加工所探究了果胶两亲性基团对其冰晶重结晶抑制活性的影响

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果胶的两亲性基团对冰晶重结晶抑制活性的影响。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-天津科技大学2021级联合培养博士毕业生马有川为论文第一作者，加工所毕金峰研究员和易建勇研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金面上项目（32472275）的支持。

果胶在食品、医药等领域广泛应用，其抑制冰重结晶（IRI）活性对提升冷冻体系稳定性具有重要意义，但目前对果胶中亲疏水结构与IRI活性的关系了解有限。通过深入探讨果胶分子两性结构在抑制冰重结晶中的作用，进一步在分子层面将果胶冰晶生长界面构象和生长过程结合，揭示了亲疏水结构对果胶抑制冰重结晶活性的影响机制。

本研究通过酶法脱酯和酰胺化改性构建了不同两亲性基团含量的果胶。结果表明，果胶同时具备疏水性（甲酯）和亲水性（酰胺、羧基）结构时，其两性结构对抑制冰晶再结晶至关重要。酯化度适中（DE 51%）时，果胶分子在溶液中的粒径最小且分散性最优，其与冰晶表面的结合最有效，抑制冰晶长大能力最强。随着酰胺化度（DA）升高，果胶分子亲水性增强，因缺失必要的疏水锚定点，使其对冰晶界面的结合能力下降，IRI活性明显减弱。分子动力学模拟证实，低酯化果胶能显著延缓冰晶生长，其与水分子形成大量氢键及更强静电相互作用，进一步增强其抑冰活性。果胶链在冰-水界面上的吸附和分子柔性的调控，是两性基团协同发挥抑冰效应的结构基础，为改性多糖开发新型食品冷冻保护剂提供理论依据。

该研究首次系统阐明了果胶两性结构微调对抑制冰晶再结晶活性的分子机制，为开发多糖类冷冻制品功能添加剂和生物冷冻保护材料提供了科学指导。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.145683

改性果胶结构

图文摘要