果蔬加工团队揭示了碱处理调控果胶酯化度抑制冰晶生长的机制

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从碱处理调控果胶酯化度角度揭示了碱改性果胶抑制冰晶生长的内在机制。相关研究成果发表于国际学术期刊《国际生物大分子（International Journal of Biological Macromolecules）》（JCR一区，IF =8.5）。加工所2024级博士研究生张翔为论文第一作者，毕金峰研究员和易建勇研究员为共同通讯作者。

本研究结合实验表征与分子动力学（MD）模拟，系统研究了不同酯化度（DE）碱处理果胶的冰晶重结晶抑制（IRI）活性。结果表明，DE为10%的果胶表现出最强的IRI活性，其平均最大冰晶粒径为20.77 μm，显著低于DE 54%（57.01 μm）和DE 4%（45.76 μm）。DE作为调控参数，可影响果胶的分子量、结构组成及理化特性。最优IRI性能来源于适宜的果胶结构，其能够扰乱水的氢键网络并延缓冰晶生长。300 ns的MD模拟结果表明，DE 10%果胶体系具有最少的水-水氢键数（15,665）以及最多的果胶-水氢键数（84），因此相比高酯化和完全去酯化果胶表现出更优异的冰晶生长抑制能力。能量分析进一步表明，该现象来源于亲水作用与疏水作用之间的协同平衡。上述结果揭示了碱改性果胶调控冰晶重结晶的作用机制，并为果胶基冷冻保护剂的理性设计提供了理论指导。

该研究得到了国家自然科学基金项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2026.152673