基于果膠特性改變的罐藏黃桃質(zhì)構(gòu)軟化機(jī)制

于笑顏，呂 健，畢金峰,*，王鳳昭，李 旋，吳昕燁

（1.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110161；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

黃桃是我國(guó)重要桃品種之一[1]，屬于呼吸躍變型果實(shí)，后熟迅速，采收期多集中在高溫高濕季節(jié)，易霉?fàn)€變軟不耐貯運(yùn)。目前黃桃加工以罐頭為主（約占75%）[2]，罐藏黃桃質(zhì)構(gòu)品質(zhì)（如硬度、咀嚼性等）的保持一直是加工過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題，并且罐藏黃桃在其加工及貯藏過(guò)程中易發(fā)生非微生物引起的湯汁渾濁、果肉溶解、塌陷等現(xiàn)象（即罐頭溶質(zhì)現(xiàn)象），失去商品價(jià)值，嚴(yán)重影響桃罐頭生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。罐藏黃桃加工主要包括原料驗(yàn)收、清洗、切瓣、去核、去皮、預(yù)煮、灌湯、封口殺菌等環(huán)節(jié)。預(yù)煮是罐藏黃桃加工中重要的環(huán)節(jié)，可鈍化果肉中催化產(chǎn)生不良反應(yīng)的酶、破壞微生物的生長(zhǎng)繁殖，從而保證后續(xù)加工中黃桃果肉的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)；此外，預(yù)煮能夠增加果肉細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的通透性，進(jìn)而可以提升果肉滲透脫水的速率，改善罐藏產(chǎn)品的品質(zhì)等[3]。熱殺菌是罐藏果蔬加工工業(yè)的核心技術(shù)之一，通過(guò)高溫鈍化果蔬食品中的致病菌、腐敗菌和產(chǎn)毒菌以及食品中的內(nèi)源酶，以達(dá)到長(zhǎng)久貯藏的目的[4]。

罐藏黃桃質(zhì)構(gòu)改變主要是由于細(xì)胞壁多糖和中膠層多糖特性的改變，其中細(xì)胞壁多糖主要由果膠、纖維素和半纖維素構(gòu)成，中膠層多糖主要是果膠多糖。典型的果膠分子包括多聚半乳糖醛酸聚糖（homogalacturonan，HG）、鼠李半乳糖醛酸聚糖（rhamnogalacturonan，RG）-I、RG-II共3 個(gè)結(jié)構(gòu)域，其中HG和RG-I組成果膠分子的主鏈骨架，后者連接有中性糖側(cè)鏈（阿拉伯聚糖或阿拉伯半乳聚糖I、II）[5]。

近年來(lái)，罐藏黃桃的相關(guān)研究主要集中在不同品種制備罐藏黃桃品質(zhì)比較、加工工藝優(yōu)化等方面。初始硬度較高的黃桃品種在罐藏加工后依然保持較高的硬度，但是罐藏加工中的熱處理會(huì)使果肉中的果膠發(fā)生降解，導(dǎo)致罐藏黃桃質(zhì)構(gòu)軟化[6]。將黃桃切分為不同形狀（塊、條、丁）制備成罐藏黃桃，結(jié)果發(fā)現(xiàn)熱殺菌后“塊狀”罐藏黃桃大部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)保持完好且保持較好的硬度[7]?；趥鹘y(tǒng)工藝對(duì)罐藏黃桃色澤與質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響，江艦等[8]通過(guò)調(diào)整護(hù)色工藝和采用五段式中溫（85～92 ℃）殺菌技術(shù)對(duì)罐藏黃桃加工工藝進(jìn)行了優(yōu)化，認(rèn)為中溫殺菌可以更好地保持罐藏黃桃的色澤和組織形態(tài)，但是該技術(shù)的推廣應(yīng)用還需要結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行。鈣離子與果肉細(xì)胞壁或中膠層中的果膠交聯(lián)形成的“鹽橋”能夠增強(qiáng)細(xì)胞壁的張力，進(jìn)而影響罐藏黃桃的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)[9]。目前有關(guān)加工過(guò)程中罐藏黃桃的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)變化還鮮有研究，因此本實(shí)驗(yàn)以‘金童5號(hào)’黃桃為原料，解析加工過(guò)程（鮮樣→預(yù)煮→灌湯殺菌）中罐藏黃桃質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的變化特性，深入分析罐藏黃桃果膠特性及果膠酶活性，旨在探究罐藏黃桃在加工過(guò)程中的質(zhì)構(gòu)變化機(jī)制，為罐藏黃桃的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的控制與提升提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘金童5號(hào)’黃桃采自北京平谷，當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后立即貯藏于4 ℃冷庫(kù)。

