芒果果皮果胶酯化度调控对其理化特性、结构特征及流变行为的影响机制研究

为解决传统果胶来源单一及功能特性受限的问题，研究人员系统研究了芒果果皮果胶(RMP)经纯化(MP)和梯度脱酯(DEMPs)处理后的结构-功能关系。结果表明：脱酯显著提升半乳糖醛酸(GalA)含量至商业级标准(>65%)，DEMP4展现出最小粒径(1278.67 nm)和最高电位(-36.09 mV)，Ca2+可增强低酯果胶(LMP)的弹性模量(G')。该研究为农业副产物高值化利用提供了理论支撑。

　　

芒果作为全球主要热带水果，其加工过程中产生的果皮占果实重量15%-20%，富含具有高附加值的果胶资源。然而传统柑橘和苹果果胶存在原料受限、功能单一等问题，而芒果果胶的产业化应用受限于其结构特性不明确、酯化度(Degree of Esterification, DE)调控机制缺乏系统研究。现有文献多聚焦提取工艺优化，对纯化和脱酯改性这一决定商业果胶品质的关键工序研究薄弱，特别是脱酯程度与流变性能的构效关系尚未阐明。

来自中国的研究团队通过超声辅助酸提法从"台农1号"芒果皮中提取粗果胶(RMP，得率12%)，经纯化获得MP后，采用碱性脱酯法制备DE为66.26%-33.67%的梯度脱酯果胶(DEMPs)。研究系统分析了不同DE果胶的理化特性、结构演变规律及Ca²⁺介导的凝胶行为，成果发表于《Journal of Future Foods》。

关键技术包括：(1)采用三重透析法去除蛋白质和灰分；(2)通过碱处理时间梯度(30-120分钟)控制DE值；(3)结合高效凝胶渗透色谱(HPGPC)分析分子量分布；(4)运用动态流变仪测定Ca²⁺交联效应；(5)扫描电镜(SEM)观察多孔结构演变。

【基本组分】纯化使MP的半乳糖醛酸(GalA)含量提升27%，脱酯后DEMP₄的GalA达81.81%。DE从84.54%(HMP)降至33.67%(LMP)，符合低糖食品应用需求。

【理化特性】DEMP₄持水性(WHC)达14.72 g H₂O/g，比RMP提升56%。色度分析显示脱酯使L*值从38.92增至55.09，杂质去除效果显著。

【结构特征】单糖组成分析表明脱酯使鼠李半乳糖醛酸-I(RG-I)侧链降解，同型半乳糖醛酸(HG)占比从49.88%升至84.44%。DEMP₄分子量(M_w)降至342.37 kDa，zeta电位-36.09 mV，稳定性最佳。

【流变行为】DEMP₄的稠度系数(K)最低(0.133 Pa·sⁿ)，但Ca²⁺使其弹性模量(G')超越粘性模量(G'')，形成典型"蛋盒"凝胶结构。

该研究首次阐明芒果果皮果胶脱酯过程中的结构-功能演变规律，证实DE调控可定向优化果胶的溶解性、稳定性和凝胶特性。DEMP₄展现的优异性能为开发低糖食品、3D打印生物墨水等提供了新材料选择。研究不仅为农业废弃物高值化利用开辟新途径，其建立的DE精准调控策略更为功能性果胶的工业化生产提供了重要理论依据。