一种改性茶果胶的制备方法及其制品和应用技术

本申请涉及果胶结构改性领域，具体涉及一种改性茶果胶的制备方法及其制品和应用。一种改性茶果胶的制备方法，将聚半乳糖醛酸酶与茶果胶溶液混合反应，得到改性茶果胶。本申请通过采用聚半乳糖醛酸酶对茶果胶进行修饰改性，可以显著改善茶果胶的流变性。本申请制备的改性茶果胶具有高黏度、高凝胶性，具有更好的成膜能力。采用本申请改性茶果胶或茶果胶胶体制备的缓释膜，可用于食物保鲜材料，或作为药物糖衣保护药物免受胃酸的侵蚀，将药物递送到指定位点。定位点。定位点。

【技术实现步骤摘要】
一种改性茶果胶的制备方法及其制品和应用


[0001]本申请涉及果胶结构改性领域，具体涉及一种改性茶果胶的制备方法及其制品和应用。

技术介绍

[0002]果胶是一种结构复杂的天然植物多糖，具有多种功能，在食品工业、生物医药及保健品领域发挥着重要作用。在食品工业中果胶主要作为功能性的添加剂，如稳定剂、增稠剂、凝胶剂、乳化剂等进行使用。在医药方面果胶可增加消化液的黏稠程度，使食物在人体内的消化时间延长。果胶的这些作用主要取决于其功能性质，如黏度和凝胶性等。然而，不同来源(柑橘、菜叶、茶叶等)的果胶结构差异较大会导致获得的果胶功能性质不稳定，从而限制了其在食品、医药及其他领域的应用。
[0003]果胶的结构主要包括半乳糖醛酸通过α
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1,4
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糖苷键连接组成的同型半乳糖醛酸(HG)、以鼠李半乳糖醛酸二糖为主链，阿拉伯聚糖、半乳聚糖等中性聚糖为侧链的鼠李糖半乳糖醛酸I(RG I)，以及以半乳糖醛酸为主链，葡萄糖、甘露糖、岩藻糖等多种中性糖构成的复杂侧链组成的鼠李糖半乳糖醛酸II(RG II)。研究表明，在无钙条件下，果胶主要通过氢键和亲疏水作用力以自主结合的模式影响溶液的黏度及其形成凝胶的网络结构。HG结构主要提供氢键和亲疏水作用力，而RG I结构对流变性的贡献来自于侧链的自交联作用。其次，在存在Ca
2+
的条件下，HG结构中半乳糖醛酸主链上未被酯化的羧基可通过Ca
2+
离子连接的“钙桥”形成“蛋盒模型”的凝胶。可见，果胶结构是影响其黏度和凝胶性的关键因素。
[0004]目前，酶法作为果胶结构修饰的重要手段，通过其修饰改性果胶结构或可提高果胶黏度和流变性。现有技术中，用于HG结构改性、促进凝胶形成的酶有果胶甲基酯酶(EC 3.1.1.11)、果胶乙酰基酯酶等，其主要针对HG主链上的羧酸酯的降解，不破坏HG结构主链。酯酶作用后，羧酯基水解，HG主链上的羧基含量增多，其与二价阳离子(Ca
2+
)形成更为紧密的三维网络结构。但是，在无钙条件下，增加的羧基会增强果胶分子链间的静电斥力，阻碍果胶HG结构的自主结合，导致果胶凝胶性变差。例如，专利技术专利CN1089345C采用果胶酯酶等酶修饰果胶结构以提升果胶凝胶性，同时其强调不能采用任何破坏果胶HG结构中高聚半乳糖醛酸主链的酶，例如聚半乳糖醛酸酶等。
[0005]与果胶甲基酯酶(EC 3.1.1.11)、果胶乙酰基酯酶不同的是聚半乳糖醛酸酶(EC 3.2.1.15)是一种针对于HG结构主链降解的酶，其能够催化果胶分子中α
‑
(1,4)
‑
聚半乳糖醛酸的裂解，破坏果胶HG结构，使其链长变短。在大多数果胶中，HG结构占主导地位，当聚半乳糖醛酸酶作用后，果胶中的聚半乳糖醛酸主链会被降解成多片段的短链，其结构单一，无法形成紧密的三维网络结构，流变性较差。例如，专利技术专利申请CN110699405A就是利用这一特性，采用聚半乳糖醛酸酶制备芒果皮果胶低聚糖。该低聚糖是在聚半乳糖醛酸酶作用后，长链果胶裂解形成的短链多糖，其仅含2至20个半乳糖醛酸。虽然该果胶低聚糖具有很好的抗氧化活力和抑菌能力等生理活性功能，但其链长较短，果胶分子间无法形成紧密网络结构，流变性较差。然而，聚半乳糖醛酸酶对具有复杂结构的果胶的作用效果尚未可知，例如
茶叶(渣)等叶类生物质果胶。
[0006]茶叶(渣)中含有约20％
‑
30％的碳水化合物，其中果胶含量约占碳水化合物的50％，可作为商业果胶新来源。然而，与商业柑橘果胶相比，茶果胶具有更为复杂的结构，从而导致其流变性较差。目前，针对茶叶(渣)等叶类生物质中果胶的凝胶化，尚无相关研究和报道。
[0007]因此，需要开发一种茶果胶改性方法，以提高茶果胶的黏度、凝胶性、流变性，提高茶果胶的商业应用价值。

