高静压对黄桃质构相关组分模拟体系的影响*

姚佳，张雅杰，孔民，李瑶，张甫生，胡小松，廖小军，张燕

1(中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京，100083)2(国家果蔬加工工程技术研究中心，北京，100083)3(农业部果蔬加工重点开放实验室，北京，100083)4(教育部果蔬加工工程研究中心，北京，100083)5(西南大学食品科学学院，重庆，400715)

黄桃，又名黄肉桃，属于桃类的一种。黄桃果肉呈黄色，果味甘美，色佳汁多，营养丰富，但极不耐储藏，除鲜食外，大部分用来加工，目前的加工产品主要有黄桃罐头、黄桃汁饮料、黄桃多糖及果脯等，其中尤以黄桃罐头为主［1－2］。目前黄桃罐头的加工主要以热杀菌为主［1］，通过高温可杀灭食品中的致病菌、腐败菌和产毒菌，钝化食品中的内源酶，以期达到长久贮藏的目的。然而，热杀菌工艺普遍存在使黄桃果肉质地变软，硬度降低等问题，严重阻碍了黄桃罐头产业的发展。目前，高静压技术是一种最具商业化前景的非热杀菌技术，与热处理处理相比，对食品质构有显著的保持作用［3－4］。已有大量研究表明，果蔬质地变化主要由果胶变化引起［5］。本实验前期研究结果也发现，高压与热处理后黄桃质地变化与果胶含量变化有关［6］，但这种果肉质地变化，是否全是由果胶变化引起的，各种果胶组分对质地变化的贡献，仍需进一步进行研究，以期探明黄桃果肉质地变化的机制。为此，本文拟建立以细胞壁物质(果胶组分及纤维素)为主的模拟体系，探究高静压处理、热处理以及贮藏过程对细胞壁物质中各种果胶组分及纤维素的变化，并探索各种果胶组分与持水性的关系，以初步推断出高静压处理及其在贮藏过程中对果蔬质地保持的机制。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

黄桃:品种“金童”，种植于北京平谷区，2010年9月9日采摘后4℃冷藏。

氢氧化钠、浓硫酸、盐酸、乙酸、乙酸钠、碳酸钠、EDTA、丙酮、三氯甲烷、硼氢化钠、咔唑、乙醇、硝酸钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、三氟乙酸、甲醇等，均为分析纯(国药集团化学试剂有限公司);D-聚半乳糖醛酸为分析纯(Sigma公司)。

HHP－750型高静压处理装置(7L)(包头科发新型高技术食品机械有限责任公司)，MF－400型真空封口机(广州鸿亿机电设备制造有限公司);MVS－1型旋涡混合器(北京金北德工贸有限公司)，CR21G型高速冷冻离心机(日本Hitachi公司)，T6型紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)，BT124S－分析天平(赛多利斯科学仪器有限公司)等。

1.2 试验方法

1.2.1 模拟体系的制备

称取果肉10 g，加入体积分数95%乙醇30 mL，匀浆，再用相同体积的乙醇洗净搅碎机，将混合物一并放入100℃的水浴锅中煮20 min(或水浴回流40 min)，冷却至室温后用 G4沙芯漏斗(孔径5～15 μm)过滤，不溶物依次用95%煮沸乙醇40 mL及三氯甲烷与甲醇混和液(体积比为1∶1)50 mL冲洗，再用丙酮冲洗，最后得到均一、白色粉末状固体，于35℃烘箱中干燥至恒重，即得细胞壁物质［7］。称取AIR 0.5 g，加水50 mL装入EVOH袋中，真空密封，并用手轻挤使之混匀，置4℃下放置12 h，使之充分溶解，并于24 h内进行高静压处理及热处理。

1.2.2 高静压处理

将细胞壁物质EVOH袋置于高静压处理釜中，于室温(25℃)进行高静压处理，传压介质为水，处理参数为600 MPa/20 min。

1.2.3 热处理

将细胞壁物质EVOH袋置于(90±2)℃恒温水浴锅中，保持中心温度不低于85℃，杀菌时间为20 min，杀菌完毕迅速取出用自来水冷却到室温。

1.2.4 贮藏期观察

将高静压及热处理样品分成两部分，一部分置于(4±2)℃的冷库中贮藏(低温贮藏)，另一部分置于(25±2)℃的空调房中贮藏(常温贮藏)，贮藏一个月后，测定黄桃细胞壁物质的持水性、水溶性果胶、螯合性果胶和碱溶性果胶含量及纤维素含量的变化。

1.2.5 持水性测定

参照 Robertson［8］等方法进行。

1.2.6 果胶组分分离方法

参照 Rose［7］方法制备细胞壁物质，按 Sila［9－10］方法进行果胶组分的分离。

1.2.7 水溶性果胶、螯合性果胶和碱溶性果胶含量的测定测定方法

参考Kyriakidis＆ Psoma［11］测定苹果果胶含量的方法。

1.2.8 纤维素含量测定方法

蒽酮比色法［12］。

1.3 数据统计方法

实验结果以均值±标准误差(Mean±S.E)表示。所有试验均进行3次重复。应用SPSS 11.5统计软件，对数据进行方差分析及相关性分析，P＜0.05表示差异显著，P＞0.05表示差异不显著。用Orign 7.5软件画图，图1、图2中标注字母不同表示有显著性差异(P＜0.05)。

