发现，不同提取方法对果胶的物理化学性质产生了显著影响。例如，水提取法虽然能获得较高的果胶含量，但其提取的果胶往往含有较多的蛋白质杂质，导致纯度较低。相比之下，使用天然深共熔溶剂（NADES）提取的果胶（NCPP）表现出更高的纯度和更高的果胶含量，这可能是由于NADES的低酸性环境能够有效减少蛋白质的共提取。此外，超声波辅助提取（US-NCPP）不仅提升了果胶的纯度，还显著增强了其抗氧化能力，这可能是由于超声波促进了果胶中活性成分的释放，从而提高了其清除自由基的能力。

从物理化学特性来看，US-NCPP在多个指标上表现突出。首先，其果胶含量达到了5.53%，而水提取法获得的果胶含量为4.08%。这说明US-NCPP的提取效率更高。其次，US-NCPP的果胶中甘露糖酸（GalA）含量高达83.20%，这表明其具有较高的甲氧基化程度，而甲氧基化程度是衡量果胶纯度和功能特性的重要指标。此外，US-NCPP在抗氧化活性方面表现优异，其清除ABTS和DPPH自由基的能力均优于其他提取方法，显示出其在食品保鲜中的巨大潜力。

在分子结构方面，研究通过FTIR分析、XRD分析和1H NMR分析等手段，揭示了不同提取方法对果胶分子结构的影响。FTIR分析显示，所有提取的果胶均含有高甲氧基化果胶，这与它们的高纯度特性相符。XRD分析进一步表明，果胶在提取过程中表现出非晶态或半晶态的结构，这种结构特性可能影响其在食品中的应用效果。而1H NMR分析则揭示了果胶中不同单糖组分的分布情况，例如甘露糖酸（GalA）的含量远高于其他单糖，这与果胶的主要结构域（如高甲氧基果胶的HG结构域）密切相关。此外，超声波辅助提取能够降低果胶的分子量，使其具有较低的粘度，这在实际应用中可能有助于提高其加工性能。

在果胶的形态学特征方面，SEM分析显示，不同提取方法获得的果胶在表面结构上存在显著差异。例如，水提取的果胶（WCPP）表面呈现较多的孔洞和凹陷，这可能是由于水提取过程中果胶链的解聚。而NADES提取的果胶（NCPP）则表现出较为均匀和细薄的层状结构，这有助于其在食品包装中的应用。超声波辅助提取进一步改变了果胶的形态，使其呈现出更细长的结构，这种结构可能有助于形成更稳定的生物膜。

研究还评估了US-NCPP作为可食用薄膜在桃果保鲜中的效果。实验结果显示，使用US-NCPP薄膜包裹的桃果在8天的储存期内表现出更优异的保鲜性能。与对照组相比，薄膜处理的桃果在储存过程中其硬度损失明显减缓，总可溶性固形物含量得以更好地维持，重量损失率显著降低，呼吸强度也有所下降。这些结果表明，US-NCPP薄膜能够有效抑制桃果的软化、水分流失和氧化劣化，从而延长其货架期。此外，薄膜处理的桃果在储存过程中其膜脂过氧化产物（MDA）的积累速度明显低于对照组，这说明薄膜处理能够有效延缓桃果的氧化过程，提高其储存稳定性。

研究还发现，US-NCPP薄膜能够显著降低桃果表面的多酚氧化酶（PPO）活性，从而减少桃果的褐变现象。PPO的活性在储存过程中逐渐增加，而US-NCPP处理的桃果其PPO活性的增加幅度远低于对照组，这表明薄膜处理能够有效抑制氧化反应的发生，从而保持桃果的色泽和外观。此外，US-NCPP薄膜的使用还减少了桃果的微生物污染，这可能是由于薄膜能够形成一定的物理屏障，防止水分和氧气的过度交换，从而降低桃果的腐烂率。

在研究的最后，作者指出，US-NCPP作为一种新型的绿色提取方法，不仅在果胶提取过程中表现出更高的纯度和功能特性，而且在实际应用中能够有效延长水果的储存时间，提升其保鲜效果。因此，US-NCPP具有广泛的应用前景，尤其是在食品包装和保鲜领域。未来的研究可以进一步探讨该方法在大规模生产中的可行性，并评估其在商业应用中的经济性和安全性。此外，研究还可以扩展到其他水果的保鲜应用，以验证US-NCPP的普遍适用性。

综上所述，该研究为果胶的绿色提取和高效利用提供了新的思路和方法。通过选择合适的提取溶剂和辅助手段，可以有效提升果胶的纯度和功能特性，使其在食品保鲜领域展现出更大的应用潜力。此外，研究还强调了天然深共熔溶剂（NADES）作为一种绿色溶剂，在食品工业中的重要性。NADES不仅具有低毒性和可生物降解性，还能够减少对环境的影响，这使得其成为传统酸提取方法的理想替代品。未来的研究可以进一步优化提取条件，提高果胶的产量和质量，并探索其在更多食品包装和保鲜应用中的潜力。