高静压对南瓜细胞壁基质多糖高级结构的影响研究

This research takes pumpkin, a kind of characteristic economic crop, as the main object. The research focuses on effect of high hydrostatic pressure (HHP) on higher structure of matrix polysaccharide in cell wall and analyzes the correlation between polysaccharide and texture. We hope to make certain the effect of HHP on polysaccharide, especially on non-colavent bonds in polysaccharide. The results may provide important explanation of the effect of HHP on cell wall of fruits and vegetables and guide the work of HHP application in fruit and vegetable processing.

本研究以我国特色经济作物南瓜为研究对象，系统研究高静压处理后南瓜基质多糖类物质高级结构的变化，分析糖类组分与质地变化的相关性，理清高静压对南瓜多糖类组分的影响机理，尤其是高静压对非共价键的影响。以上问题的阐明能够为高静压技术对果蔬细胞壁的影响提供重要基础数据和理论解释，有利于指导高静压技术在果蔬加工中的合理应用。

本项目针对非热加工技术理论不明确、碳水化合物结构研究薄弱等问题，开展高静压对碳水化合物高级结构的影响研究，重点研究了高静压对南瓜质构与南瓜果胶类基质多糖高级结构的影响及变化机制。项目按照任务书的进度要求和计划安排完成了各项研究工作，主要成果如下：.（1） 通过系统研究高静压处理前后南瓜细胞基质多糖立体结构及非共价键的变化，探讨了高静压对大分子物质高级结构及分子弱相互作用的影响；.① 研究了高静压下果胶的理化特性及组分的变化。100 MPa和300 MPa下，半乳糖醛酸含量无显著变化，而在500 MPa 下半乳糖醛酸含量增大，酯化度下降。随着压力的增大，果胶的酯化度下降，高酯化果胶在压力挤压作用下集中于胞间连接区，而500MPa 不存在这一现象，但500 MPa 处理后钙交联性果胶含量增大。.② 果胶多糖的高级结构在500 MPa 即发生崩塌。压力能够扩大果胶多糖颗粒的粒径分布范围，550 MPa处理后，果胶多糖的晶型依然保持A型，但有向B型转变的趋势。高静压处理不会导致果胶多糖分子与其它组成成分发生化学变化，但多糖分子的二级结构的排列发生了明显变化。.③ 果胶多糖分子对压力的作用敏感，C-O-C键在果胶多糖分子中相对于其他化学键对压力作用反应最为迟钝。加压过程中，压力作用造成了葡萄糖单体分子的空间不对称，不同化学键同时发生了不同方向的扭转、压缩与拉伸。.（2）通过研究高静压处理对南瓜细胞的影响，从微观角度推断了高静压处理对果蔬食品组织影响的原因和机理。.① 研究了高静压下南瓜细胞的形态变化及膜结构的变化。高压下胞间隙三角区、胞间层和细胞壁结构完整，随着压力的增大胞间连丝消失，细胞壁结构破坏。.② 极端高压处理后，南瓜的质构发生明显变化，果胶多糖在压力和温度的作用下发生去甲酯化，细胞壁完全变形或破裂。.通过任务的实施明确了高静压技术影响果蔬质构变化的机理，为高静压技术在生产中的进一步应用提供了理论基础，使项目产生的成果能够在行业内发挥更大的作用。