近日，中國農業(yè)科學院農產品加工研究所果蔬加工智造與營養(yǎng)健康創(chuàng)新團隊研究了不同組分果膠結構變化及其對蘋果加工褐變的影響。相關研究成果發(fā)表在國際知名學術期刊《Food Chemistry》（JCR一區(qū)，IF=9.8）上，中國農業(yè)科學院農產品加工研究所2021級博士畢業(yè)生王文月為論文第一作者，加工所畢金峰研究員和李旋副研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家蘋果產業(yè)技術體系（CARS-27）和中國農業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP-2024-IFST）的支持。
酶促褐變反應是影響蘋果加工制品品質穩(wěn)定性的關鍵限制因素。目前研究主要聚焦于多酚氧化酶（PPO）活性的調控，但關于酶促褐變與細胞壁結構之間的關聯(lián)機制仍缺乏系統(tǒng)性闡釋。果膠作為細胞壁的重要組分，其理化性質及其構象變化對酶促褐變的影響機制亟待深入探究。
本研究以新鮮蘋果為對照，通過比較褐變果漿與CaCl2預處理果漿中水溶性果膠（WSP）、螯合性果膠（CSP）和堿溶性果膠（NSP）的結構特征，系統(tǒng)解析了細胞壁果膠結構調控對酶促褐變的影響機制。結果表明，褐變導致細胞壁顯著降解，果膠組分發(fā)生轉化與解聚，表現(xiàn)為CSP中鼠李半乳糖醛酸聚糖 I（RG-I）分支度降低，NSP中RG-I線性度增加，且果膠酶活性增強，加速了降解進程。相比之下，CaCl2預處理增強了CSP和NSP的交聯(lián)與熱穩(wěn)定性，抑制了其向WSP的轉化，并顯著提高了WSP和CSP中RG-I的比例。盡管NSP中RG-I含量和分支減少，但其同型半乳糖醛酸聚糖（HG）含量升高，維持了較高分子量。此外，CaCl2處理還提高了WSP的酯化度，并誘導了特定糖苷鍵的形成，增強了果膠結構的穩(wěn)定性。進一步分析發(fā)現(xiàn)，褐變與PPO和過氧化物酶（POD）活性增加及抗氧化能力下降密切相關。
綜合分析，CaCl2通過穩(wěn)定細胞壁結構、維持較高的SOD活性及減少膜脂氧化，進而抑制PPO活性，顯著延緩了酶促褐變的發(fā)生。該發(fā)現(xiàn)揭示了果膠在褐變過程中的動態(tài)變化規(guī)律，為抑制和調控果蔬加工褐變提供了理論依據(jù)。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.145660
