本发明涉及食品工程技术领域，具体涉及一种高效制备低分子量果胶的方法。
背景技术：
果胶是一种存在于植物细胞的初生壁和中间层的酸性杂多糖，主要由ɑ-1,4-糖苷键连接的D-半乳糖醛酸组成。具有降血糖、降血脂等生物活性，经降解制备成低分子量果胶，能显著提高其生物活性并表现出一些新的生物活性，如做为植物免疫激活因子，诱导植物的抗性反应；用作双歧杆菌增殖因子，改善菌群结构；抑制小鼠肝细胞中油脂的积累等，在食品、医药、农业等领域具有广阔的开发应用前景。
目前用于制备低分子量果胶的方法主要有化学法和酶法，其制备难点在于低效费时、难以控制、对环境不友好，因此发明一种环境友好型且高效的制备方法有利于了解果胶复杂的分子结构和功能作用，有利于充分利用我国的柑橘和苹果皮渣等废弃物资源中的果胶以及保护环境，对于促进果胶多糖在食品工业和医药领域的应用具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高效制备低分子量果胶的方法，实现制备低分子量果胶的高效性和环境友好性。
一种高效制备低分子量果胶的方法，包括如下步骤：
(1)将果胶溶解于水中制成果胶溶液，将所述果胶溶液进行介质阻挡放电低温等离子体处理，处理条件为：以空气为放电介质，气隙间距设置为2-4mm，处理电压为50-75V，处理时间为50～90s；
(2)经介质阻挡放电低温等离子体处理后的溶液进行透析20～25h，透析完成后过0.3～0.5μm水膜即得。
本发明利用介质阻挡放电低温等离子体处理果胶，大大缩短了制备低分子量果胶的时间。本发明的实验证明，利用介质阻挡放电低温等离子体技术处理果胶，可实现低分子量果胶制备的高效性和环境友好性，提高了制备效率，有利于促进果胶多糖在食品工业和医药领域的应用，并有利于推动介质阻挡放电低温等离子技术的产业应用。
优选地，溶解所述果胶的水为去离子水。果胶溶液现配现用。
优选地，所述果胶溶液中果胶的浓度为3～8g/L。
优选地，气隙间距设置为2～3mm。
优选地，处理电压为50-60V。
优选地，处理时间为80～90s。
进一步优选地，步骤(1)中的处理条件为：以空气为放电介质，气隙间距设置为2.5mm，处理电压为50-75V，处理时间为90s。更进一步优选地，处理电压为50V和75V。
步骤(2)中的透析时间进一步优选为24～25h，水膜为0.4～0.5μm水膜；更进一步优选地，透析时间为24h，水膜为0.45μm水膜。
气隙间距、处理电压及处理时间均对果胶的降解效果产生影响，且各条件之间在本发明所选范围内存在相互协同作用，随着处理电压、处理时间的增加，有利于增加降解效果，随着气隙间距的减小，有利于增加降解效果。在本发明所选条件下进行果胶降解大大缩短了制备低分子果胶的时间，提高了制备效率，降低了成本
处理电压及气隙间距均是本发明降解结果的重要限制因素，本发明对比了实验组条件：处理电压为25V，处理时间为40s,气隙间距为2mm，其他同实施例1，对照组果胶的分子量为490kDa，低介质阻挡放电温等离子体处理后果胶的分子量降为420kDa。与实施例1相比，处理电压减小，处理时缩短不在本发明所选范围内，降解效果大大减弱；本发明还对比了实验组条件：处理电压为50V，处理时间为50s,气隙间距为5mm，其他同实施例1，对照组果胶的分子量为490kDa，低介质阻挡放电温等离子体处理后果胶的分子量降为410kDa。与实施例1相比，处理间隙增加，降解效果减弱。
对介质阻挡放电低温等离子体处理后的溶液进行透析20～25h(透析袋规格为21mm MD25，Mw：8000—14000)，每隔一段时间更换一次去离子水，透析完成后过0.3～0.5μm水膜，进行分子量的测定。其中，透析袋的使用方法为：把新透析袋剪成适当长度的小段，用沸水煮五至十分钟，再用蒸馏水洗净。不使用的透析膜放入50％乙醇溶液中，密封于4℃保存，接触透析膜过程中必须佩戴手套。使用时，一端用下沉透析袋夹子夹紧，灌满水后，用手指适当加压，检查不漏后，方可装入待透析液样品。样品装完后要留出三分之一以上的空间，以防透析过程中，透析的小分子量较大时，袋外的水过量进入袋内将袋涨破。透析时，每隔一段时间更换一次去离子水，必要时为了加快透析速度，除多次更换透析液外，还可使用磁力搅拌器。透析的容器要大一些，可以使用大烧杯、大量筒或塑料桶。透析完成后过0.45μm水膜，进行分子量的测定。
