加工所探究了无花果果胶流变和热力学特性

近日，中国农业科学院农产品加工研究所果蔬加工制造与营养健康创新团队研究了不同浓度和不同温度条件下无花果果胶的稳态和动态流变行为，并采用热分析方法探究了不同升温速率下无花果果胶热力学特性的差异，结合模型拟合分析了其降解机理，相关研究成果发表在国际知名学术期刊《Food Chemistry》（JCR一区，IF=8.5）上。加工所2022级硕士研究生马科科为论文第一作者，毕金峰研究员和易建勇研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2024YFD2100603）和贵州省科技计划项目[黔科合中引地(2024)025]的支持。

果胶已被广泛用于改善食品的流变性能，其中低酯果胶常被作为胶凝剂使用，但目前低酯果胶通常是高酯果胶脱酯而来，成本高且会造成资源浪费，而天然低甲氧基果胶的来源有限。因此，开发新来源天然低甲氧基果胶具有重大意义。随着我国无花果果实产量逐年增加，其副产物的加工与利用已成为重要研究课题。研究发现，无花果果胶作为低酯果胶，具有多种理化功能性质，但尚不明确其在实际应用中的重要性质，如流变和热力学性质等。

本研究通过酸提取法从无花果中获取了一种新型天然低甲氧基果胶，探究不同浓度（20、30、40、50、60 g/L）无花果果胶在不同温度（5、15、25、35、50℃）下的流变特性差异，以及在不同升温速率（5、10、15、20 K/min）下的热力学特性。流变结果表明，无花果果胶溶液呈现出剪切变稀的特性，即表现为假塑性流体；果胶的表观黏度随着浓度的增加和温度的降低而逐渐升高，且在剪切速率-剪切应力曲线中，通过上升-下降的循环形成了滞后环，呈现出触变性。果胶的弹性模量（G′）和黏性模量（G"）随着浓度的降低和温度的升高而逐渐减小。在较高浓度下，果胶表现出从弹性（G′＞G"）向黏性（G′＜G"）转变。热力学结果显示，果胶的热降解主要分为三个阶段，各自的最佳拟合模型分别为：Avrami-Eroféev A1/F1方程（第Ⅰ阶段和第Ⅱ阶段，决定系数R²＞0.9137）、Jander D3方程（第三阶段）（决定系数R²＞0.8349）；随着升温速率的增加，熔融温度（Tm）（240.66℃-250.69℃）和焓变（ΔH）也随之增加。以上研究结果丰富了人们对无花果果胶流变特性和热力学参数的认识。

该研究有助于拓展无花果果胶在食品加工领域的应用，为无花果果胶的生产利用提供了理论依据。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.144317