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不同超高壓預(yù)處理對熱風(fēng)脫水胡蘿卜片質(zhì)構(gòu)影響機(jī)制研究

文檔作者：康元東1, 2 ,徐玉娟2 ,吳繼軍2 ,余元善2 ,李璐2 ,彭健2 ? ,肖更生1, 2 ? 1(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院,廣東廣州,510225)2(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所, 文檔來源： 1(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院 2(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,		更新日期： 2026年04月11日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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研究報告
2025 年第 51 卷第 3 期(總第 519 期) 　275
DOI:10. 13995 / j. cnki. 11 - 1802 / ts. 038621
引用格式:康元東,徐玉娟,吳繼軍,等. 不同超高壓預(yù)處理對熱風(fēng)脫水胡蘿卜片質(zhì)構(gòu)影響機(jī)制研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2025,51
(3):275 - 283. KANG Yuandong, XU Yujuan, WU Jijun, et al. Effect of different high hydrostatic pressure pretreatments on
the textural characteristics of hot-air dehydrated carrot slices:Mechanism exploration[J]. Food and Fermentation Industries,
2025,51(3):275 - 283.
不同超高壓預(yù)處理對熱風(fēng)脫水胡蘿卜片質(zhì)構(gòu)影響機(jī)制研究
康元東1, 2 ,徐玉娟2 ,吳繼軍2 ,余元善2 ,李璐2 ,彭健2 ? ,肖更生1, 2 ?
1(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 輕工食品學(xué)院,廣東 廣州,510225)2(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州,510610)
摘　 要　 為探究超高壓預(yù)處 理 對 熱 風(fēng) 脫 水 胡 蘿 卜 片 質(zhì) 構(gòu) 特 性 的 影 響 機(jī) 制,該 文 研 究 了 不 同 超 高 壓 (100、300、
500 MPa) 對熱風(fēng)脫水胡蘿卜質(zhì)構(gòu)、復(fù)水比、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響,考察了胡蘿卜在熱風(fēng)脫水前 后 微 觀 結(jié) 構(gòu)、半
乳糖醛酸酶( polygalacturonase,PG) 和果膠甲基酯酶( pectin methylesterase,PME) 活性,分析了熱風(fēng)脫 水 后 胡 蘿 卜
水溶性果膠( water-soluble pectin,WSP) 、螯合性果膠( chelator-soluble pectin,CSP) 和堿溶性果膠( sodium carbonate
soluble pectin,NSP) 組分特性。 結(jié)果表明,與未經(jīng)超高壓 預(yù) 處 理 樣 品 相 比,300、500 MPa 處 理 后 熱 風(fēng) 脫 水 胡 蘿 卜
片硬度分別上升了 11. 55% 和 12. 25% ,當(dāng)超高壓力≥300 MPa 時會導(dǎo)致胡蘿卜組織的塌陷,經(jīng)熱風(fēng) 脫 水 后 組 織
結(jié)構(gòu)變得更為致 密。 所 選 100 ~ 500 MPa 壓 力 均 能 激 活 PG 和 PME 活 力, 且 在 300 MPa 時 活 力 最 高 分 別 達(dá)
118. 76% 和 128. 36% ;超高壓力≥ 300 MPa 時能有效促 進(jìn) CSP 向 NSP 的 轉(zhuǎn) 化,改 變 果 膠 組 分 比 例,降 低 果 膠 組
分支鏈化程度和甲酯化度;WSP、CSP 和 NSP 分子質(zhì)量會隨 超 高 壓 力 的 增 加 而 減 小,對 果 膠 分 子 鏈 有 解 聚 作 用。
綜上,超高壓預(yù)處理導(dǎo)致的胡蘿卜細(xì)胞 組 織 結(jié) 構(gòu) 和 果 膠 物 質(zhì) 的 變 化 是 引 發(fā) 熱 風(fēng) 脫 水 胡 蘿 卜 硬 度 升 高 的 重 要 途
徑,研究為闡明超高壓預(yù)處理誘導(dǎo)的脫水果蔬質(zhì)構(gòu)變化解析提供了一定的理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞　 胡蘿卜;超高壓;熱風(fēng)脫水;質(zhì)構(gòu);果膠組分
第一作者:碩士研究生(肖更生研究員和彭健副研究員為共同通信作者,E-mail:guoshuxgs@ 163. com;pengjian19890807@ 163. com)
　 　 基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(32102014);科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項(xiàng)資金(高水平農(nóng)科院建設(shè))項(xiàng)目(R2022PY-QF004,R2019YJ-YB3009)
收稿日期:2024-01-17,改回日期:2024-03-19
　 　 胡蘿卜含有豐富的類胡蘿卜素和功能活性物質(zhì),
風(fēng)味獨(dú)特,是 廣 大 人 民 群 眾 喜 食 的 蔬 菜 之 一[1] 。 脫
水作為一種重要的加工工序被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代果蔬
加工業(yè),脫水胡蘿卜片不僅耐貯藏可直接食用,也可
作為二次加工的原料[2] 。 脫水胡蘿卜片的質(zhì)構(gòu)及相
關(guān)品 質(zhì),如 硬 脆 度、微 觀 結(jié) 構(gòu)、復(fù) 水 特 性、水 分 活 度