氯化鈉、氫氧化鈉、鹽酸、硫酸、丙酮、四硼酸鈉、乙酸銨、戊二酮、3,5-二硝基水楊酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）、三羥甲基氨基甲烷（trimethyminomethane，Tris）（均為分析純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；體積分?jǐn)?shù)95%乙醇 北京北化試劑公司；酯化度70%～75%蘋果果膠、D-半乳糖醛酸、間羥基聯(lián)苯、乙醇氧化酶 美國(guó)Sigma公司；HG北京潤(rùn)葉生物有限公司；K-ACETRM酶試劑盒 愛(ài)爾蘭Megazyme公司；溴化鉀（光譜級(jí)） 美國(guó)Pike公司；白砂糖（食用級(jí)） 超市發(fā)超市。

1.2 儀器與設(shè)備

TA.HD plus物性分析儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司；S-570掃描電子顯微鏡 日本Hitachi公司；XSPBM10A光學(xué)顯微鏡 上海光學(xué)儀器六廠；907 Titrator自動(dòng)電位滴定儀 瑞士Metrohm公司；DAWN HELEOS-II多角度激光光散射-凝膠色譜聯(lián)用儀 美國(guó)Wyatt公司；TENSOR27傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR）儀 德國(guó)Bruker公司；HZQ-F160恒溫水浴鍋 蘇州培英實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；S-210 pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；UV1800紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 日本島津公司；DU-20電熱恒溫油浴鍋 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；T25高速分散機(jī) 德國(guó)IKA公司；JYL-C51V料理機(jī) 中國(guó)九陽(yáng)股份有限公司；5804R離心機(jī) 德國(guó)Eppendorf公司；C21-Simple101電磁爐 廣州美的集團(tuán)。

1.3 方法

1.3.1 罐藏黃桃的加工工藝及預(yù)處理

1.3.1.1 罐藏黃桃的加工流程

篩選無(wú)病蟲、無(wú)機(jī)械損傷的黃桃，經(jīng)清洗、切瓣、挖核、去皮后進(jìn)行預(yù)煮處理，后冷卻至室溫，裝入已經(jīng)滅菌的玻璃罐中，灌湯（糖度19.2°Brix，煮沸5 min，溫度≥85 ℃）后進(jìn)行封口，熱殺菌處理15 min。

1.3.1.2 預(yù)煮處理

本實(shí)驗(yàn)將切瓣（二分切，直徑（6.76±0.29）cm）黃桃放到（90±2）℃的熱水中，分別預(yù)煮2、4、6 min后取出，流水冷卻至室溫后于4 ℃下貯存（12 h內(nèi)測(cè)定）。

1.3.1.3 熱殺菌處理

玻璃罐、金屬旋蓋預(yù)先殺菌。黃桃預(yù)煮后經(jīng)裝罐、灌湯、密封處理，倒置于沸水中，保持中心溫度不低于85 ℃，殺菌時(shí)間為15 min，殺菌完畢迅速取出，流水冷卻后于室溫下貯存（12 h內(nèi)測(cè)定）。

1.3.2 罐藏黃桃果肉質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的分析

采用物性分析儀TPA模式測(cè)定罐藏黃桃質(zhì)構(gòu)，測(cè)定指標(biāo)：硬度、咀嚼性、回復(fù)性、彈性、凝聚性。取形狀、大小一致的黃桃樣品，切取10 mm×10 mm×10 mm大小的果塊，每個(gè)樣品重復(fù)10 次。測(cè)試參數(shù)：預(yù)壓速率、下壓速率、上行速率均為1 mm/s，壓縮程度為60%，停留間隔為5 s，數(shù)據(jù)采集速率為200 pps，觸發(fā)力為5 g，探頭為P/36。

