Pectin methylesterase inhibitors GhPMEI53 and AtPMEI19 improve seed germination by modulating cell wall plasticity in cotton and Arabidopsis

The germination process of seeds is influenced by the interplay between two opposing factors,pectin methylesterase(PME)and pectin methylesterase inhibitor(PMEI),which collectively regulate patterns of pectin methylesterification.Despite the recognized importance of pectin methylesterification in seed germination,the specific mechanisms that govern this process remain unclear.In this study,we demonstrated that the overexpression of GhPMEI53is associated with a decrease in PME activity and an increase in pectin methylesterification.This leads to seed cell wall softening,which positively regulates cotton seed germination.AtPMEI19,the homologue in Arabidopsis thaliana,plays a similar role in seed germination to GhPMEI53,indicating a conserved function and mechanism of PMEI in seed germination regulation.Further studies revealed that GhPMEI53 and AtPMEI19 directly contribute to promoting radicle protrusion and seed germination by inducing cell wall softening and reducing mechanical strength.Additionally,the pathways of abscicic acid(ABA)and gibberellin(GA)in the transgenic materials showed significant changes,suggesting that GhPMEI53/AtPMEI19-mediated pectin methylesterification serves as a regulatory signal for the related phytohormones involved in seed germination.In summary,GhPMEI53 and its homologs alter the mechanical properties of cell walls,which influence the mechanical resistance of the endosperm or testa.Moreover,they impact cellular phytohormone pathways(e.g.,ABA and GA)to regulate seed germination.These findings enhance our understanding of pectin methylesterification in cellular morphological dynamics and signaling transduction,and contribute to a more comprehensive understanding of the PME/PMEI gene superfamily in plants.

Pectin modulates intestinal immunity in a pig model via regulating the gut microbiota-derived tryptophan metabolite-AhR-IL22 pathway

Background Pectin is a heteropolysaccharide that acts as an intestinal immunomodulator,promoting intestinal development and regulating intestinal flora in the gut.However,the relevant mechanisms remain obscure.In this study,pigs were fed a corn-soybean meal-based diet supplemented with either 5%microcrystalline cellulose(MCC)or 5%pectin for 3 weeks,to investigate the metabolites and anti-inflammatory properties of the jejunum.Result The results showed that dietary pectin supplementation improved intestinal integrity(Claudin-1,Occludin)and inflammatory response[interleukin(IL)-10],and the expression of proinflammatory cytokines(IL-1β,IL-6,IL-8,TNF-α)was down-regulated in the jejunum.Moreover,pectin supplementation altered the jejunal microbiome and tryptophan-related metabolites in piglets.Pectin specifically increased the abundance of Lactococcus,Enterococcus,and the microbiota-derived metabolites(skatole(ST),3-indoleacetic acid(IAA),3-indolepropionic acid(IPA),5-hydroxyindole-3-acetic acid(HIAA),and tryptamine(Tpm)),which activated the aryl hydrocarbon receptor(AhR)pathway.AhR activation modulates IL-22 and its downstream pathways.Correlation analysis revealed the potential relationship between metabolites and intestinal morphology,intestinal gene expression,and cytokine levels.Conclusion In conclusion,these results indicated that pectin inhibits the inflammatory response by enhancing the AhR-IL22-signal transducer and activator of transcription 3 signaling pathway,which is activated through tryptophan metabolites.