(water activity,Aw )及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等,是影響其品
質(zhì)和市場可接受度的重要因素。 天然果膠是一種廣
泛存在于植物細(xì)胞壁和胞間層的重要功能物質(zhì),其結(jié)
構(gòu)特性與果蔬質(zhì)構(gòu)品質(zhì)顯著相關(guān)[3] 。
加工操作單元會導(dǎo)致果膠特性的變化,進(jìn)而影響
胡蘿卜片的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。 超高壓(high hydrostatic pressure,
HHP)處理 技 術(shù),作 為 果 蔬 加 工 常 用 預(yù) 處 理 技
術(shù),除具有鈍酶、殺菌、保鮮等功能外,還能誘導(dǎo)果蔬
中天然果膠物質(zhì)組分和結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。 高壓處理的蘆
筍中果膠組分之間相互轉(zhuǎn)化,細(xì)胞壁中的果膠發(fā)生降
解,果膠組分易與金屬離子發(fā)生交聯(lián)形成凝膠網(wǎng)狀結(jié)
構(gòu),增強(qiáng)細(xì) 胞 壁 的 強(qiáng) 度[4] 。 果 蔬 物 料 中 的 果 膠 在 超
高壓作用下會發(fā)生大量的酶促反應(yīng)和非酶轉(zhuǎn)化及結(jié)
構(gòu)降解,進(jìn) 而 導(dǎo) 致 果 蔬 質(zhì) 構(gòu) 品 質(zhì) 的 變 化[5] 。 研 究 表
明,高壓處理對質(zhì)地的影響在很大程度上取決于植物
類型、形態(tài) 結(jié) 構(gòu) 特 征 以 及 壓 力-溫 度-時 間 的 組 合,胡
蘿卜在 100 MPa 處理后硬度未發(fā)生顯著變化,但當(dāng)壓力
增大到 200 MPa 時硬度顯著下降,壓力在 300 MPa 時硬
度最低,隨后又呈上升趨勢[6] ;草莓經(jīng)高壓 250 MPa 處
理后細(xì)胞結(jié)構(gòu)被直接破壞,呈現(xiàn)出不規(guī)則的結(jié)構(gòu)[7] 。
目前,關(guān)于天然果膠對果蔬質(zhì)構(gòu)品質(zhì)影響的研究多集
中于新鮮果 蔬、果 蔬 漿 及 果 蔬 汁 等 高 含 水 量 樣 品 體
系。 超高壓處理后的袋裝黃桃在貯藏 180 d 后,果肉
中的水溶性果膠(water soluble pectin,WSP)、堿溶性
果膠(sodium carbonate soluble pectin,NSP)和總果膠
含量下 降,螯 合 性 果 膠 (chelator soluble pectin,CSP)
增加,果肉發(fā)生軟化[8] ;超高壓處理能夠顯著降低芒
果漿中的 WSP 含量,從而導(dǎo)致芒果漿黏度、儲存模量
和損失模 量 的 增 加[9] 。 目 前,關(guān) 于 果 膠 結(jié) 構(gòu) 特 性 變
化與脫 水 果 蔬 質(zhì) 構(gòu) 品 質(zhì) 間 的 關(guān) 系 研 究 較 少,XIAO
食品與發(fā)酵工業(yè) FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
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等[10] 研究了不同 干 燥 溫 度 和 方 式 對 果 膠 多 糖 的 變
化與脫水蘋果片質(zhì) 構(gòu) 特 性 的 影 響,結(jié) 果 表 明 熱 脫 水
過程中導(dǎo)致 WSP 含量的下降,可提升樣品干燥過程
中黏彈性 和 可 塑 性,有 助 于 形 成 穩(wěn) 定 的 多 孔 結(jié) 構(gòu)。
上述研究 雖 能 證 明 果 膠 組 分 變 化 與 脫 水 果 蔬 質(zhì) 構(gòu)
之間存在 相 關(guān) 性,但 仍 缺 乏 足 夠 認(rèn) 知,相 關(guān) 機(jī) 制 亦
不清楚。
本研究以胡蘿卜為原料,探討了不同超高壓處理
后熱風(fēng)脫水胡蘿片質(zhì)構(gòu)及其相關(guān)品質(zhì)變化,解析了超
高壓處理后熱風(fēng)脫水胡蘿卜不同組分果膠相關(guān)特性,
從果膠組分含量和結(jié)構(gòu)特性變化的角度,探討超高壓
誘導(dǎo)的脫水胡蘿卜質(zhì)構(gòu)變化機(jī)制,以期為超高壓調(diào)控
熱風(fēng)脫水果蔬制品質(zhì)構(gòu)品質(zhì)提供理論參考。
1　 材料與方法
1. 1　 材料與試劑
市售新鮮胡蘿卜(品種:黑田五寸,產(chǎn)地:山東),
廣東省廣 州 市 天 河 區(qū) 農(nóng) 貿(mào) 市 場,4 ℃ 條 件 下 貯 存 備
用。
3-苯基 苯 酚 (分 析 純 )、三 氟 乙 酸,Sigma-Aldrich
公司;乙醇氧化酶,上海源葉生物科技有限公司;溴化
鉀(光 譜 級 ), Pike Technologies Inc 公 司;2,4-戊 二
酮,Acros Organics 公 司;3. 5 kDa MWCO 透 析 袋,湖
南翊博生物科技有限公司;其他分析級試劑,中國國
藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
1. 2　 儀器與設(shè)備
SSH-57L 超高壓食品殺菌設(shè)備,山西三水河科技
股份有限公司;InfiniteM200PRO 酶標(biāo)儀,瑞士 TECAN
公司; SU8010 電 子 掃 描 顯 微 鏡, 日 本 日 立 公 司;
DSC8000 差示 量 熱 掃 描 儀,美 國 PE 公 司;ICS5000 +
離子色譜、A-超高效聚合物色譜,美國賽默飛公司。
1. 3　 不同超高壓-熱風(fēng)脫水胡蘿卜片的制備
胡蘿卜去皮后統(tǒng)一切成厚度 10 mm,直徑 20 mm
的圓片,裝入聚乙烯袋中真空包裝后置于超高壓設(shè)備
中,壓力范圍為 100 ~ 500 MPa,處理時間 5 min,壓力
間隔 200 MPa。 以未經(jīng)超高壓處理的胡蘿卜樣品為對
照,所有樣品于 65 ℃、風(fēng)速 2. 1 m/ s 條件下脫水至含
水量低于 8. 0% 。 所有樣品于 4 ℃條件下避光保存。
1. 4　 基礎(chǔ)理化指標(biāo)的測定
1. 4. 1　 水分含量和活度的測定
樣品水分含量依據(jù) GB 5009. 3—2016《食品安全
國家標(biāo)準(zhǔn) 食品 中 水 分 的 測 定》 測 定;Aw 采 用 水 分 活
度儀測 定,測 前 用 飽 和 KCl 溶 液 (Aw = 0. 843) 單 點(diǎn)