1.3.3 罐藏黃桃的形態(tài)觀察

1.3.3.1 掃描電子顯微鏡觀察

將黃桃樣品切成4 mm×4 mm×4 mm大小的果塊，置于體積分?jǐn)?shù)4%戊二醛（室溫）固定1～4 h，真空抽氣0.5 h，0.1 mol/L磷酸緩沖溶液清洗3 次，每次20 min；體積分?jǐn)?shù)1%鋨酸固定4 h，0.1 mol/L磷酸緩沖溶液清洗3 次，每次20 min；梯度乙醇（體積分?jǐn)?shù)分別為50%、70%、95%）脫水，乙酸異戊酯過(guò)渡。將待測(cè)樣品平鋪于雙面黏有導(dǎo)電膠的載物臺(tái)上，噴金鍍膜后觀察黃桃細(xì)胞組織的微觀結(jié)構(gòu)[10]。

1.3.3.2 光學(xué)顯微鏡觀察

選用半薄切片技術(shù)，將黃桃果肉切塊，用福爾馬林-乙酸-乙醇固定1～4 h，真空抽氣0.5 h，0.1 mol/L磷酸緩沖溶液清洗2 次，每次停留15 min；體積分?jǐn)?shù)1%鋨酸固定1～2 h、0.1 mol/L磷酸緩沖溶液清洗2 次，每次停留15 min；室溫條件下，分別用體積分?jǐn)?shù)50%、70%、95%乙醇脫水，每次停留15 min；用1∶1（V/V）丙酮和環(huán)氧樹(shù)脂混合液滲透4 h，換新鮮包埋劑過(guò)夜；用新配制的包埋劑包埋樣品，在70 ℃下聚合8 h；修整包埋塊，在超薄切片機(jī)上用玻璃刀制片，將制得的5 μm半薄切片置于載玻片上，用光學(xué)顯微鏡觀察[11]。

1.3.4 罐藏黃桃果肉中果膠結(jié)構(gòu)特性的分析

1.3.4.1 果膠甲基酯酶活力測(cè)定

果膠甲基酯酶（pectin methyl-esterase，PME）的提取參考Ly-Nguyen等[12]的方法。稱取500 g黃桃樣品加入300 mL蒸餾水打漿，抽濾，濾渣加入300 mL蒸餾水洗滌后再次抽濾，濾渣重復(fù)洗滌2 次，按1∶1.3的質(zhì)量比加入0.2 mol/L pH 8.0的Tris-HCl緩沖溶液（含1 mol/L NaCl），振蕩混勻，置于4 ℃冰箱中過(guò)夜，抽濾后得濾液即為粗酶液。

PME活力的測(cè)定：根據(jù)Castro等[13]的方法略作修改。通過(guò)在pH 7.5和30 ℃下測(cè)量酸的釋放作為時(shí)間的函數(shù)來(lái)測(cè)定PME活力。采用電位滴定法，向60 mL蘋果果膠溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%、pH 7.5，含1 mol/L NaCl）中加入0.5 mL粗酶液。在30 ℃水解期間，用0.01 mol/L NaOH滴定，維持pH 7.5，記錄15 min內(nèi)NaOH溶液的消耗體積。以NaOH溶液體積隨時(shí)間消耗的速率表征相對(duì)酶活力大小。按公式（1）計(jì)算PME相對(duì)酶活力。

1.3.4.2 多聚半乳糖醛酸酶活力測(cè)定

多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）的提取參考Balogh等[14]的方法并稍作修改。黃桃打漿，按1∶10的質(zhì)量比加入0.2 mol/L pH 8.0的Tris-HCl緩沖溶液（含1 mol/L NaCl），振蕩混勻，置于4 ℃冰箱中提取18 h，于10 000×g離心15 min，上清液即為粗酶液。

PG活力的測(cè)定：用DNS比色法進(jìn)行測(cè)定。取兩支刻度試管，分別加入1 mL pH 5.5醋酸鈉緩沖溶液和1 mL 1%多聚半乳糖醛酸溶液為底物，往其中的一支試管中加入0.5 mL酶粗提取液，另一支中加入0.5 mL pH 5.5醋酸鈉緩沖溶液作為對(duì)照，混勻，37 ℃恒溫水浴1 h后，迅速加入1.5 mL DNS終止反應(yīng)，在沸水浴中加熱5 min，迅速用流水進(jìn)行冷卻，蒸餾水定容至25 mL，于540 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以每克果實(shí)每小時(shí)釋放1 mg的D-半乳糖醛酸為1 個(gè)酶活力單位。按公式（2）計(jì)算PG相對(duì)酶活力。