Pectin fractions extracted sequentially from Cerasus humilis:Their compositions,structures,functional properties and antioxidant activities

Three pectin fractions(water-soluble fraction(WSF),chelator-soluble fraction(CSF),and sodium carbonatesoluble fraction(NSF))were obtained from Chinese dwarf cherry(Cerasus humilis)fruits.All of them were branched low methoxylated pectins with an amorphous or partially nanocrystalline nature and eight neutral monosaccharides(arabinose and galactose were most abundant).WSF,CSF and NSF had a degree of methylation(DM)of 35.82%,14.85%and 7.13%,uronic acid(UA)content of 76.02%,83.71%and 69.01%,and total protein content of 2.4%,2.1%and 8.8%,respectively.Their molecular weights were 340.31,330.16 and 141.31 kg/mol,respectively(analyzed by gel permeation chromatography(GPC)).WSF,CSF and NSF exhibited good rheological,thermal,emulsifying,emulsion-stabilizing,water-adsorbing,oil-binding,cholesterol-binding and antioxidant properties.NSF had the highest emulsifying,emulsion stabilizing,water-/oil-/cholesterol-binding and antioxidant capacities,followed by CSF.NSF had the highest viscosity(406.77 m Pa·s),flowability,and resistance to heat-induced changes/damage,which may be related to its lowest polydispersity index,DM and UA content and highest protein content.The three pectin fractions with desirable characteristics can be used as food additives/ingredients and dietary supplements.

Novel Pectin/Chia-Mucilage Membranes:Human Serum Albumin Adsorption,Biocompatibility,and Physical-Chemical Properties

This study aimed to characterize the physical-chemical and biological properties of pectin(PC)/chia seed mucilage(CM)membranes.PC/CM[100/0(control),80/20%,60/40%,and 40/60%w/w]membranes were prepared using the casting method.The membranes(PC/CM)were thin,yellow,lightly opaque(≈10%)and capable of blocking light UVB(between 66 at 52%).SEM analysis showed the presence of aggregates in the shape of a sphere(≈13μm)and ovoid(≈25μm).The proportion of 80/20 showed an increase in tensile strength(29%)and elastic modulus(19%)when compared to the control.FTIR analysis exhibited intermolecular interactions between PCPC,PC-CM,and CM-CM in the membranes.The thermal analysis(600°C)showed a slight improvement in the percentage of residual mass-loss of 3.31%(80/20)that control.The 40/60 membrane showed the lowest percentage of hemolysis(2.94%)but limited human albumin adsorption capacity.These results suggested that the blend PC/CM may be considered as a biomaterial for medical applications.

酪蛋白胶束-果胶复合物微胶囊对大黄素的负载作用

大黄素(emodin,E)是大黄中的主要活性成分,是一种疏水性分子。酪蛋白胶束(micellar casein,MC)是乳中酪蛋白的天然存在形态。该文采用荧光分析法研究了不同果胶(pectin,P)添加量下酪蛋白胶束与大黄素的结合作用,解析了果胶-酪蛋白胶束@大黄素(P-MC@E)复合物粒径及结构,评价了复合物的DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除活性,并通过模拟胃肠消化实验分析了复合物中大黄素的释放状况。结果显示,P-MC复合体系中,当果胶与酪蛋白胶束比例为0∶10~5∶5时,酪蛋白胶束与大黄素的结合作用均为疏水作用,二者结合常数大于103。随着果胶添加量的增加,P-MC@E复合物粒径逐渐增大,但其红外谱图没有显著变化。另外,复合物的DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除活性较游离大黄素显著提升,且随果胶添加量的增加而显著增大。与P-MC形成复合物后,大黄素的胃肠模拟消化释放率降低。研究结果可为大黄素的负载和递送提供参考依据。

1-MCP与MT联合处理对芒果保鲜效果的影响

为探究1-甲基环丙烯(1-MCP)与褪黑素(MT)联合处理对芒果保鲜效果的影响,该研究用0.1 mg/L 1-MCP和0.2 mmol/L MT联合处理芒果后,于25℃贮藏10 d,每2 d取样测定相关指标。结果显示:1-MCP和MT联合处理可以延缓芒果果皮叶绿素降解和类胡萝卜素含量升高,在贮藏第10天,处理组的果皮叶绿素为0.078 mg/g,是对照组的5.27倍;延缓了果肉L*值的下降和a*、b*值的升高,抑制原果胶降解和可溶性果胶含量的升高,贮藏第6天处理组的原果胶含量比对照高2.53倍,而可溶性果胶含量比对照低44.04%,同时在贮藏前期显著抑制了多聚半乳糖醛酸酶(PG)和纤维素酶(Cx)活性,降低了β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性,并且维持了果肉更完整的细胞结构,但果肉类黄酮含量在贮藏中期显著低于对照。综上,1-MCP和MT联合处理保持了芒果良好的外观品质,延缓了细胞壁物质的降解,提高了货架期品质。

