基于果胶特性改变罐藏黄桃质构软化机制

 黄桃是我国重要桃品种之一,属于呼吸跃变型果实,后熟迅速,采收期多集中在高温高湿季节,易霉烂变软不耐贮运。目前黄桃加工以罐头为主(约占 75%),罐藏黄桃质构品质(如硬度、咀嚼性等)的保持一直是加工过程中亟待解决的问题,并且罐藏黄桃在其加工及贮藏过程中易发生非微生物引起的汤汁浑浊、果肉溶解、塌陷等现象(即罐头溶质现象),失去商品价值,严重影响桃罐头生产企业的发展。

 以‘金童 5 号’黄桃为原料,解析加工过程(鲜样→预煮→灌汤杀菌)中罐藏黄桃质构品质的变化特性,深入分析罐藏黄桃果胶特性及果胶酶活性,旨在探究罐藏黄桃在加工过程中的质构变化机制,为罐藏黄桃的质构品质的控制与提升提供理论基础。

 1 、加工过程对罐藏黄桃质构品质的影响 加工处理方式不同对罐藏黄桃质构品质有显著影响。随预煮时间的延长,果肉的硬度、咀嚼性、回复性显著降低(P<0.05),弹性、凝聚性无显著变化(P>0.05);杀菌处理 15 min 后果肉硬度、咀嚼性、回复性依然保持下降趋势,主要原因是预煮及热杀菌处理破坏了果肉细胞壁结构,降低了果肉细胞间的黏连程度,导致胞间结合力减弱。4~6 min 时果肉硬度、咀嚼性下降最为明显,可能是由于预煮 4 min 后果肉中心温度才逐渐升高至预煮温度,促进细胞壁多糖(如果胶)的增溶或解聚,主要表现为中胶

 层果胶多糖由原果胶逐渐转变为可溶性的果胶和果胶酸,进而引起果肉质构品质的降低和迅速软化。

 2 、加工过程对罐藏黄桃果肉微观结构的影响 新鲜黄桃果肉细胞细胞壁完整,孔隙均匀而致密;随着预煮时间的延长,果肉细胞发生形变,孔隙大小不均一;热杀菌处理后,大部分果肉细胞无规则膨胀变形,体积变大,部分细胞甚至出现塌陷,细胞膨压改变,果肉回复性降低。

 3 、加工过程对罐藏黄桃多聚半乳糖醛酸酶(PG )及果胶甲( 基酯酶(PME )活力的影响 随预煮时间的延长,PME 活力呈先上升后下降趋势,不同预煮时间存在显著性差异(P<0.05)。预煮 4 min 时,PME 活力略有升高,可能是由于此时 PME 与细胞壁的束缚作用急剧减弱,使PME 更易脱离细胞壁呈现出较高的活力。预煮过程中 PME 保持一定的活力,易催化多甲氧基反应,使果胶 DM 降低、果肉软化,利于 PG 发挥其生理作用,加速果胶多糖降解溶出。预煮后迅速进行热杀菌处理,PME 被完全钝化。

 4 、加工过程对罐藏黄桃果胶含量的影响 预煮 6 min、杀菌 15 min 处理后水溶性果胶(WSP)、螯合性果胶(CSP)含量显著增加(P<0.05),碱溶性果胶(NSP)含

 量无显著变化(P>0.05)。表明热加工过程中,果胶大分子发生了大幅度的降解和水解,特别是热杀菌处理后,罐藏黄桃果肉WSP、CSP 含量增多,可能是由于热力作用能够破坏果胶与细胞壁之间的酯键和氢键,因此有利于提高果胶的萃取率。果胶酶(PME 和 PG)在细胞塌陷后,更易与果胶接触,促使果胶大分子水解、分子链断裂,引发形态变化,也可能是引发果胶各组分含量发生改变的原因之一。

