从黄山楂（Crataegus azarolus）中提取果胶的工艺优化及其作为环保型生物聚合物薄膜材料的潜在应用初步评估

《Food Analytical Methods》：Optimization of Pectin Extraction from Yellow Hawthorn (Crataegus azarolus) and Initial Evaluation of Its Potential for Eco-Friendly Biopolymer Films

　　

摘要

Crataegus azarolus（山楂）作为一种新的、尚未被充分利用的植物资源，为果胶提取提供了可能性，从而为如何利用这些未被充分开发的野生果实开辟了新的途径。本研究通过改变pH值和温度，使用0.1 M柠檬酸优化了果胶的提取效率和品质，并全面评估了其物理化学、功能性和结构特性，以评估其制备环保包装膜的初步潜力。提取实验在pH值1.5、2.5和3.5以及温度70、80和90°C的条件下进行。结果表明，在pH 1.5和80°C的条件下获得了最高的果胶提取率（8.43%）；而在较为温和的条件下（pH 3.5、温度70°C），果胶的酯化程度（67.01%）和甲基氧基含量（9.22%）得到了较好保持。提取的果胶纯度较高，灰分含量较低（0.73–1.49%），同时具备优异的功能性能，并通过FTIR光谱展示了典型的结构特征，例如在1740 cm?1附近的酯化羧基峰和在1600 cm?1附近的离子化羧基峰。响应面分析法揭示了显著的二次模型（p < 0.05），且R2值（> 0.91），证实实验值与预测值之间有很强的一致性。温度显著影响了果胶的提取率和颜色参数，而pH值则对果胶的结构和功能行为具有显著影响。所制备的成膜溶液表现出剪切稀释行为，黏度范围为280.7至1000.05 mPa·s，形成的薄膜厚度均匀，介于0.072–0.089毫米之间。尽管这些流变学和物理特性非常有前景，但在确定其商业包装应用的可行性之前，仍需进行进一步的表征，包括机械测试。这些发现凸显了Crataegus azarolus作为未来可持续发展中可再生生物聚合物来源的潜力。

图形摘要

Crataegus azarolus（山楂）作为一种新的、尚未被充分利用的植物资源，为果胶提取提供了可能性，从而为如何利用这些未被充分开发的野生果实开辟了新的途径。本研究通过改变pH值和温度，使用0.1 M柠檬酸优化了果胶的提取效率和品质，并全面评估了其物理化学、功能性和结构特性，以评估其制备环保包装膜的初步潜力。提取实验在pH值1.5、2.5和3.5以及温度70、80和90°C的条件下进行。结果表明，在pH 1.5和80°C的条件下获得了最高的果胶提取率（8.43%）；而在较为温和的条件下（pH 3.5、温度70°C），果胶的酯化程度（67.01%）和甲基氧基含量（9.22%）得到了较好保持。提取的果胶纯度较高，灰分含量较低（0.73–1.49%），同时具备优异的功能性能，并通过FTIR光谱展示了典型的结构特征，例如在1740 cm?1附近的酯化羧基峰和在1600 cm?1附近的离子化羧基峰。响应面分析法揭示了显著的二次模型（p < 0.05），且R2值（> 0.91），证实实验值与预测值之间有很强的一致性。温度显著影响了果胶的提取率和颜色参数，而pH值则对果胶的结构和功能行为具有显著影响。所制备的成膜溶液表现出剪切稀释行为，黏度范围为280.7至1000.05 mPa·s，形成的薄膜厚度均匀，介于0.072–0.089毫米之间。尽管这些流变学和物理特性非常有前景，但在确定其商业包装应用的可行性之前，仍需进行进一步的表征，包括机械测试。这些发现凸显了Crataegus azarolus作为未来可持续发展中可再生生物聚合物来源的潜力。

图形摘要