分子結構
組成結構
中文名稱：果膠 英文名稱：pectin英文别名：2,3,4,5-Tetrahydroxypentanal; 9000-69-5; pentoseCAS：9000-69-5EINECS：232-553-0分子式：C5H10O5分子量：150.1299
果膠(Pectin)是一組聚半乳糖醛酸。在适宜條件下其溶液能形成凝膠和部分發生甲氧基化（甲酯化，也就是形成甲醇酯），其主要成分是部分甲酯化的α—1,4一D一聚半乳糖醛酸。殘留的羧基單元以遊離酸的形式存在或形成铵、鉀鈉和鈣等鹽。
它的分子式：（C6H10O7 ）n
性狀
果膠為白色或帶黃色或淺灰色、淺棕色的粗粉至細粉，幾無臭，口感黏滑。溶于20倍水，形成乳白色粘稠狀膠态溶液，呈弱酸性。耐熱性強，幾乎不溶于乙醇及其他有機溶劑。用乙醇、甘油、砂糖糖漿濕潤，或與3倍以上的砂糖混合可提高溶解性。在酸性溶液中比在堿性溶液中穩定。
凝膠作用
果膠能形成具有彈性的凝膠，不同酯化度的果膠形成凝膠的機制是有差别的，高甲氧基果膠必須在低pH值和高糖濃度中才能形成凝膠，一般要求果膠含量<1%、蔗糖濃度58%~75%、pH2.8~3.5。因為在pH2.0~3.5時可阻止羧基離解，使高度水合作用和帶電的羧基轉變為不帶電荷的分子，從而使分子間的斥力減小，分子的水合作用降低，結果有利于分子間的結合和三維網絡結構的形成。蔗糖濃度達到58%~75%後，由于糖争奪水分子，緻使中性果膠分子溶劑化程度大大降低，有利于形成分子氫鍵和凝膠。
來源
果膠物質是植物細胞壁成分之一，存在于相鄰細胞壁間的胞間層中，起着将細胞粘在一起的作用。不同的蔬菜，水果口感有區别，主要是由它們含有的果膠含量以及果膠分子的差異決定的。柑橘、檸檬、柚子等果皮中約含30%果膠，是果膠的最豐富來源。按果膠的組成可有同質多糖和雜多糖兩種類型：同質多糖型果膠如D-半乳聚糖、L-阿拉伯聚糖和D-半乳糖醛酸聚糖等；雜多糖果膠最常見 ，是由半乳糖醛酸聚糖、半乳聚糖和阿拉伯聚糖以不同比例組成，通常稱為果膠酸。不同來源的果膠，其比例也各有差異。部分甲酯化的果膠酸稱為果膠酯酸。天然果膠中約20%～60%的羧基被酯化，分子量為2萬～4萬。果膠的粗品為略帶黃色的白色粉狀物，溶于20份水中，形成粘稠的無味溶液，帶負電 。果膠廣泛用于食品工業，适量的果膠能使冰淇淋、果醬和果汁凝膠化。
果膠是一種天然高分子化合物，具有良好的膠凝化和乳化穩定作用，已廣泛用于食品、醫藥、日化及紡織行業。柚果皮富含果膠，其含量達6%左右，是制取果膠的理想原料。果膠分果膠液、果膠粉和低甲氧基果膠三種，其中尤以果膠粉的應用最為普遍。從柚皮中可以制取果膠粉和低甲氧基果膠。
應用
根據我國《食品添加劑食用衛生标準》（GB2760-1996）中規定：果膠可按生産需要适量用于各類食品。果膠可用于果醬、果凍的制造；防止糕點硬化；改進幹酪質量；制造果汁粉等。高脂果膠主要用于酸性的果醬、果凍、凝膠軟糖、糖果餡心以及乳酸菌飲料等。低脂果膠主要用于一般的或低酸味的果醬、果凍、凝膠軟糖以及冷凍甜點，色拉調味醬，冰淇淋、酸奶等。制作方法
果膠粉
制作工藝流程是：原料→預處理→抽提→脫色→濃縮→幹燥→成品。