1.3.4.3 醇不溶物質(zhì)制備及果膠組分的提取

醇不溶物質(zhì)（alcohol insoluble residue，AIR）的制備參考Sila等[15]的方法。于打漿黃桃中加入體積分?jǐn)?shù)95%乙醇（體積比1∶5），浸泡2 h后抽濾，濾渣用3 倍體積的95%乙醇分散1 min后抽濾，濾渣再用3 倍體積的丙酮浸泡10 min后抽濾。所得濾渣于40 ℃下烘干12 h即得AIR。

果膠組分的提取：向180 mL煮沸蒸餾水中加入1 g AIR，煮沸5 min并不斷攪拌，冷卻，抽濾，濾液透析，凍干即為水溶性果膠（water soluble pectin，WSP）；WSP萃取殘?jiān)屑尤?80 mL 0.05 mol/L環(huán)己烷-反式-1,2-二胺四乙酸溶液（含0.1 mol/L乙酸鉀，pH 6.5），室溫磁力攪拌15 min，28 ℃水浴搖床6 h，抽濾，濾液透析，凍干即為螯合性果膠（chelator-soluble pectin，CSP）；CSP萃取殘?jiān)屑尤?80 mL 0.05 mol/L碳酸鈉（含0.02 mol/L硼氫化鈉），4 ℃恒定攪拌16 h，28 ℃水浴搖勻6 h，抽濾，濾液透析，凍干即為堿溶性果膠（carbonate-soluble pectin，NSP）。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。

1.3.4.4 果膠含量的測(cè)定

參考Blumenkrantz等[16]的方法，采用比色法測(cè)定果膠含量。取10 mg果膠樣品于燒杯中，加入8 mL濃硫酸后立刻放入冰水浴中，將燒杯置于磁力攪拌器后，逐滴加入2 mL蒸餾水，混合5 min，再向樣品中逐滴加入2 mL蒸餾水，混合1 h，最后定容至25 mL。取0.6 mL水解后的樣品到試管中，在冰水浴中加入3.6 mL硫酸-四硼酸鈉溶液。漩渦振蕩充分混勻后，100 ℃水浴中加熱5 min。反應(yīng)結(jié)束后立即置于冰水浴中冷卻至室溫。向試管中加入60 μL間羥基聯(lián)苯溶液，混合1 min，于520 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。配制D-半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（y＝0.004 7x+0.070 6，R2＝0.994 6）。果膠含量以每克果實(shí)中含半乳糖醛酸質(zhì)量表示，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。按公式（3）計(jì)算果膠含量。

式中：mGalA為半乳糖醛酸質(zhì)量/mg；m為果實(shí)質(zhì)量/g。

1.3.4.5 果膠乙?；?、甲酯化度的測(cè)定

乙?；龋╠egree of acetylation，DAc）的測(cè)定參考Njoroge等[17]的方法。通過(guò)酶試劑盒測(cè)定樣品中乙酸的濃度，樣品的DAc為乙酸的摩爾質(zhì)量與半乳糖醛酸GalA的摩爾質(zhì)量的比。按公式（4）計(jì)算DAc。

式中：M乙酸為乙酸的摩爾質(zhì)量/（g/mol）；MGalA為半乳糖醛酸的摩爾質(zhì)量/（g/mol）。

甲酯化度（degree of methylation，DM）測(cè)定參考Sila等[15]的方法并稍作修改。以甲醇為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。吸取1 mL水解后的樣品于10 mL具塞玻璃試管中，加入1 U/mL乙醇氧化酶，混勻，25 ℃水浴15 min，加入2 mL戊二酮溶液，混勻，58 ℃水浴15 min，冷卻，混勻后于412 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線（y＝0.021 9x+0.158 9，R2＝0.998 4）計(jì)算出待測(cè)樣品中的甲酯基含量。按公式（5）計(jì)算DM。式中：MOH為甲醇的摩爾質(zhì)量/（g/mol）；MGalA為半乳糖醛酸的摩爾質(zhì)量/（g/mol）。