校準(zhǔn)。
1. 4. 2　 硬度的測定
采用物性測定儀,P/36 圓柱形探頭,40% 壓縮測
試,探 頭 測 試 前、測 試 中、測 試 后 速 度 分 別 為 2. 0、
1. 0、1. 0 mm / s,其中樣品壓縮至 40% 時的最大 值 定
義為樣品硬度。
1. 4. 3　 復(fù)水比的測定
參考孫鵬偉 等[11] 的 方 法,將10 g 脫 水 胡 蘿 卜 片
置于 100 mL 蒸餾 水 中,室 溫 下 復(fù) 水 30 min 后 取 出,
去除表面水分,稱量。 計(jì)算如公式(1)所示:
　 　 RR/ (g/ g) = mr
m0 (1)
式中:RR,復(fù)水比;m0 、mr ,復(fù)水之前和之后的樣品質(zhì)
量,g。
1. 4. 4　 掃描電子顯微鏡
將鮮樣及超高壓處理后胡蘿卜樣品切成 5 mm ×
5 mm × 5 mm 大小的正方體,置于體積分?jǐn)?shù) 4% 的戊
二醛溶液中固定 6 h,真空抽氣 0. 5 h,用 0. 2 mol/ L
的磷酸鈉緩沖溶液清洗 3 次后乙醇梯度脫水,用 CO2
臨界干燥后將上述制備樣品與熱風(fēng)脫水后樣品用單
刃刀片切取適當(dāng)大小后置于有導(dǎo)電膠的載物臺上,噴
金后置于掃描電鏡下觀察胡蘿卜組織微觀結(jié)構(gòu)。
1. 4. 5　 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度( Tg ) 的測定
采用差 示 掃 描 量 熱 儀 (differential scanning calorimeter,
DSC)來 測 定 胡 蘿 卜 的 Tg ,具 體 參 考 楊 忻 瑞
等[12] 的方法,將 5 ~ 7 mg 的 樣 品 置 于 坩 堝 中 并 用 鋁
蓋密封,以空坩堝作為對照。 樣品溫度以 10 ℃ / min
的速 度 由 室 溫 冷 卻 至 - 70 ℃ , 平 衡 5 min 后 以
10 ℃ / min 的速度加熱至 100 ℃ 。 通過熱分析獲得樣
品玻璃化 轉(zhuǎn) 變 的 起 始 (Tgi )、中 間 (Tgm ) 和 結(jié) 束 (Tge )
溫度,以 Tgm 作為樣品的 Tg 。
1. 5　 果膠甲酯酶( pectin methylesterase,PME) 與多
聚半乳 糖 醛 酸 酶 ( polygalacturonase, PG) 活 力 的 測
定
1. 5. 1　 PME 活性測定
參考 LY-NGUYEN 等[13] 的方法,將 100 g 新鮮的
胡蘿卜加入 200 mL 0. 2 mol/ mL 的 Tris-HCL 緩沖溶
液打漿,4 ℃ 條件下提取 12 h 后抽濾,濾液于 10 000
r/ min 離心 20 min,即得 PME 酶液;脫水后的胡蘿卜
取 10 g,按照相同步驟處理。 通過在 pH 7. 5、30 ℃ 條
件下測量酸的釋放作時間函數(shù)來測定 PME 活力。 采
用滴定法,在60 mL 質(zhì)量濃度為 10 mg/ mL 果膠溶液
中加入0. 5 mL 酶 液,置于 30 ℃ 的水浴鍋中水解,用
研究報告
2025 年第 51 卷第 3 期(總第 519 期) 　277
0. 01 mol/ mL 的 NaOH 溶 液 滴 定,維 持 在 pH 7. 5 左
右,記錄 15 min 內(nèi) NaOH 溶 液 的 消 耗 體 積,以 NaOH
溶液隨時間消耗的速率來表示酶活力,數(shù)值為對照樣
品百分比。
1. 5. 2　 PG 活力測定
參考 BALOGH 等[14] 的 方 法,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)混合打漿,置于 4 ℃ 冰箱中提取 18 h,
于 10 000 r/ min 離心 15 min,上清液即為粗酶液。 采
用 3,5-二硝基水楊酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)
比色法測定其酶活力,取兩根相同的有刻度的試管,
分別加入 1 mL pH 5. 5 的醋酸鈉緩沖溶液和 1 mL 質(zhì)
量分 數(shù) 1% 的 多 聚 半 乳 糖 醛 酸 溶 液 作 為 底 物, 將
0. 5 mL 粗酶液加入以多聚半乳糖醛酸作為底物的試
管中,再加入 0. 5 mL 醋酸鈉緩沖溶液于另一個試管
中作為對照,混 勻,置 于 37 ℃ 水 浴 鍋 中 1 h,后 加 入
1. 5 mL DNS 溶液終止反應(yīng),沸水浴中反應(yīng) 5 min,放
入冰塊中降溫,用蒸餾水在 25 mL 容量瓶中定容,于
540 nm 波 長 處 測 定 吸 光 度 值,以 單 位 質(zhì) 量 1 h 釋 放
1 mg D-半乳糖醛酸作為 1 個酶活力單位,按公式 計(jì)
算 PG 相對酶活力。
1. 6　 果膠特性分析
1. 6. 1　 醇 不 溶 物 質(zhì) ( alcohol insoluble residue, AIR)
的制備和果膠的提取
參考曹風(fēng)等[15] 的方法稍作修改,將不同超高壓-
熱風(fēng)脫水后的樣品粉碎后過 60 目篩,準(zhǔn)確稱量 3. 0 g
樣品置于 250 mL Schott 瓶中,加入 90 mL 體積分?jǐn)?shù)
為 95% 乙醇并分散 3 min,將懸浮液抽濾,向 濾 渣 中
再次加入 90 mL 體積分?jǐn)?shù)為 95% 乙醇進(jìn)行二次分散
過濾。 隨后,向殘?jiān)屑尤?50 mL 丙酮分散 3 min 后
抽濾,所 得 殘 渣 于 40 ℃ 熱 風(fēng) 烘 干 箱 至 恒 重,即 制 得
AIR。
稱取 0. 5 g AIR 于 250 mL Schott 瓶 中, 加 入
90 mL 100 ℃ 蒸餾水,于沸水浴中攪拌提取 5 min,冷
卻后 抽 濾,濾 液 采 用 3 500 Da 透 析 袋 蒸 餾 水 透 析
72 h 后凍干即得 WSP;殘?jiān)芙庥?0. 05 mol/ L 的 1,
2-環(huán)己二胺 四 乙 酸 溶 液,于 28 ℃ 條 件 下 水 浴 振 蕩
6 h,濾液依次用0. 1 mol/ L NaCl 和蒸餾水透析 36 h,
凍干即得 CSP;剩余殘?jiān)芙庥?100 mL 0. 05 mol/ L
Na2 CO3 和0. 02 mol/ L NaBH4 混合溶液中于 4 ℃ 下保
溫 16 h,隨后于 28 ℃ 水浴振蕩 6 h,濾液經(jīng)蒸餾水透
析 72 h 后,凍 干 得 NSP。 所 得 樣 品 于 干 燥 器 中 貯 存
備用。
1. 6. 2　 半 乳 糖 醛 酸 ( galacturonic acid,GalA) 含 量 的
測定
根據(jù)何媛[16] 的 方 法 稍 作 修 改,采 用 分 光 光 度 法