2 结果与分析

2.1 高静压处理对加工后及贮藏期间细胞壁物质持水性的影响

持水性为细胞壁物质的主要功能特性，能够反映其存在于细胞间对细胞的支撑情况，且持水性的变化与细胞壁组分中果胶类物质的变化相关［13］。图1显示高静压处理对细胞壁物质的持水性未产生显著影响，说明高静压处理未破坏细胞壁物质的组分。热处理使细胞壁物质的持水性显著降低，持水性下降10%，表明热处理使持水性高的果胶类物质发生降解，进而降低了细胞壁物质持水性。低温贮藏对高静压/热处理细胞壁物质的持水性无显著影响。常温贮藏使高静压/热处理的细胞壁物质的持水性均有所下降，分别下降了7%和8%。说明较高的贮藏温度对细胞壁物质的持水性影响较大，温度有可能对细胞壁物质中的果胶类物质的降解产生促进作用［14］。持水性变化与加工及贮藏中黄桃果肉的硬度变化相一致。

图1 高静压/热处理对加工后及贮藏期间细胞壁物质持水性的影响

2.2 高静压处理对加工后及贮藏期间细胞壁物质中果胶组分的影响

细胞壁物质中主要的物质为果胶与纤维素，持水性的下降必然与果胶与纤维素的变化有关。从图2中可以看出，高静压处理对细胞壁物质中碱溶性果胶、水溶性果胶及螯合性果胶的含量无显著影响;热处理使碱溶性果胶和螯合性果胶含量显著降低，水溶性果胶含量明显升高。随着贮藏时间延长，3种果胶含量产生了较大的变化;对于高静压处理的细胞壁物质而言，低温贮藏1个月后，碱溶性果胶下降，水溶性果胶上升，螯合性果胶无显著变化;常温贮藏1个月后，碱溶性果胶和水溶性果胶的变化趋势与低温贮藏相一致，且变化幅度更大，但螯合性果胶呈显著增加的趋势。这说明低温对果胶的水解与降解有抑制作用。对于热处理的细胞壁物质而言，低温贮藏1个月后，碱溶性果胶、水溶性果胶、螯合性果胶均无显著变化;常温贮藏1个月后，碱溶性果胶下降、水溶性果胶和螯合性果胶的含量增加。前期热处理已使碱溶性果胶发生较大的降解，故在后期的贮藏过程中，其变化较小。此外，从图2中可以看出，对于纤维素而言，无论是高静压处理或热处理，或是贮藏温度，对其含量无显著影响，这与果肉体系中纤维素含量不影响黄桃质地的结果相一致。

图2 高静压/热处理对加工后及贮藏期间细胞壁物质中果胶组分及纤维素含量的影响

2.3 细胞壁物质中果胶组分间及其与持水性的相关性研究

2.3.1 细胞壁物质中果胶组分间的相关性分析

通过表1中的相关系数分析结果可知，碱溶性果胶与水溶性果胶之间相关性最好(R2=0.847);水溶性果胶与螯合性果胶之间相关性次之(R2=0.243);螯合性果胶与碱溶性果胶之间线性关系最差(R2=0.030)，基本无相关性。同时从表1中可以看出，碱溶性果胶与水溶性果胶、水溶性果胶与螯合性果胶之间呈负相关。说明碱溶性果胶及螯合性果胶降低会引水溶性果胶含量上升;同时螯合性果胶含量增加可由水溶性果胶螯合钙离子引起［15］。碱溶性果胶与螯合性果胶关联性差，说明二者之间无直接转化关系。

图3 细胞壁物质中水溶性果胶(WSP)、螯合性果胶(CSP)及碱溶性果胶(NSP)之间的相关性

表1 细胞壁物质中果胶组分之间的相关性分析

2.3.2 细胞壁物质中果胶组分与持水性的相关性分析

Redgwell等研究发现，持水性的变化与细胞壁组分中果胶类物质的变化相关［14］。在黄桃细胞壁模拟体系中，由表2中的相关系数分析结果可知，水溶性果胶、碱溶性果胶与细胞壁物质持水性相关性较高(R2=0.630;0.628);螯合性果胶与细胞壁物质持水性之间相关性较低。说明细胞壁物质的持水性主要是由水溶性果胶、碱溶性果胶的变化引起的。也即表明果肉体系中水溶性果胶、碱溶性果胶对质地贡献率大。

图4 细胞壁物质中各果胶组分与持水性之间的相关性

表2 细胞壁物质中各果胶组分与持水性之间的相关性分析

3 结论

高静压处理对黄桃模拟体系中细胞壁物质的持水性未产生显著影响;热处理使持水性显著降低。低温贮藏对持水性无显著影响，常温贮藏使持水性下降。对果胶组分含量动态变化分析显示，高静压处理对碱溶性果胶、水溶性果胶及螯合性果胶的含量无显著影响;热处理使碱溶性果胶和螯合性果胶含量显著降低，水溶性果胶含量明显升高，并随着贮藏时间延长，果胶含量有显著变化。高静压/热处理对纤维素含量无显著影响，且在贮藏期间无显著变化。相关性分析显示:碱溶性果胶与水溶性果胶之间相关性最好;碱溶性果胶、水溶性果胶与持水性相关性较高。

果胶组分含量的动态变化及相关性分析结果，可初步推断果肉质地软化主要是由碱溶性果胶变化引起，螯合性果胶和水溶性果胶的变化在热加工致果肉软化中有一定作用，贮藏期间水溶性果胶的变化对果肉软化也有一定贡献。

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