秋葵果胶对Pb^(2+)的吸附性能研究

探究秋葵果胶作为一种生物吸附剂对水溶液中Pb^(2+)的吸附性能。通过静态吸附试验测定秋葵果胶对水溶液中Pb^(2+)的吸附容量和吸附率来评价秋葵果胶对水溶液中Pb^(2+)的吸附性能。研究发现,试验溶液的pH值、初始Pb^(2+)浓度、溶液的温度以及吸附时间对秋葵果胶吸附Pb^(2+)的性能均有影响。在溶液初始Pb^(2+)浓度为20μg/mL、pH 5.0、温度为30℃时,经过40 min的吸附,果胶对溶液中的Pb^(2+)吸附容量可达到4.97 mg/g、吸附率可达到74.55%,吸附速率较快,且吸附较完全。秋葵果胶具有较好的吸附水溶液中Pb^(2+)的能力,若进一步对秋葵果胶进行结构改性或吸附条件进行优化,可作为新型的含铅废水处理剂开发和利用。

黄秋葵酒渣纳米纤维素的制备工艺及表征分析

酒渣又被称为酒糟,是发酵后的酒醅经过蒸馏出酒后余下的残渣。黄秋葵发酵酒渣富含果胶多糖和纤维素,以提取果胶多糖后制备的纤维素为原料,采用硫酸酸解法制备黄秋葵酒渣纳米纤维素(nanocrystalline cellulose from okra fermented pomance,NCC),通过单因素试验和Box-Behnken响应面试验法确定NCC的最佳制备工艺条件,即硫酸质量分数45%、酸解温度60℃、酸解时间120 min、料液比1∶17(g/mL),此条件下NCC的得率为21.07%。利用扫描电镜、透射电镜、傅立叶变换红外光谱、X射线衍射对其微观结构进行表征。结果表明,硫酸酸解法得到的NCC为直径在100 nm左右的棒状结构,但由于氢键作用,使其极易团聚;此法对NCC的基团影响较小,其仍然具备黄秋葵酒渣纤维素的最基本化学结构;NCC的结晶度为65.14%,属于纤维素Ⅰ型结晶结构。

协同微波法提取香蕉皮果胶的工艺研究

以本地香蕉皮为原料,采用不同提取剂协同微波法提取果胶,分析果胶的产率及理化性质,结果显示六偏磷酸钠协同微波法来制备皮果胶得率和品质较好。以六偏磷酸钠提取剂协同微波提取香蕉皮果胶,通过单因素试验和正交法优选,确定了香蕉皮果胶提取的最优工艺条件。结果表明:加入0.6%含量的六偏磷酸钠螯合剂辅助微波法提取果胶的最佳工艺参数为:料液比为1∶12 g/mL、pH值为2、微波功率为800 W、微波时间为3 min,果胶提取率达10.15%。

低酯果胶-海藻酸钠复合凝胶体系凝胶特性分析

以海藻酸钠(sodium alginate,ALG)和低酯果胶(low methoxyl pectin,LMP)作为原料,添加Ca^(2+)构建复合凝胶网络体系。通过添加不同配比的多糖,研究复配比例对凝胶体系凝胶强度、水分状态以及凝胶网络结构等凝胶特性的影响。当LMP∶ALG为3∶7时凝胶强度最大,达到0.545 N。此外,探讨了不同Ca^(2+)添加量对凝胶体系的影响,结果表明凝胶强度随着Ca^(2+)添加量的增加而提高,凝胶网络的微观结构呈现小而密的孔状结构。基于3种应变模型分析了复合凝胶流变性能,结果表明LMP-ALG复合凝胶体系中两种多糖分子在微观结构上属于互穿网络类型。本研究可为改善ALG和LMP凝胶特性、拓展其在食品中的应用领域提供科学参考和理论依据。