測果膠樣品中 GalA 含量。 準(zhǔn)確稱量 10 mg 果膠樣品
于 20 mL 燒杯中,在冰浴條件下加入 8 mL 的濃硫酸
和 2 mL 蒸 餾 水 用 磁 力 攪 拌 水 解 5 min, 再 加 入
2 mL 蒸餾水 水 解 60 min 后 定 容 到 25 mL 備 用。 取
0. 6 mL 水 解 樣 品 于 玻 璃 試 管 中, 在 冰 浴 下 加 入
3. 6 mL 0. 012 5 mol/ L 四 硼 酸 鈉-硫 酸 溶 液, 渦 旋
30 s,100 ℃ 水浴 5 min,冰水降溫后加入 60 μL 的 3-
苯基苯酚渦旋 30 s,在 520 nm 處測定吸光值。 以質(zhì)
量分?jǐn)?shù) 0. 5% NaOH 溶液代替 3-苯基 苯 酚 作 空 白,以
GalA 為標(biāo)品繪制標(biāo)曲,結(jié)果以 mg GalA/ g AIR 表示。
1. 6. 3　 中性糖的測定
參考 ZHU 等[17] 的方法,稱取 3. 0 mg 果膠樣品,
加入 1 mL 2 mol/ L 三氟乙酸溶液,121 ℃ 水解 2 h 后
N2 吹干,加入 99. 99% 甲醇清洗再吹干,重復(fù) 3 次,加
入無菌水溶解定容后轉(zhuǎn)入色譜瓶中待測。 采用 Thermo
ICS 5000 + 離 子 色 譜 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 檢 測,色 譜 柱 DionexTM
CarboPacTM PA20(150 mm × 3. 0 mm,10 μm),
脈沖安培檢測 器,進(jìn) 樣 量 5 μL,流 動 相 A(H2 O),流
動相 B (0. 1 mol/ L NaOH), 流 動 相 C (0.1 mol/ L
NaOH,0.2 mol/ L NaAc),流速 0.5 mL/ min,柱溫 30 ℃ 。
1. 6. 4　 酯化度( degree of methylation,DM) 的測定
果膠 DM 定 義 為 甲 醇 與 半 乳 糖 醛 酸 摩 爾 比 值。
甲醇含量參考 SILA 等[18] 的方法測定,采用 NaOH 溶
液對果膠樣品酯鍵進(jìn)行皂化水解。 吸取 1 mL 水解樣
品與 1 mL 1 U/ mL 乙醇氧 化 酶 反 應(yīng),旋 渦 30 s 后 于
25 ℃ 水浴 15 min,加入 2 mL 戊二酮溶液(20 mmol/ L
2,4-戊二酮、2. 0 mol/ L 乙酸銨和 50 mmol/ L 乙酸混合
液),混勻后 58 ℃ 水浴 15 min,冷卻旋渦后于 412 nm
下測定吸光度。 標(biāo)準(zhǔn)曲線采用 1. 0 ~ 32 μg/ mL 甲醇
制作,以甲醇濃度為橫坐標(biāo),吸光度值為縱坐標(biāo),繪制
標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1. 6. 5　 分子質(zhì)量的測定
采 用 超 高 效 聚 合 物 色 譜 儀 測 定 果 膠 分 子 質(zhì) 量。
準(zhǔn)確稱量 10 mg 果膠樣品,溶解于 10 mL 蒸餾水中,
過 0. 22 μm 膜后,色譜柱為 ACQUITY APC AQ 系列
水溶性色譜柱,進(jìn)樣量 20 μL,流動相為超純水,流速
1 mL/ min。
1. 7　 統(tǒng)計(jì)分析
采用 SPSS 2016 和 Origin 2022 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)
計(jì)分 析 和 繪 圖,樣 品 間 的 差 異 檢 驗(yàn) 采 用 Duncan 法,
食品與發(fā)酵工業(yè) FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
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P < 0. 05 為差異顯著;無特別說明,試驗(yàn)均重復(fù) 3 次,
結(jié)果以“平均數(shù) ± 標(biāo)準(zhǔn)差”表示。
2　 結(jié)果與討論
2. 1　 不同超高壓處理對胡蘿卜質(zhì)構(gòu)及其相關(guān)品質(zhì)的
影響
不 同 超 高 壓 處 理 對 熱 風(fēng) 脫 水 胡 蘿 卜 水 分 含 量、
Aw 、Tg 、復(fù)水比和硬度的影響如表 1 所示,不同超高壓
處理對熱風(fēng)脫 水 胡 蘿 片 水 分 含 量、Tg 及 復(fù) 水 比 的 影
響均不顯著(P > 0. 05),但其 Aw 因水分含量的差異,
表現(xiàn)出顯著性差異(P < 0. 05),經(jīng) 100、500 MPa 處理
組胡蘿卜樣品 Aw 顯著高于其他處理組,總體而言所
有樣品含量和 Aw 均控制在安全范圍內(nèi)。
硬度方面,經(jīng)超高壓處理后胡蘿卜片脫水前硬度
整體呈下降趨勢,經(jīng) 100 MPa 處理組硬度損失不顯著
(P > 0. 05),經(jīng) 300、500 MPa 處理組硬度分別下降至
未處理組的 33. 42% 和 34. 18% ,這 與 孫 雅 馨 等[6] 在
超高壓對貯藏期胡蘿卜軟化機(jī)制中的研究結(jié)果基本
一致。 經(jīng)熱風(fēng)脫水后胡蘿卜片硬度整體呈上升趨勢,
300、500 MPa 處理 組 樣 品 硬 度 顯 著 高 于 未 經(jīng) 超 高 壓
處理 組 樣 品 ( P < 0. 05), 分 別 上 升 了 11. 55% 和
12. 25% ;但 300、500 MPa 處理組之間,100 MPa 和未
處理組之間差異不顯著(P > 0. 05)。 譚宏淵等[19] 在
不同預(yù)處理對熱風(fēng)干燥山藥片品質(zhì)特性及微觀結(jié)構(gòu)
的研究中發(fā)現(xiàn),超高壓預(yù)處理后導(dǎo)致熱風(fēng)干燥山藥片
硬度上升,與本研究結(jié)果類似。
表 1　 不同超高壓熱風(fēng)脫水胡蘿卜質(zhì)構(gòu)及其相關(guān)品質(zhì)
Table 1　 Texture and related characteristics of the dehydrated carrots pretreated with different high hydrostatic pressure
處理壓力 /
MPa 水分含量 / % Aw Tg / ℃ 復(fù)水比 / (g/ g) 硬度 / g
脫水前 脫水后
0 7. 81 ± 0. 35a 0. 389 ± 0. 005b 45. 12 ± 0. 35a 2. 82 ± 0. 19a 3 287. 12 ± 230. 49a 2 936. 81 ± 381. 23b