1.3.4.6 果膠分子質(zhì)量的測(cè)定

參考Njoroge等[17]的方法并略作修改。用0.1 mol/L硝酸鈉溶液為溶劑配制質(zhì)量濃度為1 mg/mL的果膠溶液，過(guò)0.45 μm濾膜后進(jìn)樣。色譜柱為SHODEX SB-806M（7.8 mm×300 mm），流動(dòng)相為0.1 mol/L硝酸鈉，流速為0.5 mL/min，進(jìn)樣體積為200 μL，柱溫為40 ℃。

1.3.4.7 傅里葉變換紅外光譜的測(cè)定

參考Athmaselvi等[18]的方法并稍作修改。KBr于105 ℃烘箱中烘干，然后取1 mg樣品與100 mg KBr置于瑪瑙研缽中混合研磨并壓片。具體參數(shù)：分辨率為4 cm-1；累計(jì)掃描次數(shù)為64；波數(shù)范圍為4 000～400 cm-1。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Origin 8.5軟件作圖，采用SPSS 20軟件進(jìn)行差異顯著性分析，以P＜0.05表示差異顯著。結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響

表1 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響Table 1 Effect of processing steps on the texture of canned yellow peaches

由表1可知，加工處理方式不同對(duì)罐藏黃桃質(zhì)構(gòu)品質(zhì)有顯著影響。隨預(yù)煮時(shí)間的延長(zhǎng)，果肉的硬度、咀嚼性、回復(fù)性顯著降低（P＜0.05），彈性、凝聚性無(wú)顯著變化（P＞0.05）；殺菌處理15 min后果肉硬度、咀嚼性、回復(fù)性依然保持下降趨勢(shì)，主要原因是預(yù)煮及熱殺菌處理破壞了果肉細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，降低了果肉細(xì)胞間的黏連程度，導(dǎo)致胞間結(jié)合力減弱[19]。4～6 min時(shí)果肉硬度、咀嚼性下降最為明顯，可能是由于預(yù)煮4 min后果肉中心溫度才逐漸升高至預(yù)煮溫度，促進(jìn)細(xì)胞壁多糖（如果膠）的增溶或解聚，主要表現(xiàn)為中膠層果膠多糖由原果膠逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘墓z和果膠酸，進(jìn)而引起果肉質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的降低和迅速軟化[20]。

2.2 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃果肉微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖1 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃果肉微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig. 1 Effect of processing steps on microstructure of canned yellow peaches

從圖1可知，新鮮黃桃果肉細(xì)胞細(xì)胞壁完整，孔隙均勻而致密；隨著預(yù)煮時(shí)間的延長(zhǎng)，果肉細(xì)胞發(fā)生形變，孔隙大小不均一；熱殺菌處理后，大部分果肉細(xì)胞無(wú)規(guī)則膨脹變形，體積變大，部分細(xì)胞甚至出現(xiàn)塌陷，細(xì)胞膨壓改變，果肉回復(fù)性降低。

從光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果可以看出，新鮮果肉細(xì)胞形態(tài)飽滿、排列緊密，形狀近似為橢圓形。隨著預(yù)煮時(shí)間的延長(zhǎng)，細(xì)胞間空隙逐漸增大，細(xì)胞呈無(wú)規(guī)則形狀；熱殺菌后細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)松散紊亂，細(xì)胞間支撐力下降，細(xì)胞分區(qū)逐漸消失且部分細(xì)胞已經(jīng)破裂，導(dǎo)致果肉質(zhì)地軟化，硬度、咀嚼性降低。此外，高溫作用會(huì)促使細(xì)胞壁及中膠層中的果膠溶出與降解，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞壁之間空隙增大，降低細(xì)胞間黏合力[17]，降低果肉回復(fù)性；加工過(guò)程中，罐藏黃桃細(xì)胞及細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)破壞，發(fā)生改變，水解酶與底物充分接觸，從而導(dǎo)致果實(shí)的軟化，加劇了罐藏黃桃質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的下降[19]。

2.3 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃PG及PME活力的影響

圖2 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃PME、PG活力的影響Fig. 2 Effect of processing steps on PME and PG activity in canned yellow peaches

