综述：解析枣子中的结构与香气关系：果胶微观结构对关键香气化合物的影响

《Food Hydrocolloids》：Deciphering structure-aroma relationships in jujube: Influence of pectin fine structure on key aroma compounds

　　

杨文静|毕金凤|刘格格|陈沁琴

中国农业科学院食品科学技术研究所/农业农村部农产品加工与贮藏重点实验室，北京100193

摘要

枣因其独特的香气而备受关注。细胞壁果胶对香气特性有着重要影响，但两者之间的具体关系尚未明确。本研究系统地分析了不同枣品种（HJ、JJ、PJ、HMJ、ZHJ和JSJ）中果胶的精细结构及香气特征，并进一步阐明了它们之间的关系。不同枣品种在化学组成和链构象上存在显著差异：HMJ和HJ果胶富含高含量的同聚半乳糖醛酸（HG）多糖，具有高度线性；而JJ、ZHJ和JSJ果胶则含有大量的鼠李半乳糖醛酸I（RG-I），呈现紧凑的球状构象。PJ果胶的酯化程度（DE）最高。共鉴定出24种关键香气活性化合物，其中酯类和醛类是主要贡献者。在各个品种中，HJ和JJ的香气成分最为丰富，分别含有29种和27种挥发性化合物，以及最多的关键香气成分（各13种）。皮尔逊相关性分析显示，HG/RG-I结构域和分子量（Mw）与癸酸甲酯、1-辛烯-3-醇和1-庚烯-3-酮显著相关，这些物质影响了果香、蘑菇香和青草香的强度。酯化程度（DE）在烤制香气的形成中起关键作用，与2,6-二乙基吡嗪呈显著相关性。分子对接结果进一步表明，癸酸甲酯、1-辛烯-3-醇和2,6-二乙基吡嗪的释放受果胶中RG-I结构域比例的影响。其中，癸酸甲酯和2,6-二乙基吡嗪的释放还受到酯化程度（DE）的影响，氢键和疏水相互作用是果胶结构域与这些关键香气化合物相互作用的主要驱动力。这些发现表明，果胶的精细结构调控了枣香气的释放，有助于有针对性地改善香气。

引言

枣（Ziziphus jujuba Mill.）是一种深受消费者喜爱的兼具食用和药用价值的传统水果，其独特的甜味和芳香风味以及丰富的营养价值使其备受关注。这种复杂的风味来源于果实中多种挥发性有机化合物（VOCs）的协同作用，主要包括酯类、醇类、醛类和酮类以及酸类（Ren et al., 2025）。这些化合物的品种、浓度和比例共同构成了枣的独特香气特征。因此，深入分析影响这些关键香气物质的调控机制对于提高枣的品质和指导相关产业的深加工具有重要意义。

在影响果实品质的众多内部因素中，细胞壁多糖，尤其是果胶，起着不可或缺的作用。果胶是一种复杂的酸性杂多糖（Liang & Jing, 2025），是植物初生细胞壁和中层膜的主要成分。其精细结构直接决定了果实的物理性质，如质地、硬度和多汁性（Jia et al., 2026; Wang et al., 2025b; Zhao et al., 2025）。然而，果胶的功能远不止提供机械支撑和改善质地。更多研究表明，果胶的精细结构还充当了分子“守门人”的角色，调控香气化合物的保留和释放。Li et al (2025b) 确认，果胶中的D-半乳糖醛酸结构单元通过与酯类和醛类的极性基团相互作用，促进了香气酯类和醛类的保留。同时，这些单元引起的分子内氢键取代效应促进了醇类中香气成分的释放。Liu et al (2026) 发现，水溶性果胶中的RG-I结构域可通过氢键与萜类化合物茶香醇和内酯γ-癸内酯相互作用，从而影响桃香和花香的释放。此外，果胶通过调控细胞壁的完整性和细胞间胶层的降解来决定果实的质地。质地的变化改变了口腔中的破碎程度和咀嚼行为，以及香气分子的释放和扩散，进而影响挥发性物质和味道分子的释放速率和感知强度（Bonneau et al., 2018; Foster et al., 2011; Zhang et al., 2022b）。显然，果胶作为核心结构因素，通过协同控制质地和香气来调节果实的整体品质特征。