100 7. 97 ± 0. 28a 0. 436 ± 0. 012a 44. 98 ± 0. 25a 2. 80 ± 0. 32a 3 066. 27 ± 189. 38a 2 873. 34 ± 284. 26b
300 7. 67 ± 0. 31a 0. 375 ± 0. 011c 45. 25 ± 0. 28a 2. 95 ± 0. 20a 1 098. 55 ± 497. 28b 3 276. 01 ± 314. 17a
500 8. 02 ± 0. 22a 0. 443 ± 0. 006a 44. 85 ± 0. 19a 3. 05 ± 0. 33a 1 123. 54 ± 188. 29c 3 296. 46 ± 404. 79a
　 　 注:同一列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P < 0. 05)(下同)。
2. 2　 不同超高壓處理對胡蘿卜組織微觀結(jié)構(gòu)的影響
如圖 1 所示,經(jīng)不同超高壓處理胡蘿卜微觀組織
結(jié)構(gòu)在熱風(fēng)脫水前后均存在顯著差異。 脫水前,未經(jīng)
超高壓處理胡蘿卜組織細(xì)胞呈規(guī)則排列且細(xì)胞大小
均勻,細(xì)胞壁 清 晰 可 見 (圖 1-a);超 高 壓 處 理 后 細(xì) 胞
組織在壓力的作用后呈現(xiàn)不規(guī)則變化,部分細(xì)胞組織
開始形變或塌陷,細(xì)胞壁黏合,形成大小不均,形狀各
異的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)(圖 1-b 和圖 1-c),隨著壓力增大,
孔隙被不斷壓縮,經(jīng) 500 MPa 超高壓處理后胡蘿卜組
織明顯較其他樣品 致 密 (圖 1-d)。 熱 風(fēng) 脫 水 后 胡 蘿
卜樣品微觀結(jié)構(gòu)較脫水前發(fā)生顯著性變化,所有樣品
組織因脫水 的 過 程 會 導(dǎo) 致 組 織 的 收 縮,變 得 更 為 致
密;隨著壓力增大,胡蘿卜樣品微觀結(jié)構(gòu)致密程度增
加,經(jīng) 300、500 MPa 處理后的脫水胡蘿卜樣品中僅能
觀察到部分微小孔隙(圖 1-g 和圖 1-h)。 樣品的微觀
結(jié)構(gòu)特性與硬脆度顯著相關(guān),致密的微觀結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致
樣品硬度升高的重要因素之一,這與前文樣品硬度隨
超高壓力的升高和增大結(jié)果一致。
a ~ d - 脫水前經(jīng) 0、100、300、500 MPa 處理樣品;e ~ h - 脫水后經(jīng) 0、100、300、500 MPa 處理的樣品
圖 1　 不同超高壓處理熱風(fēng)脫水前后胡蘿卜組織的微觀結(jié)構(gòu)
Fig. 1　 Microstructure of the different high hydrostatic pressure pretreated carrot tissues before and after dehydration
研究報告
2025 年第 51 卷第 3 期(總第 519 期) 　279
2. 3　 不同壓力處理對 PG 和 PME 的影響
PG 和 PME 是作 用 于 細(xì) 胞 壁 中 果 膠 物 質(zhì) 的 重 要
酶[20] 。 如圖 2-a 所 示,不 同 超 高 壓 處 理 胡 蘿 卜 在 熱
風(fēng)脫水前后 PG 活力呈先升后降趨勢,300 MPa 處理
的胡蘿卜中 PG 活力較未處 理 組 提 高 18. 76% ;脫 水
后,未處理組樣品 PG 活力降低至 脫 水 前 的 70% ,且
經(jīng)超高壓處理樣品 PG 活力下降幅度大于未處理組,
這可能是因?yàn)?PG 具有一定程度的耐熱性[21] ,但超高
壓處理 后 PG 的 耐 熱 特 性 下 降。 不 同 壓 力 處 理 的
PME 活力如圖 2-b 所示,作為一種耐壓酶,脫水前不
同壓力處理后樣品 PME 活力均顯著高于未處理樣品
(P < 0. 05),其中 300 MPa 處理的 PME 活力最高,較
未處理組高 28. 36% ,表明所選100 ~ 500 MPa 壓力對
胡蘿卜中 PME 均有激活作用;類似的研 究 結(jié) 果 同 樣
在萵筍中有發(fā)現(xiàn),采用 100、300 MPa 處理蘆筍時,其
PME 活力略有升高但影響不顯著,壓力升至 500 MPa
時活力顯著增加[22] 。 有研究發(fā)現(xiàn),在芒果、木瓜和番
茄成熟過程中 PG 能夠分解 CSP 組分的主鏈,導(dǎo)致果
實(shí)的軟化[23] ;而 PME 能 使 果 膠 去 甲 酯 化 生 成 果 膠
酸,降 低 果 膠 脂 化 度,提 升 PG 分 解 果 膠 的 速 率[20] 。
PME 和 PG 活力的變化會引起 細(xì) 胞 壁 中 果 膠 含 量 和
酯化度的變化,細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)遭到破壞,導(dǎo)致超高壓處
理后的胡蘿卜硬度變低,這種脫水前硬度的降低、組
織的破壞以及細(xì)胞壁果膠物質(zhì)的降解,這可能是熱風(fēng)
　 　 　
a - PG;b - PME
圖 2　 不同超高壓處理脫水前后胡蘿卜 PME 和 PG 活力
Fig. 2　 PME and PG enzyme activities of the different high
hydrostatic pressure pretreated carrots before and
after dehydration
脫水后胡蘿卜硬度增加的重要原因。 為證明推測,將
對超高壓處理后熱風(fēng)脫水胡蘿卜果膠含量、組成比例
和結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行進(jìn)一步解析。
2. 4　 不同壓力對 GalA 和中性糖含量的影響
超高 壓 處 理 對 熱 風(fēng) 脫 水 的 胡 蘿 卜 果 膠 組 分
WSP、CSP 和 NSP 中 GalA 含量影響顯著(表 2),3 種
果膠組分 GalA 含量隨著壓力的變化均呈現(xiàn)先升高后
下降的趨勢,在 100 MPa 處理組中含量最高。 3 種果
膠組分中,NSP 組分 GalA 含量最高,WSP 組 分 GalA
的含量最低,上述結(jié)果與作者前期關(guān)于不同組織部位
胡蘿卜果膠 特 性 的 研 究 結(jié) 果 一 致[24] 。 總 體 而 言,當(dāng)
壓力≥300 MPa 時,樣品中 GalA 的顯著降低,表明果
膠物質(zhì)發(fā)生了顯著降解。
果膠是以聚半乳糖醛酸為主鏈和各類中性糖為
側(cè)鏈組成的聚合物,不同組分中性糖含量的變化可表