1．原料及其處理 鮮果皮或幹燥保存的柚皮均可作為原料。鮮果皮應及時處理，以免原料中産生果膠酶類水解作用，使果膠産量或膠凝度下降。先将果皮攪碎至粒徑2～3mm，置于蒸汽或沸水中處理5～8min，以鈍化果膠酶活性。殺酶後的原料再在水中清泡30min，并加熱到90℃5min，壓去汁液，用清水漂洗數次，盡可能除去苦味、色素及可溶性雜質。榨出的汁液可供回收柚苷。幹皮溫水浸泡複水後，采取以上同樣處理備用。
2．抽提 通常用酸法提取。将處理過的柚皮倒入夾層鍋中，加4倍水，并用工業鹽酸調ph至1.5～2.0，加熱到95℃，在不斷攪拌中保持恒溫60min。趁熱過濾得果膠萃取液。待冷卻至50℃，加入1%～2%澱粉酶以分解其中的澱粉，酶作用終了時，再加熱至80℃殺酶。然後加0.5%～2%活性炭，在80℃下攪拌20min，過濾得脫色濾液。
因柚皮中鈣、鎂等離子含量較高，這些離子對果膠有封閉作用，影響果膠轉化為水溶性果膠，同時也因皮中雜質含量高，而影響膠凝度，故酸法提取率較低，質量較差。為解決以上問題，西南農業大學食品學院(1995)對酸法提取作了改進，即在酸法基礎上，按幹皮重量加入5%的732陽離子交換樹脂或按浸提液重量加入0.3%～0.4%六偏磷酸鈉，前者果膠得率可提高7.2%～8.56%，膠凝度提高30%以上，而後者得率提高25.35%～ 35.2%，其膠凝度可達180±3。
3．濃縮 采用真空濃縮法，在55～60c的條件下，将提取液的果膠含量提高到4%～6．5%後進行後續工序處理。近來作者和國内其他單位研究表明，超濾可用于果膠液濃縮，如用切割分子量為50 000u的管式聚丙烯腈膜超濾器，在溫度45℃、ph3.0、壓力0.2mpa條件下進行超濾濃縮，可将果膠濃度濃縮至4.21%，而其雜質含量和經常性生産費用分别僅為真空濃縮的1/5和1/2～1/3。
4．幹燥 常用方法為沉澱幹燥法，即用95%酒精或鋁、銅等金屬鹽類使果膠沉澱。以酒精沉澱法制取的果膠質量最佳。其方法是：在果膠濃縮液中加入重量1.5%的工業鹽酸，攪勻，再徐徐加入等量的95%酒精，邊加邊攪拌，使果膠沉澱析出。再用80%的酒精洗滌，除去醇溶性雜質。然後用95%酸性酒精洗滌2次，用螺旋壓榨機榨幹後，将果膠沉澱送入真空幹燥機在60℃下幹燥至含水量10%以下，把果膠研細，密封包裝即成果膠粉成品。用金屬鹽類沉澱果膠，其雜質含量較高，現較少采用。
直到2013年國外果膠幹燥大多采用噴霧幹燥，即用壓力式噴霧幹燥，将濃縮液在進料溫度150～160℃，出料溫度220～230℃的條件下幹燥，連續化操作中可不斷得到粉末狀産品。西南農業大學食品學院用超濾濃縮液進行噴霧幹燥試驗，結果表明該法是完全可行的，果膠質量符合國家标準。
低甲氧基果膠
制作低甲氧基果膠的方法主要有堿法、酸法和酶法3種。現介紹堿法和酶法兩種。1．堿法 把果膠濃縮液放入不鏽鋼鍋中，加氫氧化铵調ph至10.5，15℃下恒溫保持3h。再加等體積的95%酒精和适量鹽酸，使ph降至5左右。攪拌後靜置1h，濾出沉澱果膠，榨幹，再分别用50%和95%酒精各洗滌1次，壓幹後攤于烘盤上，在65℃真空幹燥器中烘幹，取去磨細、包裝即得成品。産率大約為果膠量的90%。