PME和PG是水解果膠和細(xì)胞壁物質(zhì)的重要果膠酶，可以降低產(chǎn)品黏彈性，改變感官品質(zhì)。PME通過(guò)靜電作用束縛于細(xì)胞壁上，能夠去除多聚半乳糖醛酸的半乳糖醛酸殘基的C6酯化基團(tuán)，使其脫去甲氧基，生成果膠酸和甲醇。熱處理能夠影響PME活性，進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)改變，最終影響樣品的質(zhì)構(gòu)。由圖2可知，隨預(yù)煮時(shí)間的延長(zhǎng)，PME活力呈先上升后下降趨勢(shì)，不同預(yù)煮時(shí)間存在顯著性差異（P＜0.05）。預(yù)煮4 min時(shí)，PME活力略有升高，可能是由于此時(shí)PME與細(xì)胞壁的束縛作用急劇減弱，使PME更易脫離細(xì)胞壁呈現(xiàn)出較高的活力。預(yù)煮過(guò)程中PME保持一定的活力，易催化多甲氧基反應(yīng)，使果膠DM降低、果肉軟化，利于PG發(fā)揮其生理作用，加速果膠多糖降解溶出。預(yù)煮后迅速進(jìn)行熱殺菌處理，PME被完全鈍化，與張甫生等[21]的研究結(jié)果一致。

PG是作用于富含半乳糖醛酸細(xì)胞壁多糖主鏈的重要水解酶。隨著預(yù)煮時(shí)間的延長(zhǎng)，PG活力呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，預(yù)煮2 min時(shí)，黃桃果肉溫度驟然上升為50 ℃左右，高于PG活力的最適溫度（40 ℃），可能對(duì)酶活力產(chǎn)生了瞬時(shí)的抑制作用。隨著預(yù)煮時(shí)間的延長(zhǎng)，PG表現(xiàn)出一定的熱阻抗性[22]，使酶活力呈現(xiàn)略微升高狀態(tài)。熱殺菌后，PG活力略有下降，可能是熱力作用產(chǎn)生了一定的鈍化作用，另一方面可能是由于PME作為PG活力的啟動(dòng)子被鈍化，進(jìn)而抑制了PG活力[23]。值得注意的是，整個(gè)加工過(guò)程中PG一直保持較高活力，可能與罐藏黃桃貯藏期間質(zhì)構(gòu)品質(zhì)軟化密切相關(guān)，還需進(jìn)一步深入探究。

2.4 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃果膠含量的影響

如圖3所示，預(yù)煮6 min、殺菌15 min處理后WSP、CSP含量顯著增加（P＜0.05），NSP含量無(wú)顯著變化（P＞0.05）。表明熱加工過(guò)程中，果膠大分子發(fā)生了大幅度的降解和水解，特別是熱殺菌處理后，罐藏黃桃果肉WSP、CSP含量增多，可能是由于熱力作用能夠破壞果膠與細(xì)胞壁之間的酯鍵和氫鍵，因此有利于提高果膠的萃取率[24]。果膠酶（PME和PG）在細(xì)胞塌陷后，更易與果膠接觸，促使果膠大分子水解、分子鏈斷裂，引發(fā)形態(tài)變化，也可能是引發(fā)果膠各組分含量發(fā)生改變的原因之一[25]。此外，熱力作用下細(xì)胞結(jié)構(gòu)松散分離（圖1）、細(xì)胞壁中的果膠多糖發(fā)生解聚溶出，誘發(fā)β-消除反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞壁黏彈性降低，果肉軟化。NSP是中性糖含量較高的果膠組分，其通過(guò)共價(jià)鍵交聯(lián)在細(xì)胞壁上，相比較其他果膠組分，其與細(xì)胞壁交聯(lián)更為緊密，罐藏加工條件下較難發(fā)生解聚或者降解反應(yīng)。

圖3 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃果膠含量的影響Fig. 3 Effect of processing steps on pectin content of canned yellow peaches

2.5 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃果膠DM及DAc的影響

圖4 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃果膠DM、DAc的影響Fig. 4 Effect of processing steps on DM and DAc of pectin in canned yellow peaches