明其結(jié)構(gòu)的變化。 不同壓力處理的 3 種果膠組分中
性糖含量如表 2 所示,半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖是所
有 3 組果膠組分中最主要的中性糖,這 3 種中性糖以
側(cè)鏈的形式連接在果膠的主鏈,形成“毛狀區(qū)”。 NSP
組分中鼠李糖和阿拉伯糖含量均顯著高于其他中性
糖含量,表明 NSP 組 分 均 含 有 更 為 豐 富 的 以 阿 拉 伯
聚糖形式或鼠李半乳糖醛酸聚糖形式存在的果膠支
鏈,且經(jīng)超高壓處理后,NSP 組分中半乳糖、鼠李糖和
阿拉伯糖含量顯著高于未處理組(P < 0. 05),表明超
高壓處理明顯 增 加 了 NSP 組 分 的 側(cè) 鏈 數(shù) 量;不 同 的
是,經(jīng) 300、500 MPa 處理樣品中 CSP 組分中半乳糖、
鼠李糖和阿拉伯糖含量較 100 MPa 處理組顯著減少,
表明較 100 MPa 處 理 組,300、500 MPa 處 理 樣 品 中
CSP 側(cè)鏈發(fā)生了顯著降解(P < 0. 05)。
通過糖比率可以了解部分果膠的結(jié)構(gòu)特性,糖比
率 I 表 示 果 膠 的 線 性 度,糖 比 率 Ⅱ 代 表 支 鏈 結(jié) 構(gòu)
(RG)對果膠組分的貢獻(xiàn)度,糖比率 Ⅲ是 I 型 支 鏈 結(jié)
構(gòu)(RG-I) 與 鼠 李 糖 的 比 例,可 表 示 RG-I 分 支 的 程
度,不同 果 膠 組 分 糖 比 率 結(jié) 果 見 表 3。 3 種 果 膠 中
CSP 組分糖比率 I 最高,其次是 WSP 和 NSP 組分,表
明 CSP 組 分 具 有 最 高 的 線 性 度。 隨 著 壓 力 的 增 大,
WSP 中糖比 率 I 下 降,CSP 和 NSP 中 則 呈 先 下 降 后
上升趨勢,表明超高壓處理后 WSP 線性度下降,CSP
和 NSP 經(jīng) 100 MPa 處 理 之 后 線 性 度 下 降,后 隨 著 壓
力的升高線性度回升。 由糖比率 Ⅱ可知,RG 在 NSP
果膠組分的貢獻(xiàn)度遠(yuǎn)高于 WSP 和 CSP 組分,且隨著
壓力的增大,呈先上升后下降趨勢。 所有果膠組分中
RG-I 分支的程度普遍較高 (糖 比 率 Ⅲ),NSP 組 分 中
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　280 2025 Vol. 51 No. 3 (Total 519)
RG-I 分支的程度略高于 WSP 和 CSP 組分,說明 NSP
組分中存在更多的 RG-I 結(jié)構(gòu)。 上述,由超高壓引起
的 胡 蘿 卜 果 膠 鏈 的 結(jié) 構(gòu) 變 化, 例 如 當(dāng) 壓 力 超 過
300 MPa 時 CSP 和 NSP 組分 RG 支鏈程度的顯著下
降,更有利于果膠組分與金屬離子等其他組分結(jié)合形
成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)[3] ,在 胡 蘿 卜 脫 水 后 失 去 果 膠 支 鏈 支 撐
起的彈性空間,而導(dǎo)致 300、500 MPa 處理后的胡蘿卜
片硬度高于未處理組和 100 MPa 處理組(表 1)。
表 2　 不同超高壓處理熱風(fēng)脫水后胡蘿卜果膠單糖組成
Table 2　 Monosaccharide composition of pectin extracted from the dehydrated carrot pretreated
with different high hydrostatic pressure
類型
壓強(qiáng) /
MPa
半乳糖醛酸 /
(mg/ g AIR)
中性糖含量 / (mg/ g AIR)
甘露糖 鼠李糖 葡萄糖 半乳糖 阿拉伯糖 巖藻糖
糖比
率Ⅰ
糖比
率Ⅱ
糖比
率Ⅲ
WSP
0 6. 26 ± 0. 42g 1. 60 ± 0. 32b 2. 27 ± 0. 68cd 2. 53 ± 0. 57c 7. 34 ± 0. 59d 5. 15 ± 0. 97ed 0. 25 ± 0. 04c 4. 42 0. 07 5. 50
100 8. 34 ± 0. 66f 2. 21 ± 0. 14a 2. 44 ± 0. 50cd 7. 79 ± 1. 44a 9. 09 ± 0. 77cd 4. 13 ± 0. 62e 0. 72 ± 0. 08a 3. 97 0. 08 5. 41
300 6. 17 ± 0. 19g 2. 15 ± 0. 26a 2. 77 ± 0. 03cd 6. 57 ± 0. 09a 8. 33 ± 0. 13d 4. 01 ± 0. 68e 0. 19 ± 0. 01d 3. 78 0. 11 4. 45
500 5. 61 ± 0. 55g 1. 22 ± 0. 42b 3. 04 ± 0. 21c 2. 72 ± 0. 93c 11. 12 ± 0. 31c 6. 15 ± 0. 69d 0. 32 ± 0. 02b 2. 07 0. 15 5. 69
CSP
0 24. 03 ± 1. 43d - 0. 35 ± 0. 16　e - 1. 18 ± 0. 22e 0. 88 ± 0. 73gf - 26. 17 0. 01 5. 88
100 25. 36 ± 2. 15d 1. 37 ± 0. 08b 2. 49 ± 0. 04d 5. 29 ± 0. 13b 8. 28 ± 0. 54d 5. 05 ± 0. 39d 0. 49 ± 0. 04ab 3. 48 0. 09 5. 34
300 13. 95 ± 0. 31e - 0. 31 ± 0. 05e - 0. 77 ± 0. 17f 0. 88 ± 0. 28gf - 27. 79 0. 01 5. 35
500 15. 16 ± 5. 39e - 0. 37 ± 0. 05e - 1. 32 ± 0. 09e 1. 16 ± 0. 28f - 21. 95 0. 01 6. 69
NSP
0 35. 77 ± 3. 78a 1. 99 ± 0. 67a 2. 73 ± 0. 06cd 6. 65 ± 0. 11a 13. 21 ± 2. 39　c 6. 97 ± 0. 03c 0. 53 ± 0. 21a 1. 87 0. 14 7. 38
100 37. 50 ± 1. 63a - 9. 49 ± 0. 06a - 42. 60 ± 5. 68a 22. 98 ± 3. 50a - 0. 70 0. 42 6. 91
300 30. 76 ± 1. 03c - 8. 66 ± 0. 09b - 32. 82 ± 3. 14ab 19. 23 ± 2. 79ab - 0. 99 0. 31 6. 01