2．酶法 即用果膠脂酶脫脂提取低甲氧基果膠。廣東省果樹研究所蔡長河等(1996)成功地研制出采用酶法從柚皮中提取低脂果膠的工業化生産技術。與傳統堿法和酸法相比，其具有工藝易于控制、産品質量高、節省能耗和降低成本等優點，現對該法作一簡單介紹，其工藝流程如下：
柚皮→粉碎→水洗→脫脂→提膠→壓濾→沉析→壓濾→除鹽醇洗→壓濾→幹燥→粉碎→成品。
原料攪碎：将原料攪碎成3～5mm大小。
水洗：50℃清水浸泡30min，離心，再用清水漂洗2～3次，直至洗出液呈無色為止。
脫脂：加入适量碳酸鈉以激活果皮内源pe酶，進行脫脂。工藝條件以溫度50℃，時間1h，ph7.0，碳酸鈉為7g/kg新鮮皮(25g/kg幹皮)的組合為最佳。
提膠：加鹽酸(調ph1.7～2.0)在95℃下提膠。
沉析：加入适量cacl2沉析果膠。
除鹽醇洗：将鹽酸、草酸按1：3的比例混合，在醇溶液中除鹽，并經多次醇洗，
幹燥和粉碎：在60℃下真空烘幹，烘幹後的果膠用粉碎機粉碎成果膠粉。該法果膠得率鮮柚皮為3.5%～4%，幹柚皮為12%～15%，膠凝度100±5，脂化度小于50%，達到了美國fcc質量标準。
用途價值
高酯速凝果膠
（1）技術指标
膠凝度：150度±5度（US--SAG）
酯化度：65%-70%
半乳糖醛酸：>65%
外觀：米白色至淡黃色粉末
ph（1%水溶液）2.8±0.2%
水份<12%
灰份<3%
酸不溶性灰份：<0.5%
粒度：<60目
二氧化硫<5ppm
重金屬<0.5ppm
（2）用途，用量參考
果醬、果子凍、果凍：起膠凝作用，成品細膩，富有彈性和韌性，增加香味，使口感幼滑爽口，用量參考：0.3%-0.6%。
棒冰、冰淇淋：起乳化穩定作用，成品口感細膩，滑爽。用量參考：0.1%-0.2%
酸奶，乳酸菌，果汁：起穩定，增稠作用，可延長制品的保存期，具有天然水果風味，用量參考：0.1%-0.3%
焙烤食品：提高面團的透氣性，增強口感，延長保質期。用量參考：面粉量的0.3%-0.8%
（3）使用方法：
将果膠和3---4倍的細白糖拌勻，加入80℃的純淨水攪拌溶解，溶解濃度2.5%-4%，溶解好後按比例加入各種制品中。
低酯果膠
（1）技術指标：
膠凝度：100度±5度（US-SAG法）
酯化度：25%-35%
半乳糖醛酸：>65%
外觀：淡黃色粉末
PH（1%水溶液）：2.8±0.2
水份<12%
灰份<5%
酸不溶性灰份<1%
粒度<60目
二氧化硫<5ppm
重金屬<0.5ppm
（2）用途、用量參考
果醬、果凍，起膠凝作用，用于低糖度食品，低酯果膠制成的果凍，可健胃，增加食量，解除鉛中毒，是兒童的保健食品。
參考用量0.3%-0.8%
粒粒橙及帶果肉型飲料，起穩定作用，可解決粒粒橙及含果肉懸浮飲料的分層，粘壁問題，使果肉均勻分布在飲料中，且口感好。
制藥果膠
（1）技術指标： 膠凝度：>97度（US-SAG法）
酯化度：52-58%
産品說明
果膠
半乳糖醛酸>85%
外觀：本品為白色至淺黃色的顆粒或粉末。
PH（1%）水溶液2.8±0.2
水份<8%
灰份<5%
酸不溶性灰份<1%
粒度<60目
二氧化硫<5ppm
重金屬<5ppm
（2）用途、用量參考
用于果膠秘制藥，并用于降血糖，血酯，解除鉛中毒，解酒劑等保健品。
特種低酯果膠
技術指标：
膠凝度：>100%（US-SAG法）
酯化度：<10%
半乳糖酸醛酸>80%