 5 、加工过程对罐藏黄桃果胶甲酯化度(DM )及乙酰化度( (DAc )的影响 新鲜黄桃果胶属于高甲氧基果胶(DM>50%),经预煮及热杀菌处理后 WSP、CSP 的 DM 值均呈下降趋势,且 DM 值低于50%,可能是由于 PME 瞬间释放与果胶作用,降低果胶 DM 值;此外,高温诱导果胶发生脱甲氧基反应,也会使果胶的 DM 值降低。杀菌后,WSP 的 DM 值不再呈现显著性下降趋势,其原因可能是由于热力作用条件下 PME 被完全钝化,不再引发果胶的脱甲氧基反应。

 6 、加工过程对罐藏黄桃果胶分子质量的影响 加工过程中 WSP、CSP、NSP 3 种果胶组分的分子质量-质量浓度色谱图中,3 种果胶组分均呈现出一个主要浓度峰值,罐藏黄桃 WSP 的分子质量主要浓度峰值的洗脱时间为 13.499~18.842

 min,黄桃果肉预煮处理后 WSP 的分子质量略高于鲜样和杀菌处理后果肉,其原因可能是 WSP 组分在罐藏加工过程中先聚合后解聚,因而影响了其洗脱特性。预煮处理后黄桃果肉中 CSP 的主要浓度峰值的洗脱时间发生左移,分子质量增大,表明预煮处理可以使部分果胶分子在短时间的高温下发生集聚效应,改变了 CSP的结构构象;而杀菌处理后果肉中的 CSP 主要浓度峰值的洗脱时间发生右移,分子质量减小,表明长时间热力作用下,CSP 发生了水解或降解。NSP 在加工前后未呈现出显著性差异,可能是由于 NSP 组分聚合性较强,热力作用并未对其产生解聚或水解作用,这与 NSP 含量测定结果较为一致。

 7 、傅里叶变换红外光谱测定结果 FTIR 能高效、快速地对果胶多糖中的基本结构基团进行表征和鉴定,主要吸收峰特征如下:1)在 3 364 cm- 1处的宽峰是果胶分子间和分子内 O—H 伸缩振动特征吸收峰;2)在 2 924 cm- 1处为—CH 2 —中的 C—H 的伸缩和弯曲振动吸收峰,1 743 cm- 1和 1 614 cm- 1处分别为酯化的羧基的 C=O 伸缩振动和羧酸根离子的不对称 C=O 伸缩振动吸收峰;3)1 412 cm- 1处为 C—H 的弯曲振动吸收峰。在 1 743 cm- 1下的峰面积与在 1 743 cm- 1和 1 612 cm- 1下的峰面积之和的比值为 DM,1 743 cm- 1处预煮及杀菌处理后 WSP、CSP 的峰面积均减小,该结论与分光光度测定结果基本一致。

 结 结 论 加工过程中罐藏黄桃果肉质构软化显著,特别是果肉硬度、咀嚼性、回复性均呈显著下降趋势(P<0.05)。微观结构分析结果显示,预煮处理虽破坏细胞壁结构,导致果肉细胞发生形变,孔隙大小不均,细胞空隙增大,但细胞壁结构基本保持完整;热杀菌处理后细胞呈无规则形状,细胞分区逐渐消失且部分细胞坍塌,进而使果肉质地变软。追踪果胶酶活性发现,杀菌处理后 PG活性略有降低,PME 活性随预煮时间的延长显著降低(P<0.05),热杀菌处理后 PME 已经被钝化。果胶组分特性分析表明,预煮及热杀菌处理后 WSP、CSP 含量显著升高,DM 显著降低(P<0.05)。加工过程中,WSP 组分的分子质量略有增加;CSP 组分的分子质量呈现先增加后降低的趋势;NSP 组分由于自身聚合性较强,加工过程中未呈现显著性变化。傅里叶变换红外光谱测定结果表明,罐藏加工能够显著降低 WSP 和 CSP 组分的 DM 值(P<0.05),这与 DM 值测定结果相一致。相比较甲氧基基团,乙酰基基团表现出一定的稳定性,仅在热杀菌处理后略有降低。相关性分析结果表明,加工过程中果胶酶及果胶特性改变对罐藏黄桃质构形成机制起关键作用,后续可针对调控果胶特性作详细探究。

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