如圖4 所示，新鮮黃桃果膠屬于高甲氧基果膠（DM＞50%），經(jīng)預(yù)煮及熱殺菌處理后WSP、CSP的DM值均呈下降趨勢(shì)，且DM值低于50%，可能是由于PME瞬間釋放與果膠作用，降低果膠DM值；此外，高溫誘導(dǎo)果膠發(fā)生脫甲氧基反應(yīng)[26]，也會(huì)使果膠的DM值降低。殺菌后，WSP的DM值不再呈現(xiàn)顯著性下降趨勢(shì)，其原因可能是由于熱力作用條件下PME被完全鈍化，不再引發(fā)果膠的脫甲氧基反應(yīng)[27-28]。脫甲氧基反應(yīng)（DM值降低）會(huì)增加金屬陽(yáng)離子與果膠的交聯(lián)，進(jìn)而使CSP含量增加，這與加工過(guò)程對(duì)CSP含量的影響結(jié)果一致。由于在提取過(guò)程中使用的堿液引發(fā)的皂化反應(yīng)使NSP缺少甲基基團(tuán)，因而無(wú)法檢測(cè)其DM。

果膠乙?；鶊F(tuán)在罐藏黃桃加工過(guò)程中更為穩(wěn)定。由于乙?；磻?yīng)主要發(fā)生在果膠的HG和RG-I主鏈區(qū)域[27]，可以推斷預(yù)煮處理后，短時(shí)預(yù)煮處理并未破壞果膠的主鏈結(jié)構(gòu)（DAc與鮮樣相比無(wú)顯著性差異（P＞0.05））；長(zhǎng)時(shí)間的熱殺菌處理可能對(duì)罐藏黃桃果膠結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了破壞作用，導(dǎo)致部分半乳糖醛酸側(cè)鏈發(fā)生乙?；〈?，DAc略有降低。

2.6 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃果膠分子質(zhì)量的影響

圖5 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃WSP、CSP、NSP分子質(zhì)量的影響Fig. 5 Effect of processing steps on molecular mass of WSP, CSP and NSP from canned yellow peaches

圖5為加工過(guò)程中WSP、CSP、NSP 3 種果膠組分的分子質(zhì)量-質(zhì)量濃度色譜圖，3 種果膠組分均呈現(xiàn)出一個(gè)主要濃度峰值，罐藏黃桃WSP的分子質(zhì)量主要濃度峰值的洗脫時(shí)間為13.499～18.842 min，黃桃果肉預(yù)煮處理后WSP的分子質(zhì)量略高于鮮樣和殺菌處理后果肉，其原因可能是WSP組分在罐藏加工過(guò)程中先聚合后解聚，因而影響了其洗脫特性。預(yù)煮處理后黃桃果肉中CSP的主要濃度峰值的洗脫時(shí)間發(fā)生左移，分子質(zhì)量增大，表明預(yù)煮處理可以使部分果膠分子在短時(shí)間的高溫下發(fā)生集聚效應(yīng)，改變了CSP的結(jié)構(gòu)構(gòu)象[29]；而殺菌處理后果肉中的CSP主要濃度峰值的洗脫時(shí)間發(fā)生右移，分子質(zhì)量減小，表明長(zhǎng)時(shí)間熱力作用下，CSP發(fā)生了水解或降解。NSP在加工前后未呈現(xiàn)出顯著性差異，可能是由于NSP組分聚合性較強(qiáng)，熱力作用并未對(duì)其產(chǎn)生解聚或水解作用，這與NSP含量測(cè)定結(jié)果較為一致（圖3）。

2.7 傅里葉變換紅外光譜測(cè)定結(jié)果

圖6 加工過(guò)程對(duì)罐藏黃桃WSP、CSP、NSP的傅里葉變換紅外光譜的影響Fig. 6 Effect of processing steps on the Fourier infrared spectra of WSP, CSP and NSP from canned yellow peaches

FTIR能高效、快速地對(duì)果膠多糖中的基本結(jié)構(gòu)基團(tuán)進(jìn)行表征和鑒定，不同加工處理后果膠的FTIR如圖6所示，主要吸收峰特征如下：1）在3 364 cm-1處的寬峰是果膠分子間和分子內(nèi)O—H伸縮振動(dòng)特征吸收峰[30]；2）在2 924 cm-1處為—CH2—中的C—H的伸縮和彎曲振動(dòng)吸收峰[31]，1 743 cm-1和1 614 cm-1處分別為酯化的羧基的C＝O伸縮振動(dòng)和羧酸根離子的不對(duì)稱C＝O伸縮振動(dòng)吸收峰[32]；3）1 412 cm-1處為C—H的彎曲振動(dòng)吸收峰。在1 743 cm-1下的峰面積與在1 743 cm-1和1 612 cm-1下的峰面積之和的比值為DM[33]，1 743 cm-1處預(yù)煮及殺菌處理后WSP、CSP的峰面積均減小，該結(jié)論與分光光度測(cè)定結(jié)果（圖4）基本一致，此外，3 種果膠在3 500～3 300 cm-1（—NH2）處均無(wú)雙峰出現(xiàn)說(shuō)明無(wú)蛋白存在，在1 329、1 099 cm-1和1 049 cm-1處的吸收峰與Kac?uráková等[34]獲得的吸收峰相似，這種獨(dú)特的果膠光譜形狀是由于高通聚半乳糖醛酸引起的。