精氨酸/低酯果胶对乳液热稳定性的影响

针对油脂蛋白多糖多重乳液体系在热力杀菌过程中因发生乳清蛋白变性团聚而引起的乳液不稳定现象,通过精氨酸(Arg)和低酯果胶(LMP)对蛋白胶束表面电荷和胶束结构的修饰作用,形成相应的精氨酸乳清蛋白复合物(Arg-whey protein complex,AWPC)和精氨酸乳清蛋白低酯果胶复合物(Arg-whey protein-low methoxyl pectin complex,AWPPC)。研究结果表明:通过Arg复合修饰、热力杀菌(121℃,15 min)后油脂蛋白多糖多重乳液体系的平均粒径减小39.1%,Zeta电位绝对值增加17.6%,乳化活性指数(EAI)提高18.7%,冻融和杀菌处理的冷热稳定性显著提高。当Arg和LMP的最佳质量比为0.15∶0.70时,AWPPC溶液的EAI达到最大值6.10 m 2/g。

果胶与多酚相互作用机制及其对食品加工特性影响的研究进展

果胶和多酚共存于植物性食品体系中。除天然存在的果胶-多酚复合物外,在受到加热、高压、干燥等外力作用的食品加工过程中,两者会快速且自发地进行相互作用。果胶与多酚之间的相互作用会影响食品的理化性质和功能特性。本文总结了果胶与多酚相互作用的机制、内部和外部多重影响因素、主要的研究方法并结合Langmuir和Freundlich常见的等温吸附模型对果胶与多酚之间的吸附行为进行描述和定量表征。此外还探讨了两者相互作用对食品加工特性及多酚生物可利用性的影响,分析了该领域的研究方向和发展趋势。

茶树花黄酮-玉米醇溶蛋白-果胶纳米颗粒制备及其抗氧化活性研究

玉米醇溶蛋白-果胶构造的包埋体系可提高生物活性物质的稳定性,延长其抗氧化活性。该研究以茶树花黄酮为原料,通过反溶剂法结合静电沉积法制备茶树花黄酮-玉米醇溶蛋白-果胶纳米颗粒(tea flower flavonoids zein-pectin nanoparticles,FZP-NPs),通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热法等技术对纳米颗粒的表观形貌、理化特性、结构进行分析,利用DPPH法和ABTS法对纳米颗粒的抗氧化活性进行评估。结果表明,FZP-NPs包埋率大于96%,粒径为(238±4.55)nm,形状为球形;氢键、疏水相互作用是玉米醇溶蛋白与茶树花黄酮形成纳米颗粒的主要作用力。包埋增强了茶树花黄酮的稳定性,并延长了其抗氧化活性,该研究为茶树花黄酮的综合利用提供了理论参考。

