低酯化果胶具有优良的凝胶性能,应用非常广泛。目前,商品市场上的低酯化果胶大多采用化学方法处理高酯化果胶制备得到,因而增加了生产成本。寻找天然低酯化果胶来源十分必要,具有重要的经济和社会效益。向日葵是我国主要的油料作物之一,葵盘中富含天然的低酯化果胶,含量高达15-25%。目前,脱籽后的向日葵盘常被丢弃或焚烧,不仅浪费资源,还容易造成环境污染。开发利用向日葵盘中的低酯化果胶不仅有助于丰富商品果胶的种类、提高低酯化果胶的品质,还能够充分利用自然资源、保护环境,具有非常重要的意义。但现阶段还没有成熟的向日葵盘果胶生产技术,也缺乏对其理化性质和精细结构的研究,严重制约着向日葵盘果胶的开发与应用。鉴于以上原因,我们设计了本研究课题,取得了以下研究成果。1.以果胶的得率和糖醛酸含量为优化指标,应用响应面实验设计法优化了向日葵盘果胶LAHP的提取条件。结果显示提取温度、时间和草酸浓度均对果胶的得率和糖醛酸含量具有显著的影响;确定了向日葵盘果胶的最佳提取条件为:提取温度96.0oC,时间1.6 h,草酸浓度0.2%;在此条件下,LAHP的得率为18.83±0.2%,糖醛酸含量为85.43±2.9%。并且LAHP的各项指标均符合国家质量标准的规定。本论文优化的提取条件适用于工业化生产向日葵盘果胶。2.应用流变仪和质构仪系统研究了向日葵盘果胶LAHP的流变性和凝胶性。结果说明LAHP溶液为典型的假塑性流体,其表观黏度随剪切速率和温度的升高而减少,随果胶浓度的增加而增大,随pH的升高先减少后不变,随Ca2+浓度的增加先增大后减少。对LAHP凝胶的质构性分析发现其浓度为0.5%时即可形成凝胶,且凝胶性能随果胶浓度、Ca2+浓度和溶液pH的升高先增大后减少,添加适量蔗糖能够改善凝胶的外观,但是添加量过高时则会产生预凝胶现象。确定了LAHP的最佳凝胶条件为:LAHP浓度1%,Ca2+浓度40 mg/g,溶液pH 4.0,蔗糖含量10%。3.应用离子交换柱层析法将向日葵盘果胶LAHP系统分离得到四个级分,主要级分LAHP-2和LAHP-3均为HG型果胶,具有较高的GalA含量(高于85%)和分子量(分别为103和226 kDa),以及较低的甲酯化度和一定的乙酰化度。应用Endo-PG水解、离子交换柱层析和凝胶柱层析相结合的方法将LAHP水解分级为一个中性糖级分E-N和四个RG-I型果胶级分E-A、E-B-I、E-B-II和E-C。其中E-A和E-B-II主要由HG结构域和RG-I结构域组成,具有较低的分子量和甲酯化度,以及一定的乙酰化度。而E-B-I和E-C主要由RG-I结构域和少量的寡聚GalA片段组成,主链的分支度非常低,并具有很低的甲酯化度和一定的乙酰化度。推测向日葵盘果胶的高HG型果胶含量、低甲酯化度和高分子量是其具有优良凝胶性质的结构基础。4.建立了一种以阳离子交换树脂为催化剂甲酯化修饰果胶的方法。与现有的碘甲烷法和盐酸甲醇法相比,这种方法可广泛应用于HG和RG-I型果胶的甲酯化修饰,而不破坏果胶的结构。通过控制反应条件,即阳离子树脂与果胶的质量比、反应时间和反应温度,能够获得一系列甲酯化度不同、结构相同的果胶分子。此外,反应过程中所用的树脂和甲醇可以回收利用,不仅节约了生产成本,还能有效避免环境污染,具有工业化生产的可能。本论文的研究成果为促进低酯化向日葵盘果胶的开发利用和深入探讨果胶结构与功能的关系提供理论基础和技术支持。