2.8 罐藏黃桃果肉質(zhì)構(gòu)品質(zhì)與果膠特性相關(guān)性分析結(jié)果

圖7 罐藏黃桃果肉質(zhì)構(gòu)品質(zhì)與果膠結(jié)構(gòu)特性相關(guān)性分析Fig. 7 Correlation analysis between texture and pectin structure characteristics of canned yellow peaches

如圖7所示，PME活性與果肉硬度、回復(fù)性、咀嚼性均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與彈性呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；PG活性與果肉硬度、回復(fù)性及PME活性表現(xiàn)出顯著正相關(guān)（P＜0.05），表明PME催化反應(yīng)有利于PG發(fā)揮生理作用，進(jìn)而水解果膠HG主鏈，影響果肉硬度。黃桃果膠組分（WSP、CSP、NSP）含量均與果肉質(zhì)構(gòu)品質(zhì)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)；這表明果膠組分的溶出（含量增加）能夠顯著改變罐藏黃桃果肉的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。不同果膠組分的DM均與罐藏黃桃的硬度、彈性、咀嚼性呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；DAc與回復(fù)性、咀嚼性呈現(xiàn)顯著正相關(guān)（P＜0.05）。不同果膠組分分子質(zhì)量測(cè)定結(jié)果表明，僅WSP組分的分子質(zhì)量與罐藏黃桃果肉彈性呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。相關(guān)性分析表明，加工過(guò)程中果膠酶及果膠特性改變是影響在罐藏黃桃果肉軟化的重要因素，因此從調(diào)控果膠特性變化入手可以更有效地改善罐藏黃桃質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。

3 結(jié) 論

加工過(guò)程中罐藏黃桃果肉質(zhì)構(gòu)軟化顯著，特別是果肉硬度、咀嚼性、回復(fù)性均呈顯著下降趨勢(shì)（P＜0.05）。微觀結(jié)構(gòu)分析結(jié)果顯示，預(yù)煮處理雖破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致果肉細(xì)胞發(fā)生形變，孔隙大小不均，細(xì)胞空隙增大，但細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)基本保持完整；熱殺菌處理后細(xì)胞呈無(wú)規(guī)則形狀，細(xì)胞分區(qū)逐漸消失且部分細(xì)胞坍塌，進(jìn)而使果肉質(zhì)地變軟。追蹤果膠酶活性發(fā)現(xiàn)，殺菌處理后PG活性略有降低，PME活性隨預(yù)煮時(shí)間的延長(zhǎng)顯著降低（P＜0.05），熱殺菌處理后PME已經(jīng)被鈍化。果膠組分特性分析表明，預(yù)煮及熱殺菌處理后WSP、CSP含量顯著升高，DM顯著降低（P＜0.05）。加工過(guò)程中，WSP組分的分子質(zhì)量略有增加；CSP組分的分子質(zhì)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)；NSP組分由于自身聚合性較強(qiáng)，加工過(guò)程中未呈現(xiàn)顯著性變化。傅里葉變換紅外光譜測(cè)定結(jié)果表明，罐藏加工能夠顯著降低WSP和CSP組分的DM值（P＜0.05），這與DM值測(cè)定結(jié)果相一致。相比較甲氧基基團(tuán)，乙?；鶊F(tuán)表現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性，僅在熱殺菌處理后略有降低。相關(guān)性分析結(jié)果表明，加工過(guò)程中果膠酶及果膠特性改變對(duì)罐藏黃桃質(zhì)構(gòu)形成機(jī)制起關(guān)鍵作用，后續(xù)可針對(duì)調(diào)控果膠特性作詳細(xì)探究。