500 32. 81 ± 0. 62b - 9. 27 ± 0. 08a - 39. 94 ± 4. 79a 23. 85 ± 2. 59a - 1. 39 0. 20 6. 88
　 　 注:糖比率Ⅰ:半乳糖醛酸 / (巖藻糖 + 鼠李糖 + 阿拉伯糖 + 半乳糖 + 木糖);糖比率Ⅱ:鼠李糖 / 半乳糖醛酸;糖比率Ⅲ:(阿拉伯糖 + 半乳糖) /
鼠李糖, - 表示未檢出。
表 3　 不同超高壓處理熱風(fēng)脫水胡蘿卜果膠平均分子質(zhì)量
Table 3　 Average molecular weight of pectin extracted
from the dehydrated carrot pretreated with different
high hydrostatic pressure
壓力 / MPa WSP Mw / kDa
CSP Mw / kDa
NSP Mw / kDa
0 356. 29 31. 70 336. 53
100 257. 02 29. 88 343. 30
300 170. 56 25. 30 301. 47
500 15. 47 26. 92 299. 05
2. 5　 不同壓力處理對果膠含量的影響
不同超高壓處理熱風(fēng)脫水后胡蘿卜果膠含量為
WSP、CSP 和 NSP 果膠組分中半乳糖醛酸與其他中性
糖的總和,結(jié)果如圖 3-a 所示,未經(jīng)超高壓處理樣品果
膠含量最低為 196. 13 mg/ g AIR,經(jīng) 100 MPa 處理組中
果膠組分含量最高達(dá) 342. 26 mg/ g AIR;隨著壓力的增
大,果膠含量呈先上升后降低再升高的趨勢。 進(jìn)一步
分析了 不 同 超 高 壓 處 理 樣 品 中 果 膠 組 分 相 對 含 量
(圖 3-b),發(fā)現(xiàn)經(jīng) 300、500 MPa 處理樣品中,CSP 比例
出現(xiàn)顯著下降,NSP 比例出現(xiàn)顯著上升,表明當(dāng)處理壓
力≥300 MPa 時,可能導(dǎo)致 CSP 與 NSP 之間發(fā)生轉(zhuǎn)化,
這與 SUN 等[25] 發(fā)現(xiàn)采用 400 MPa 處理胡蘿卜會導(dǎo)致
NSP 含量顯著提升的研究結(jié)果一致。 NSP 組分是通過
共價鍵與細(xì)胞壁結(jié)合的一類果膠物質(zhì)[15] ,結(jié)合穩(wěn)定緊
密,超高壓后 NSP 含量的上升,有助于胡蘿卜細(xì)胞壁物
質(zhì)之間結(jié)合,從而導(dǎo)致脫水胡蘿卜片硬度增加。
a - 果膠含量;b - 果膠組分的相對含量
圖 3　 不同超高壓力處理熱風(fēng)脫水胡蘿卜果膠含量
Fig. 3　 Pectin content of the dehydrated carrot pretreated
with different high hydrostatic pressure
2. 6　 不同壓力處理對果膠 DM 的影響
果膠的 DM 直接影響果膠分子間的氫鍵作用,進(jìn)
而影響果蔬的質(zhì)構(gòu)特性[26] 。 在 NSP 提取過程中,其
甲氧基被堿液破壞,因此僅測定 WSP 和 CSP 果膠組
分的酯化 度,結(jié) 果 如 圖 4。 未 經(jīng) 超 高 壓 處 理 的 WSP
研究報告
2025 年第 51 卷第 3 期(總第 519 期) 　281
組分 DM 值 為 67. 55% ,屬 高 甲 氧 基 果 膠;CSP 組 分
DM 值為 49. 24% ,屬低甲氧基果膠;隨著超高壓處理
壓力的增加,WSP 和 CSP 組分 DM 值逐漸下降,當(dāng)壓
力 升 至 500 MPa 時, DM 分 別 降 為 53. 10% 和
40. 43% 。 在所選超高壓條件下,果 膠 甲 基 酯 酶 被 激
活,導(dǎo)致果膠組分酯化度降低,低酯化度的條件下果
膠和金 屬 離 子 更 容 易 發(fā) 生 交 聯(lián) 形 成 穩(wěn) 定 的 網(wǎng) 狀 結(jié)
構(gòu)[27] ,從而有利于維持胡蘿卜的硬度。
圖 4　 不同超高壓力處理對熱風(fēng)脫水胡蘿卜果膠甲酯化度
Fig. 4　 Degree of methylation of pectin extracted from
the dehydrated carrot pretreated with different high
hydrostatic pressure
2. 7　 不同壓力處理對果膠分子質(zhì)量的影響
不同超高壓處理熱風(fēng)脫水后胡蘿卜果膠分子質(zhì)
量如圖 5 所示,未經(jīng)超高壓處理 組 WSP 平 均 分 子 質(zhì)
量為 356. 29 kDa,隨著壓力的增大,峰值發(fā)生了顯著
右移, 經(jīng) 500 MPa 處 理 后, 其 分 子 質(zhì) 量 降 低 至
15. 47 kDa(表 3),這主要是因?yàn)?WSP 通過非共價鍵
和非離子鍵松 散 的 結(jié) 合 在 細(xì) 胞 壁 上[28] ,在 超 高 壓 作
用下易發(fā)生 鍵 斷 裂,發(fā) 生 解 聚,分 子 質(zhì) 量 顯 著 降 低。
CSP 組分出峰時間在超高壓處理后發(fā)生了部分右移,
當(dāng)超高壓 力 ≥ 300 MPa 時,其 平 均 分 子 質(zhì) 量 明 顯 <
100 MPa 和未處理組,表明較大壓力下 CSP 發(fā)生了部
分降解。 與 CSP 類 似,NSP 組 分 在 較 大 超 高 壓 作 用
下,同樣也會發(fā)生一定程度的降解。 果膠分子質(zhì)量的
下降會導(dǎo)致果膠與其他物質(zhì)間的交聯(lián)減弱,而導(dǎo)致超
高壓處理后 的 新 鮮 果 蔬 硬 度 的 損 失[29] 。 然 而,在 本
文研究的胡蘿卜樣品中,果膠組分的降解,所產(chǎn)生的
低分子多糖填充在胡蘿卜組織細(xì)胞間隙,類似于低聚
糖、果膠等物質(zhì)滲透至物料中,經(jīng)脫水后反而會導(dǎo)致
樣品硬度的增加[30] 。
a - WSP;b - CSP;c - NSP
圖 5　 不同超高壓處理熱風(fēng)脫水胡蘿卜果膠分子質(zhì)量分布
Fig. 5　 Molar mass distribution of pectin extracted from the dehydrated carrot pretreated with different high hydrostatic pressure
3　 結(jié)論
不同超高壓預(yù)處理對胡蘿卜片質(zhì)構(gòu)特性影響顯
著,當(dāng)壓力≥300 MP 時,超高壓預(yù)處理的胡蘿卜片硬
度較 100 MPa 和未處理組顯著下降,而經(jīng)熱風(fēng)干燥后
則顯著上升。 通過微觀結(jié)構(gòu)分析,超高壓導(dǎo)致的胡蘿
