菊芋系菊科向日葵属多年生草本植物,在我国北方广泛种植。与其他农作物相比,菊芋能够在盐碱地很好地生长并能够抵抗病虫害。菊芋产量高、营养物质丰富,块茎中含12~20%的菊粉和一定量的果胶、蛋白质、纤维素等。目前菊芋主要用于生产菊粉,生产菊粉后产生了大量废渣,菊芋渣通常在经过简单加工后用作饲料或直接当做废弃物。实验表明菊芋渣(干基)中含有约15%的果胶,如能再次利用这些菊芋渣生产果胶,将会大大增加菊芋加工产业的附加值。果胶是一类天然高分子量的化合物,是细胞壁的重要组成部分,存在于所有陆生植物中。果胶的主链主要是1,4-α-D-半乳糖醛酸,侧链中还含有大量中性糖,如D-半乳糖、L-鼠李糖和L-阿拉伯糖等。果胶广泛应用于食品行业,常用作增稠剂、乳化剂、稳定剂、凝胶剂等。果胶还常用于医药行业,研究表明果胶具有降血糖、血脂、抗癌等生理活性。目前,商品果胶主要来源于柑橘皮和苹果渣。本研究以菊芋渣为原料提取果胶,具体工作内容如下:1、菊芋块茎经过预处理后获得菊芋渣,对菊芋渣中主要成分的含量进行了分析;2、对菊芋渣中果胶的提取条件进行了优化,首先研究了不同的提取剂(盐酸、硫酸、亚硫酸、磷酸)对果胶得率的影响,其中磷酸提取效果最佳。在单因素实验结果的基础上,利用响应面法对实验条件进行了优化,得到果胶的最佳提取条件为:温度100℃、p H=1.52、时间63.62 min,液料比44.4 m L/g,果胶的最高得率为18.76%。3、采用三种不同的方式(喷雾干燥、真空干燥、冷冻干燥)对果胶进行了干燥,研究了干燥方式对果胶性质的影响,并与苹果果胶进行了对比。得到如下结论:Ⅰ.红外光谱分析表明,干燥方式对果胶结构没有显著影响;Ⅱ.抗氧化实验表明,果胶对自由基的清除率表现出剂量依赖性,果胶浓度越高,清除能力越强。喷雾干燥>真空干燥>冷冻干燥,这可能与半乳糖醛酸的含量有关;Ⅲ.不同干燥方式果胶的溶解度为:喷雾干燥>真空干燥>苹果果胶>冷冻干燥;Ⅳ.菊芋果胶的酯化度为55.96%,为高酯果胶;干燥方式对菊芋果胶的收率、酯化度没有显著影响;干燥方式对果胶的半乳糖醛酸含量、水分、灰分具有显著影响。4、对果胶的流变学性质研究发现:Ⅰ.果胶浓度的升高可以提高溶液的粘度,苹果果胶溶液的粘度大于菊芋果胶溶液的粘度;Ⅱ.两种果胶溶液的粘度均受温度的影响,温度越高粘度越低,当温度达到100℃时,溶液逐渐趋向于牛顿流体;Ⅲ.p H对两种果胶溶液粘度的影响规律大体一致,在弱酸条件下果胶溶液的表观粘度较大,当溶液过酸或过碱时,表观粘度均出现不同程度的下降;Ⅳ.蔗糖的加入能够提高果胶溶液的表观粘度,且粘度与蔗糖浓度呈正比;Ⅴ.钙离子对果胶溶液粘度的影响较弱,果胶溶液的粘度随着钙离子浓度的增大而增大。