pH对豌豆蛋白-高酯果胶复合物理化和结构特性的影响

以豌豆蛋白(pea protein,PP)和高脂果胶(high methoxyl pectin,HMP)为原料,制备不同pH值的豌豆蛋白-高脂果胶复合物,研究pH对复合物浊度、粒径、电位、乳化活性和稳定性的影响,同时通过荧光光谱、傅里叶红外光谱以及透射电子显微镜对复合物进行了结构表征。结果表明,pH 3.0、6.0和8.0时复合体系分别以不溶性复合物、可溶性复合物和共溶状态存在。与pH 3.0和8.0相比,PP-HMP复合物在pH 6.0时Zeta-电位绝对值、乳化活性和稳定性较高,放置24 d未发生分层现象。傅里叶红外光谱和荧光光谱结果表明,PP和HMP在pH 6.0条件下通过疏水相互作用和氢键相互结合,并且与单独PP相比,PP-HMP复合物的β-转角和α-螺旋相对含量增大,色氨酸残基的暴露程度降低,结构更加有序紧密。透射电镜结果显示,相较于pH 3.0和8.0,PP-HMP复合物在pH 6.0下会呈现尺度分散均匀且形态更加规则有序的结构,适合乳液的制备。研究结果为拓宽PP-HMP复合物在食品中的应用提供参考。

果胶的提取、生理功能及应用研究进展

果胶是一种天然的多糖类聚合物,是高等植物细胞壁的重要组成部分,具有降低胆固醇、抗肿瘤、抗氧化、降血糖、利于肠道健康等生理功能,被广泛应用于食品、医药等领域。文章综述了近几年果胶提取方法及其优缺点,并对不同来源不同方法提取的果胶得率、半乳糖醛酸含量、酯化度进行比较分析,总结了果胶的生理功能及其在各个方面的应用现状,对其未来发展方向进行了展望。

添加柑橘果胶和吐温-80的芥末精油纳米乳液稳定性、抑菌活性及其在砂糖橘保鲜中的应用

采用高压均质与超声破碎法制备添加柑橘果胶(pectin,PT)和吐温-80的芥末精油纳米乳液(mustard essentialoilnanoemulsion,MEO-NE)(MEO-NE-PT)和只添加吐温-80的MEO-NE(MEO-NE-T),对比MEO-NE-PT和MEO-NE-T的微观结构、贮藏稳定性、pH值稳定性、离子强度稳定性及热稳定性,并将MEONE-PT应用于砂糖橘采后保鲜。结果表明:MEO-NE-PT的粒径和多分散指数波动幅度更小,表现出更强的稳定性;对MEO、MEO-NE-T、MEO-NE-PT的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)和最低杀菌浓度进行探究,发现MEO-NE-PT的MIC(64μL/L)远低于MEO(256μL/L)和MEO-NE-T(128μL/L);且经64μL/L MEO-NE-PT处理6 h后的白地霉孢子萌发率仅有6.67%、芽管长度为8.57μm,远低于对照组(MEO)的100%和165.02μm;扫描电子显微镜观察结果表明,MEO-NE-PT处理会导致白地霉菌丝体皱缩、断裂;与对照组相比,MEO-NE-PT处理可明显降低砂糖橘的腐烂率和质量损失率,并且能够延缓砂糖橘硬度和可溶性固形物含量的下降。因此,MEO-NE-PT作为一种安全、有效的绿色抑菌剂,可以控制柑橘白地霉菌的生长,保持砂糖橘采后品质。

响应面优化酸法提取沃柑皮果胶工艺

以广西武鸣双桥镇产的新鲜沃柑为原料,采用酸法提取沃柑果皮中的果胶,并以沃柑果胶得率为评价指标,通过单因素及响应面试验法优化沃柑果胶的提取条件,并分析提取的果胶的理化性质。结果表明,果胶最佳提取工艺参数为:提取液料比50∶1(m L∶g)、提取pH 1.3、提取温度89℃、提取时间97 min,此条件下的果胶得率为21.36%。果胶的水分含量为10.5%、酸不溶灰分含量为0.48%、半乳糖醛酸含量为72.6%、酯化度为89.9%,均符合果胶国标要求,表明该酸法可用于提取沃柑皮中的果胶。