脫水前組織結(jié)構(gòu)的塌陷和脫水后組織結(jié)構(gòu)的收縮是
導(dǎo)致樣品硬度升高的重要因素之一。 超高壓預(yù)處理
后胡蘿 卜 中 PME 和 PG 活 力 呈 先 上 升 后 下 降 趨 勢,
酶活力的變化引起細(xì)胞壁中果膠酯化度和含量的下
降,從而影響脫水后胡蘿卜質(zhì)構(gòu)特性。 超高壓預(yù)處理
脫水胡 蘿 卜 中,CSP 和 NSP 組 分 中 性 糖 含 量 及 糖 比
率的變化顯示其發(fā)生降解,支鏈比率減少;果膠組分
間發(fā)生 相 互 轉(zhuǎn) 化,在 300、500 MPa 預(yù) 處 理 胡 蘿 卜 中
NSP 比例上升,WSP 和 CSP 組 分 甲 酯 化 度 下 降。 上
述超高壓處理引起的胡蘿卜果膠特性變化,會導(dǎo)致果
膠組分與細(xì)胞壁物質(zhì)、金屬離子形成穩(wěn)定共價結(jié)合,
提高脫水胡蘿卜片硬度。 同時,超高壓會引起果膠斷
鏈、分子量下降,形成低聚果膠多糖,填充在胡蘿卜組
織間隙,也會增加脫水胡蘿卜片硬度。
參 考 文 獻(xiàn)
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Effect of different high hydrostatic pressure pretreatments on the textural
characteristics of hot-air dehydrated carrot slices:Mechanism exploration
KANG Yuandong1, 2 , XU Yujuan2 , WU Jijun2 , YU Yuanshan2 , LI Lu2 ,
PENG Jian2 ? , XIAO Gengsheng1,2?
1(College of Food Science and Technology, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China)
2(Sericultural &amp;amp; Agri-food Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences,Key Laboratory of Functional
Foods, Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing,
Guangzhou 510610, China)
ABSTRACT　 To explore the mechanism of how high hydrostatic pressure (HHP) pretreatment affects textural characteristics of the hotair
dehydrated carrot slice, the textural properties of dehydrated carrot pretreated with different high hydrostatic pressure (100, 300, and
500 MPa) were measured, the microstructure, polygalacturonase (PG), and pectin methylesterase (PME) of the carrots before and after
dehydration were detected, the water-soluble pectin (WSP), chelator-soluble pectin (CSP), and sodium carbonate soluble pectin (NSP)
extracted from dehydrated samples were further characterized. Hardness of dried carrot slices pretreated with 300 and 500 MPa were
11. 55% and 12. 25% higher, respectively, when compared with the unpretreated carrot sample. When the pressure was over 300 MPa,
tissue morphology of HHP pretreated samples was collapsed and microstructure of the dried sample became densely. Both PG and PME enzyme
activities were stimulated during the selected 100 ~ 500 MPa, and the highest enzyme activities 118. 76% and 128. 36% were obtained
at 300 MPa pretreated sample, respectively. When the pressure was over 300 MPa, CSP was tend converted to NSP, the pectin
fraction ratio changed, and the degree of branching and methoxylation of pectin fractions were reduced. Moreover, molar mass of WSP,
CSP, and NSP was decreased with the increasing pressure, accompanied with the pectin chains depolymerized. In summary, the changes
of carrot tissue morphology and characteristics of pectin fractions induced by HHP were confirmed to be substantial factors that significantly
affected the hardness of hot-air dehydrated carrot slices, which providing a mechanistic insight of HHP induced textural changes of dehydrated
fruit and vegetable.
Key words　 carrot;high hydrostatic pressure;hot-air dehydration;texture;pectin

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