【东莞理工学院-应用案例】Food Chem.(IF=8.5)磁感应电场对柑橘果胶理化、结构和功能特性的影响

2026-03-25
全球果胶市场每年超过 10 亿美元,果胶作为可溶性膳食纤维,可以改善血糖、降低血脂和调节免疫功能。为扩大果胶应用范围,通常采用物理、化学和生物方法对果胶进行改性,果胶的化学改性通常需要高温环境和大量有机试剂,易产生有害物质,并且不环保。而作为一种新型的电磁技术,磁感应电场(MIEF)在食品加工、天然产物提取和多糖改性方面极具应用潜能,避免了化学污染和电极腐蚀,且具有高效的能量传输和转换效率。




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东莞理工学院生命健康技术学院闫景坤教授研究团队联合华南理工大学食品科学与工程学院李冰教授研究团队在农林科学领域Top期刊Food Chemistry发表了题为“Effect of excitation voltage in a magnetically induced electric field on the physicochemical, structural and functional properties of citrus pectin”的文章,采用磁感应电场水解提取系统英都斯特(无锡)感应科技有限公司),探究果胶(CP)在酸性条件,不同激励电压(0V、100V、150V、200V、250V)下循环处理90分钟后,修饰改性后的果胶样品理化性质、结构和功能特性的变化。

研究发现,磁感应电场(MIEF)处理的CPs的糖醛酸含量为52.09%到68.19%,其中,CP-250的DE值最高为46.61%,而对照组CP-0仅为34.98%。MIEF的热效应和非热效应,促进甲基化GalA转化为游离GalA。此外,MIEF处理和对照组的红外吸收光谱无显著差异,对CP官能团和基本化学结构无显著影响。与CP-0相比,MIEF处理后,CP的重均分子量Mw随激励电压的增加而减小,果胶骨架与离子相互作用增强,从而有效减少骨架链长度。MIEF处理不影响CPs的整体单糖组成,但单糖相对含量发生改变。MIEF处理促进CP侧链的降解,在较高的激励电压下降解更显著。CP-0呈现块状、片状等表观结构,而MIEF处理后,随激励电压的增加,CPs表面断裂加剧,呈现为更细的丝状结构。此外,较高的激励电压破坏果胶分子间的氢键,晶体结构发生改变。

酸性条件下MIEF处理提高了CP样品的热稳定性。对照组CP-0受热分解重量损失可达71.81%,而CP-100、CP-200、CP-150、CP-250受热失重依次为71.11%、70.84%、68.34%和66.93%,随激励电压的增加,受热失重率较小,热稳定性显著提升。此外,MIEF处理后的CPs具有更大的假塑性和剪切稀化特性。与 CP-0 相比,CP-100更早或更接近凝胶状态。250 V激励电压下的CP-250弹性更显著。CP-100、CP-150、CP-200和CP-250组的EC(乳化能力)值分别为32.20%、34.33%、31.67% 和 28.13%,显著高于CP-0组(24.47%)。且CP-150的乳化稳定性ES值可达33.33%,远大于对照组CP-0的22.87%。适宜的激励电压诱导产生的磁感应电场可以增强果胶制备的O/W乳液的乳化能力。且在较高激励电压下(250 V),凝胶性能和抗氧化性也显著提升。磁感应电场技术应用于生产高质量改性果胶,在开发性能优异的食品添加剂领域极具发展潜力。

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参考文献:

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141152


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