外觀：淡黃色粉末
PH（1%）水溶液>4
水份<10%
灰份<5%
粒度<60目
重金屬<5ppm
用于尿不濕，可保護嬰幼兒皮膚，用于創口帖，可加速傷口愈合，用于化妝品，可防紫外線輻射。用于墨汁，寫字流暢，穩定不沉澱。
相關應用
概況
由于時代科技的進步，面包已經不是單純的由面粉、鹽、酵母和水所混合制造。許多不同種類的烘焙原料也常被用來改良面包的性質。其中最常見的是一些屬于脂肪甘油酯的乳化劑。而維生素C 或是其溴化物及鈣鹽也會被當成改良劑添加。有關烘焙原料的發展迅速，一些新的烘焙原料也逐漸的受到重視。酵素的使用在過去幾年來就一直被重視，而具有特殊性質和用途的果膠類凝膠物質也被大量的應用在烘焙工業。這篇報導主要是針對特殊用果膠應用在改良面包體積和架售時間的應用。
增加體積和其他特性
面包的體積一直是品質的重要指針。但是由于面粉的生産大都以産量為主要考量，對于品質上的要求較少。因此，由于面粉品質所引起的問題經常的發生，也造成面包發的不好，對于不同加工條件的适用性也不夠。對于上述的問題，最新而有效的解決方法就是使用高甲氧基化果膠。果膠是從橘子皮所萃取的天然原料，在食品工業中早就被廣為利用。由于積極的研究發展，特殊性質的果膠産品也陸續的被研發成功。研究成果包括了一系列的油脂替代産品和應用在烘焙産品的高甲氧基化果膠産品。它能有效的增加面包的體積，而且因為對于水分的吸附力強，亦能增加面團的量。對于面團的鮮度、軟硬度和安定性都有明顯的幫助。
減少面粉使用量
基本上，面團是由面粉、水和酵母混合而成。在混合的過程面粉的面筋蛋白會重新排列對齊甚至部份展開而形成具黏彈性的立體網狀結構，這就是所謂的面團。對于面團而言，延展性和膨發性對于面團在發酵期間形成的體積有絕對的關系。如果面團的延展性不夠，則發酵期間所産生的二氧化碳便無法有效的将面團膨發。因此，含有果膠的面團便能有效的提供面團必需的延展效果，也因此能提高面包的最後烘焙體積。對于面包而言，由于消費者的喜好及面包體積的增加，面包業者自然有利可圖。以漢堡面包為例，果膠能夠在維持現有面包體積的條件下減少30%面粉的使用量。
延長保質期
影響面包架售期長短的因素很多，但是最主要原因是在于澱粉的結晶或老化。事實上大家都知道，面包在出爐的那一刻起便開始變硬，而經過幾天之後，大部分的面包便會變成不能食用。面包軟硬的變化可以簡單的利用質地分析儀來測定，試驗證明，果膠能夠有效的延長面包的架售時間，添加乳化劑和高甲氧基果膠的面包在儲藏6-7 天之後，才會達到對照組的硬度，也就是說，果膠能夠比對照組延長5 天的架售時間。而添加果膠的面包的另外一個優點是，在正常的架售時間内（烘焙後2 -3 天），面包的軟硬度較其它的對照組都來得軟。軟硬度隻是面包架售時間長短的指标之一，另外一個指标是面包的新鮮度，這包括了面包的體積、軟硬度、彈性和口感。
由于添加果膠對于面包體積的影響非常明顯，因此，雖然面包的體積與其架售時間長短沒有直接的關系，但是對于喜歡以體積衡量面包的消費者而言，卻是已經有足夠的差異了。而由實驗數據顯示，面包也比對照組軟。雖然體積及軟硬度的測定，并不能用來預測
面包老化味道産生，但是研究發現，添加果膠的面包在品評分數上比對照組的香味高，而在儲藏七天之後依舊比對照組新鮮。
物性數據