技术实现思路

[0008]鉴于上述问题，本申请提供了一种改性茶果胶的制备方法及其制品和应用，采用聚半乳糖醛酸酶对茶果胶进行修饰改性，从而显著改善茶果胶的黏度和凝胶性，提升其应用价值。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种改性茶果胶的制备方法，将聚半乳糖醛酸酶与茶果胶溶液混合反应，得到改性茶果胶。
[0011]本申请专利技术人在研究过程中，发现叶类生物质果胶中不仅含有丰富的HG结构，其RG I结构也较为丰富，两者的同时存在阻碍了HG和RGI结构本身各自凝胶区的形成，导致果胶本身流变性较差。鉴于此，本申请专利技术人打破传统方法，创造性地利用聚半乳糖醛酸酶对茶果胶进行修饰改性，降解茶果胶中的HG结构。区别于现有技术，上述技术方案采用聚半乳糖醛酸酶对茶果胶进行修饰改性，可以显著改善茶果胶的流变性，得到高黏度高凝胶性的改性茶果胶，其具有良好的成膜能力，可应用于制备缓释膜。
[0012]作为本专利技术进一步的实施方式，所述制备方法包括以下步骤：
[0013]S1、茶果胶溶液的制备：在茶果胶提取液中加入果胶沉淀剂，或者加入酸溶液调节所述茶果胶提取液的pH至2～4，收集得到茶果胶沉淀物；接着，在果胶沉淀物中加入适量水复溶，并调节pH至7～8，得到所述茶果胶溶液；
[0014]S2、改性修饰：在所述茶果胶溶液中加入所述聚半乳糖醛酸酶进行混合反应，反应结束后调节反应溶液pH至7～9，得到改性茶果胶溶液；
[0015]S3、干燥：将所述改性茶果胶溶液进行干燥处理，得到所述改性茶果胶。
[0016]当HG结构被适当降解后，茶果胶能够很好的利用果胶中HG和RG I结构两种不同凝胶机制，这两种机制的存在能够很好的提升茶果胶的流变性。具体的，HG结构主链的适当降解能减少其未酯化的羧基，降低茶果胶间的静电斥力，增强茶果胶分子间的氢键作用力；同时，果胶分子结构中未被破坏的RG I支链间的缠结作用得以增强，进一步提升了果胶整体的自主结合能力；其次，HG结构被适当降解后，其仍存在部分的未酯化的羧基能够与Ca
2+
离子连接的“钙桥”形成“蛋盒模型”的凝胶，配合RG I结构支链的缠结作用可再进一步增强茶果胶的流变性。但是，当HG结构域被过度水解时，短链果胶分子中亲水基团如羧基、羟基等的数量过少，会造成果胶链中的亲水作用下降，导致果胶的溶解性降低，流变性变差。
[0017]作为本专利技术进一步的实施方式，在步骤S2中，所述聚半乳糖醛酸酶的添加量为每克茶果胶沉淀物加入0.2～20U。茶果胶与聚半乳糖醛酸酶的反应中，酶活力是影响果胶HG结构水解程度的重要参数，以每克茶果胶沉淀物为基准，当酶添加量小于0.2U/g时，反应速
率低，难以达到预期改性效果；当添加量大于20U/g时，会导致HG结构域过度水解，短链果胶分子中亲水基团如羧基、羟基等的数量过少，造成果胶链中的亲水作用下降，导致果胶的溶解性降低，流变性变差。
[0018]优选的，在步骤S2中，所述反应的反应pH为5.0～6.5，反应温度为20℃～60℃，反应时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性茶果胶的制备方法，其特征在于，将聚半乳糖醛酸酶与茶果胶溶液混合反应，得到改性茶果胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、茶果胶溶液的制备：在茶果胶提取液中加入果胶沉淀剂，或者加入酸溶液调节所述茶果胶提取液的pH至2～4，收集得到茶果胶沉淀物；接着，在茶果胶沉淀物中加入适量水复溶，并调节pH至7～8，得到所述茶果胶溶液；S2、改性修饰：在所述茶果胶溶液中加入所述聚半乳糖醛酸酶进行混合反应，反应结束后调节反应溶液pH至7～9，得到改性茶果胶溶液；S3、干燥：将所述改性茶果胶溶液进行干燥处理，得到所述改性茶果胶。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述聚半乳糖醛酸酶的添加量为每克茶果胶沉淀物加入0.2～20U；优选的，在步骤S2中，所述反应的反应pH为5.0～6.5，反应温度为20℃～60℃，反应时间为10～600min。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述果胶沉淀剂为乙醇、氯化钙溶液、硫酸钙溶液或硫酸铝溶液。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述酸溶液为稀盐酸、稀硫酸、柠檬酸或酸性磷酸盐溶液。6.一种改性茶果胶，其特征在于，所述改性茶果胶由权利要求1至5中任意一项所述的制备方法制备得到。7.权利要求6所述改性茶果胶在制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晨，林泽鑫，杨新，倪莉，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：