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加工处理对果蔬制品中果胶结构和功能影响的最新研究进展

作者:刘璇    来源:毕金峰课题组    发布日期:2020-09-08    点击:次    【字号:    

果胶是存在于高等植物细胞壁中的主要多糖,在决定果蔬产品的物理和营养特性方面起着重要作用。果胶的分子结构通常在食品加工过程中发生变化,从而改变其功能,并显著影响果蔬类产品的理化和营养特性。此外,食品加工还可以诱导果胶相关酶的变化,进一步间接影响果蔬产品中的果胶结构。因此,深入了解食品加工单元操作对果胶结构和功能的影响对于设计品质较优的果蔬产品至关重要。

果蔬食品制造与营养健康团队前期针对果蔬汁加工典型处理(高压均质)对果胶结构及营养品质(生物活性物质生物利用度)的影响进行研究。果胶结构功能特性(甲基酯化度和乳化性)和类胡萝卜素生物利用度之间存在函数关系,果胶甲基酯化度和乳化性越低,类胡萝卜素生物利用度越高(Carbohydrate Polymers, 2018, 203, 176-184; Food Hydrocolloids, 2019, 93, 56-67; Food & Function, 2019, 10, 458-468; Journal of Food Engineering, 2019, 263, 63-69)。果胶结构与类胡萝卜素传递特性、类胡萝卜素生物利用度等均存在显著的关联关系(Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2020, 60, 102279; LWT - Food Science and Technology, 2020, 124, 109125; Journal of Food Composition and Analysis, 2020 91, 103537)。

本综述基于上述研究基础,着重于总结加热处理和非热加工处理(高静压、高压均质、超声、脉冲电场、高压二氧化碳等)对果胶结构、果胶功能特性和产品品质的影响等方面的进展。果蔬加工过程中果胶的变化主要归因于酶促反应和非酶反应,果胶甲酯酶(PME)在低温热烫过程中仍具有一定的活性,增强了Ca2+的结合作用并抑制了β-消除反应,因此可以实现果蔬质构保持。 另一方面,残留的PME对果胶作用可以为聚半乳糖醛酸聚合酶(PG)的作用提供底物,因此降低产品最终的稠度和混浊稳定性。相反,高温热烫会导致PME和PG失活,进而导致质构品质变差,并影响稠度和混浊稳定性。非热加工处理通常可改善果蔬流变特性和质构特性。与单独的热处理相比,热处理和非热加工处理联合作用可以更好地保持果蔬质构和流变特性。在营养品质方面,热处理和非热处理可能破坏细胞壁和细胞膜的完整性,从而促进类胡萝卜素等小分子功能物质的释放并增加其的生物利用度。加工对果胶结构的影响很大程度取决于加工条件,通过采用不同条件加工单元操作可以有针对性地调控果胶结构,从而实现增强果蔬产品的质构、改善流变特性、提高营养品质和混浊稳定性的效果。如何平衡营养品质的优化与理化特性品质的改进,是提升果蔬制品综合品质的重要方面。因此,阐明植物成分的生物合成分子机制和重要组分加工过程变化机理是破解果蔬加工产品品质提升问题的主要挑战。

该研究发表在分析化学领域顶尖期刊《Carbohydrate Polymers(一区,IF:7.182)》上,得到了“十三五”国家重点研发计划项目、国家自然科学基金和中国农科院创新工程的资助。

果蔬加工过程中果胶结构与功能变化及其对制品品质的影响

文章来源:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861720310638

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