1. 性狀：白色至黃褐色粉末，在20倍水中形成黏稠體，呈弱酸性。2. 密度（g/mL 25ºC）：未确定
3. 相對蒸汽密度（g/mL,空氣=1）：未确定
4. 熔點（ºC常壓）：未确定
5. 沸點（ºC，常壓）：未确定
6. 沸點（ºC,5.2kPa）：未确定
7. 折射率（n20/D）：未确定
8. 閃點（ºC，）：未确定
9. 比旋光度（º）：未确定
10. 自燃點或引燃溫度（ºC）：未确定
11. 蒸氣壓（kPa,25ºC）：未确定
12. 飽和蒸氣壓（kPa,60ºC）：未确定
13. 燃燒熱（KJ/mol）：未确定
14. 臨界溫度（ºC）：未确定
15. 臨界壓力（KPa）：未确定
16. 油水（辛醇/水）分配系數的對數值（25℃）：未确定
17. 爆炸上限（%,V/V）：未确定
18. 爆炸下限（%,V/V）：未确定
19. 溶解性(mg/mL) ：不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有機溶劑。溶于甘油。
存儲方法
食品級塑料袋外套牛皮紙袋密封包裝。貯存于陰涼幹燥處。
合成方法
- 一般從柑橘皮、蘋果皮、葡萄皮、蠶砂和甜菜渣等植物細胞中提取。果膠的提取有酸解法、酶解法和離子交換法，目前比較成熟的是酸解法。酸解法有兩種工藝，這裡以柑橘皮為原料予以說明。酸解鋁鹽沉澱法橘皮水解液經澄清後用1%的氨水調pH值至3.8，再加硫酸鋁鉀使果膠沉析出來。
分離後用乙醇洗滌3～4次以除去鋁鹽。最後調pH值至2.8，并甩幹、幹燥、粉碎得成品。酸解乙醇沉澱法先将柑橘皮破碎至2～3mm，用水浸泡40min并煮沸片刻，以殺滅果膠酶。瀝幹水後的橘皮用10倍0.06mol/L的鹽酸，在80℃下浸泡水解1.5h，水解液過濾、澄清後濃縮3%的濃度。在80℃下加活性炭脫色10min，濾液中加入95%的乙醇，使乙醇濃度達到50%。此時，果膠沉析出來，經壓濾、乙醇洗滌、真空幹燥、粉碎得成品。如在室溫下橘皮先用95%的乙醇浸泡24h提取色素，則水解液可不用活性炭脫色。另外，也可用檸檬酸或草酸代替鹽酸。
2.主要采用抽提法。以蘋果皮為原料,将其充分洗淨,添加1 . 8倍果皮質量的熱水,然後加入濃鹽酸,在加熱下萃取,通過壓濾機過濾,最後在真空濃縮罐中濃縮。濃果膠液再加入乙醇、酒石酸,攪拌均勻,經沉澱、壓幹、洗滌、真空幹燥、粉碎、過篩而得。另外也可在柑橘類果皮等其他含果膠的植物中提取。
主要用途
1.工業生産的果膠的80%～90%用于食品工業，利用其凝膠性生産膠凍、果醬和軟糖。還可用在醫藥方面作止血劑和代血漿，也可用來治療腹瀉和重金屬中毒等。2.用作乳化穩定劑和增稠劑，我國規定可用于各類食品，按生産需要适量使用。3.多用于化妝水、酸性牙粉等,由于它在堿性介質中不夠穩定,因此不能用于堿性化妝品。果膠無毒,無刺激性,可用于需入口的化妝品,如唇膏等。還可用作牙膏的增稠劑和黏結劑。
系統編号
CAS号：9000-69-5
MDL号：MFCD00081838
EINECS号：232-553-0
毒理學數據
急性毒性：LD50：4000mg/Kg（大鼠經口）；4720mg/Kg（兔經皮）。
性質與穩定性
1.對石蕊試劑呈酸性。
2.溶于2 0倍的水中形成黏稠狀液體。