进一步地，对过水膜后的低分子量果胶进行分子量测定，测定方法采用高效液相色谱仪和凝胶色谱柱进行，其中高效液相色谱条件：流动相0.2mol/L的NaCl溶液；流速0.5mL/min；进样量50μL，柱温40℃；示差检测器(RI)温度40℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的实验证明，本发明开发了一种高效制备低分子量果胶的方法，实现了制备低分子量果胶的高效性和环境友好性，有利于进一步了解果胶复杂的分子结构和功能作用，促进果胶多糖在食品工业和医药领域的应用。
传统超声波降解90min，柑橘果胶分子量由原来的630kDa降至230kDa；传统HHP超高静水压处理经250MPa处理30min后，甜菜果胶分子量由未加压的558kDa降低到444kDa；传统高速剪切速率24000rpm，剪切时间24h后，果胶分子量由2566.3kDa降至212.7k Da。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一 果胶溶液的配制(5g/L)
称取0.3g果胶，加入60ml去离子水，搅拌使其溶解，即得5g/L的果胶溶液，现用现配。
二 介质阻挡放电低温等离子体处理
实验组：取上述果胶溶液2mL于反应器中，对该溶液进行介质阻挡放电低温等离子体处理。实验条件设定如下：以空气为放电介质，气隙间距设置为2.5mm，处理电压为50V，处理时间为50s。
对照组：取上述果胶溶液2mL不进行低温等离子体处理，只在室温中放置50s。
三 果胶多糖分子量测定
(1)透析
经过介质阻挡放电低温等离子体处理后的溶液以及不作处理的对照组果胶溶液分别进行透析24h，透析完成后过0.45μm水膜，然后进行分子量的测定。
(2)果胶多糖分子量测定
取一系列不同分子量的右旋糖标准品2mg，分别溶于1mL H2O，过0.45μm水膜，-80℃保存备用，利用高效液相色谱仪和凝胶色谱柱测定标品的分子量，制作分子量标准曲线。高效液相色谱条件：流动相0.2mol/L的NaCl溶液；流速0.5mL/min；进样量50μL，柱温40℃；示差检测器(RI)温度40℃。最后，采用相同的色谱条件检测样品的分子量。
结果如下：对照组果胶的分子量为490kDa，低介质阻挡放电温等离子体处理后果胶的分子量降为350kDa。由此可见，本发明的方法在50V的条件下处理50s时能有效降低果胶的分子量。
实施例2
一 果胶溶液的配制(5g/L)
与实施例1中的一的方法相同。
二 介质阻挡放电低温等离子体处理
与实施例1中的二的方法基本相同，仅将处理电压变为75V。
三 果胶多糖分子量测定
与实施例1中的三的方法相同。
结果如下：对照组果胶的分子量为490kDa，介质阻挡放电低温等离子体处理后果胶的分子量降为120kDa。由此可见，本发明的方法在75V的条件下处理50s时制备低分子量果胶的效果更加明显。
本实施例同实施例1相比，制备低分子量果胶的效果更好。
实施例3
实验组条件：处理电压为50V，处理时间为90s,气隙间距为2.5mm，其他同实施例1，对照组果胶的分子量为490kDa，低介质阻挡放电温等离子体处理后果胶的分子量降为67kDa。与实施例1相比，处理时间增加，降解效果增强。
实施例4
实验组条件：处理电压为50V，处理时间为50s,气隙间距为2mm，其他同实施例1，对照组果胶的分子量为490kDa，低介质阻挡放电温等离子体处理后果胶的分子量降为260kDa。与实施例1相比，处理间隙减小，降解效果增强。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。