尽管果胶与香气之间的相关性已在番茄（Li et al., 2022）和甜瓜（Xu et al., 2025）中得到初步证实，但对于具有药用和食用双重价值的枣果实，系统研究仍相对有限。现有研究主要集中在枣果实中香气成分的鉴定或果胶物理化学性质的单独表征（Liu et al., 2025d; H. Wang et al., 2012）。然而，关于果胶与香气之间潜在关系的系统阐明仍然缺乏，特别是果胶的精细结构特征（如分子量（Mw）、酯化程度（DE）以及RG-I与HG的比例）与关键香气化合物之间的关联。目前尚不清楚果胶结构的多样性是否是不同枣品种间独特香气差异的主要驱动因素。因此，系统地阐明枣果胶的精细结构特征及其与关键挥发性香气化合物的关联，对于深入理解复杂食品系统中果胶的香气维持和调控机制具有重要的科学价值。

本研究选择了六个枣品种（HJ、JJ、PJ、HMJ、ZHJ和JSJ），系统分析了这些品种中果胶的精细结构及香气特征，并阐明了果胶精细结构的固有异质性和品种间关键香气的差异。基于多变量化学计量建模，进一步探讨了果胶精细结构对枣中关键香气化合物的影响。这项研究填补了关于枣多糖结构与关键香气化合物之间关联的长期研究空白，为基于感官的品种选择和精准加工提供了科学依据。

章节摘录

材料

共收集了六个完全成熟的枣品种，包括HJ（Zizyphus jujuba 品种Huizao，新疆维吾尔自治区）、JJ（Zizyphus jujuba 品种Junzao，新疆维吾尔自治区）、PJ（Zizyphus jujuba 品种Pozao，河北省）、HMJ（Zizyphus jujuba 品种Hamazao，陕西省）、ZHJ（Zizyphus jujuba 品种Zanhuangzao，河北省）和JSJ（Zizyphus jujuba 品种Jinsizao，山东省）。使用2-环己烯-1-酮（内标）、甲醇和氯化钠

化学组成

表1显示了不同枣品种果胶的单糖组成。六种枣果胶中的半乳糖醛酸含量为57.10%-75.40 mol%，阿拉伯糖（Ara）和半乳糖（Gal）是主要的中性糖，表明它们都具有典型的果胶化学特性。不同品种果胶的结构组成存在显著差异。HMJ和HJ果胶以高含量的半乳糖醛酸为特征

结论

不同枣品种的果胶多糖结构存在显著差异。HMJ和HJ果胶富含高含量的同聚半乳糖醛酸（HG），具有高度线性的结构。相比之下，JJ、ZHJ和JSJ果胶含有大量的鼠李半乳糖醛酸I（RG-I），呈现高度分支的结构。PJ果胶具有独特的高度修饰结构，酯化程度（DE）最高。这些结构指标在香气化合物的保留和释放中起着关键作用。

作者贡献声明

陈沁琴：撰写——审稿与编辑，监督。刘格格：可视化处理、数据验证。杨文静：撰写——初稿撰写，数据验证，软件应用，方法学研究，概念构思。毕金凤：方法学研究，实验设计，数据分析，概念构思

Liu et al., 2025a; Liu et al., 2018; Yang et al., 2018.

无。

致谢

本研究得到了国家重点研发计划（2024YFD2100605）、农业科技创新计划以及中国农业科学院食品科学技术研究所（CAAS-ASTIP-2026-IFST）的支持；同时得到了“亭州人才”创新团队（2023CT02）的资助。