果胶是一种杂多糖,广泛分布于植物细胞壁中,与水果软化密切相关。果胶可以与纤维素和半纤维素交织,形成一个承载细胞壁的网络结构,同时果胶中的半乳糖醛酸与钙离子结合,形成蛋盒结构。通过调节果胶酶活性,可干预水果软化。

长江大学生命科学学院研究团队在农林科学领域Top期刊Food Chemistry在线发表了题为“Regulation mechanism of magnetic field on pectinase and its preliminary application in postharvest sapodilla (Manilkara zapota)”的文章,以果胶酶为原型,4 ℃下在0、3、6、9和12 mT磁场下处理不同时间,探究磁场对酶特性及酶结构的影响,并探究磁场对采后人心果保鲜的影响。研究发现,在不同磁场强度下处理0.5小时,9和12 mT磁场可促进果胶酶活性,而当处理时间延长是,同样具有不同程度的促进作用。果胶酶经3 mT处理0.5小时后,酶动力学相关系数为0.9433,对照组则为0.9861,经磁场处理后,酶最大反应速度从3.75 g/Lmin下降至3.64 g/Lmin,而米氏常数则从4.69 g/L上升至9.94 g/L,磁场可减弱果胶酶与底物之间的亲和力。在pH4.8-7.2下,果胶酶活性降低,磁场可抑制果胶酶活性,但对果胶酶最适pH无显著影响,温度参数也呈现同样的变化趋势。磁场环境下,当溶液中添加钙离子时,果胶酶活性呈现先增加后下降的趋势,磁场通过影响氢键及氨基酸残基的空间构象,影响酶结构,同时影响钙离子在溶液中的分布,减少钙离子用量。果胶酶经磁场处理后,酪氨酸和色氨酸残基疏水性增强,而苯丙氨酸则相反。此外,果胶酶中C=O, C-N-H, COO-等官能团受到影响,导致β折叠从53%减少到49%,无规卷曲从20%增加到22%,β转角从27%增加到29%,果胶酶二级结构发生改变。与对照相比,磁场环境下贮藏的采后人心果,果胶酶活性始终较低,有效抑制水果软化,对照组保存第二天时,硬度显著下降,而磁场下,第六天才开始软化,且保存45天时,硬度仍有最大值的12%,可溶性固形物含量也有较好的保持。磁场作为一种新型保鲜技术,为果实保鲜提供了新的解决方案。
参考文献
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.135300