近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所果蔬加工智造與營(yíng)養(yǎng)健康創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研究了不同組分果膠結(jié)構(gòu)變化及其對(duì)蘋果加工褐變的影響。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Food Chemistry》（JCR一區(qū)，IF=9.8）上，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所2021級(jí)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(guó)家蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-27）和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP-2024-IFST）的支持。
酶促褐變反應(yīng)是影響蘋果加工制品品質(zhì)穩(wěn)定性的關(guān)鍵限制因素。目前研究主要聚焦于多酚氧化酶（PPO）活性的調(diào)控，但關(guān)于酶促褐變與細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制仍缺乏系統(tǒng)性闡釋。果膠作為細(xì)胞壁的重要組分，其理化性質(zhì)及其構(gòu)象變化對(duì)酶促褐變的影響機(jī)制亟待深入探究。
本研究以新鮮蘋果為對(duì)照，通過(guò)比較褐變果漿與CaCl2預(yù)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(jié)構(gòu)特征，系統(tǒng)解析了細(xì)胞壁果膠結(jié)構(gòu)調(diào)控對(duì)酶促褐變的影響機(jī)制。結(jié)果表明，褐變導(dǎo)致細(xì)胞壁顯著降解，果膠組分發(fā)生轉(zhuǎn)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(qiáng)，加速了降解進(jìn)程。相比之下，CaCl2預(yù)處理增強(qiáng)了CSP和NSP的交聯(lián)與熱穩(wěn)定性，抑制了其向WSP的轉(zhuǎn)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(dǎo)了特定糖苷鍵的形成，增強(qiáng)了果膠結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，褐變與PPO和過(guò)氧化物酶（POD）活性增加及抗氧化能力下降密切相關(guān)。
綜合分析，CaCl2通過(guò)穩(wěn)定細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)、維持較高的SOD活性及減少膜脂氧化，進(jìn)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(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，為抑制和調(diào)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
