果蔬加工团队探究了不同组分果胶结构变化及其对苹果加工褐变的影响

近日，中国农业科学院农产品加工研究所果蔬加工智造与营养健康创新团队研究了不同组分果胶结构变化及其对苹果加工褐变的影响。相关研究成果发表在国际知名学术期刊《Food Chemistry》（JCR一区，IF=9.8）上，中国农业科学院农产品加工研究所2021级博士毕业生王文月为论文第一作者，加工所毕金峰研究员和李旋副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家苹果产业技术体系（CARS-27）和中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-2024-IFST）的支持。

酶促褐变反应是影响苹果加工制品品质稳定性的关键限制因素。目前研究主要聚焦于多酚氧化酶（PPO）活性的调控，但关于酶促褐变与细胞壁结构之间的关联机制仍缺乏系统性阐释。果胶作为细胞壁的重要组分，其理化性质及其构象变化对酶促褐变的影响机制亟待深入探究。

本研究以新鲜苹果为对照，通过比较褐变果浆与CaCl2预处理果浆中水溶性果胶（WSP）、螯合性果胶（CSP）和碱溶性果胶（NSP）的结构特征，系统解析了细胞壁果胶结构调控对酶促褐变的影响机制。结果表明，褐变导致细胞壁显著降解，果胶组分发生转化与解聚，表现为CSP中鼠李半乳糖醛酸聚糖 I（RG-I）分支度降低，NSP中RG-I线性度增加，且果胶酶活性增强，加速了降解进程。相比之下，CaCl2预处理增强了CSP和NSP的交联与热稳定性，抑制了其向WSP的转化，并显著提高了WSP和CSP中RG-I的比例。尽管NSP中RG-I含量和分支减少，但其同型半乳糖醛酸聚糖（HG）含量升高，维持了较高分子量。此外，CaCl2处理还提高了WSP的酯化度，并诱导了特定糖苷键的形成，增强了果胶结构的稳定性。进一步分析发现，褐变与PPO和过氧化物酶（POD）活性增加及抗氧化能力下降密切相关。

综合分析，CaCl2通过稳定细胞壁结构、维持较高的SOD活性及减少膜脂氧化，进而抑制PPO活性，显著延缓了酶促褐变的发生。该发现揭示了果胶在褐变过程中的动态变化规律，为抑制和调控果蔬加工褐变提供了理论依据。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.145660