蝶豆花提取物-马铃薯氧化羟丙基淀粉/果胶指示标签的制备及应用

为实现冷鲜牛肉新鲜度的无损、实时及可视化监测,以马铃薯氧化羟丙基淀粉(potato oxidized hydroxypropyl starch,POHS)和果胶(pectin,P)作为成膜基材,添加蝶豆花提取物(Clitoria ternatea extract,CT)制备智能指示标签(P/POHS/CT),并将该标签应用于冷鲜牛肉的货架期检测。结果表明,CT添加量为1.0%(体积分数)的标签性能最佳,其拉伸强度为16.62 MPa,溶胀度为367.68%,显著高于其他组(P<0.05),含水率为10.42%,水蒸气渗透率为1.32×10^(-7)g/(m·s·Pa),显著低于其他组(P<0.05),扫描电镜结构紧密,红外光谱显示各组分间相容性较好。在贮藏过程中,随着贮藏时间延长,冷鲜牛肉的pH值、挥发性盐基氮含量、硫代巴比妥酸反应物值及菌落总数均显著升高(P<0.05),贮藏第4天时为次级新鲜度,第7天时腐败,智能指示标签的色泽对应的从紫色变为蓝色、绿色。结果表明,适量CT的添加可以改善智能标签的性能,且该标签对冷鲜牛肉新鲜度的变化响应能力强,具有作为预测冷鲜牛肉新鲜度变化的智能包装材料的潜质。

蓝莓不同硬度果实VcPLs基因克隆和功能研究

【目的】探究果胶裂解酶基因在蓝莓硬肉品种和软肉品种果实硬度差异中的作用,为选育高硬度蓝莓品种提供参考。【方法】以蓝莓硬肉品种Star和软肉品种O’Neal不同发育时期的果实为材料,测定果实硬度、细胞壁物质含量和果胶裂解酶活力,分析比较果肉细胞解剖结构,克隆果胶裂解酶基因并研究其表达模式,转化番茄验证VcPL的功能。【结果】S4(膨大期)到S6(红果期)时期是果实硬度快速下降关键时期,果肉细胞在发育初期细胞壁轮廓清晰,Star果肉细胞出现结构破损的时期晚于O’Neal,果实硬度与可溶性果胶含量、果胶裂解酶活力均呈极显著负相关,VcPL41和VcPL65编码区序列长度分别为1230 bp和1209 bp,Star和O’Neal中VcPL65氨基酸序列完全相同,VcPL41的序列在品种间有4个氨基酸差异。2个基因在Star中快速上调表达的时期晚于O’Neal。超表达VcPL41和VcPL65的番茄果实硬度显著小于对照组,可溶性果胶含量显著高于对照组。【结论】蓝莓硬肉品种Star和软肉品种O’Neal果实硬度差异受果胶裂解酶活力和可溶性果胶含量影响,VcPL41和VcPL65能够加速果实成熟软化进程。

羧甲基化柑橘果胶的体外模拟消化及益生元作用

为探究羧甲基化柑橘果胶(carboxymethyl citrus pectin,CCP)在益生元方面的潜力,以NaOH-氯乙酸化学法制得CCP,采用红外光谱对其进行表征,模拟人体消化实验探究其抗消化性,并以其作碳源,研究其对短乳杆菌、植物乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热乳杆菌的益生元作用。结果表明,在红外光谱中1616、1419、1313 cm^(-1)处存在羧甲基的特征吸收峰,测定其取代度为0.4371,柑橘果胶羧甲基化修饰成功;在模拟人体抗消化实验中,CCP在模拟唾液、胃液和小肠液中的水解度分别低于3%、6%和2%,证明其能有效抵抗人体消化道消化;CCP促进短乳杆菌增殖的最佳质量浓度为15 g/L,对其他3种益生菌的最佳质量浓度为30 g/L,在最佳果胶质量浓度下,4种益生菌在18~30 h达到增殖的稳定期,细菌浓度达最高值,培养基pH值达到最低值,CCP对4种肠道益生菌的促进增殖作用均优于柑橘果胶。研究表明CCP是一种潜在的益生元,在医药保健等领域具有较高的发展潜力。