关于糖分和品种对渗透脱水桃子质量传递、品质及健康特性影响的新见解

《Food and Bioproducts Processing》:New Insights into the Effects of Sugars and Cultivars on the Mass Transfer, Quality, and Health Properties of Osmotically Dehydrated Peach

【字体: 时间:2026年01月24日 来源:Food and Bioproducts Processing 3.4

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  本研究分析三种渗透剂(葡萄糖、山梨醇、蔗糖)和四种桃子品种(Flordaking、Goldprince、Elegant Lady、Dixiland)经渗透脱水后热风干燥(OD+D)的桃片特性。结果显示渗透预处理显著提升酶抑制活性(蛋白酶、α-淀粉酶、α-淀粉葡萄糖苷酶)及单宁、黄酮类、酚类和钙含量,较鲜果和单独热风干燥组更具功能性。聚类分析表明品种差异显著,而渗透剂种类对最终产品特性影响不显著。

  
Lara Salva?al | Julieta Gabilondo | Graciela Beatriz Corbino | Claudio O. Budde | María Valeria Lara
光合作用与生物化学研究中心(CEFOBI)。阿根廷罗萨里奥国立大学生物化学与药学学院,Suipacha 531,2000罗萨里奥,阿根廷

摘要

本研究分析了三种渗透剂(葡萄糖、山梨醇和蔗糖)以及四种桃子品种在渗透脱水处理后经对流空气干燥(OD+D)处理的效果。对质量传递参数以及感官、营养和营养保健特性进行了全面分析,首次包括了桃子OD+D处理样品中的矿物质组成以及抗菌和酶抑制活性。与新鲜水果相比,渗透预处理显著提高了蛋白酶、α-淀粉酶和α-淀粉葡萄糖苷酶的抑制活性,以及单宁、黄酮类、酚类和钙的含量。因此,OD+D处理为这种天然产品增加了价值,使得桃子片可以用于工业生产或作为零食食用,其糖含量与其他水果相当或更低。此外,OD+D处理后的样品表现出更强的抗菌能力以及更高的代谢物和抗氧化能力保留率。聚类分析表明,样品的归类主要基于品种,而非所使用的渗透剂,这一结果也与统计分析结果一致,统计分析显示颜色、抗氧化能力、抗坏血酸、类胡萝卜素、酚类和黄酮类含量、α-淀粉酶和蛋白酶的抑制活性以及细菌生长情况与所用渗透剂无关。研究结果表明,品种选择是决定脱水桃子特性的关键因素,并揭示了渗透预处理在对流干燥前的新益处。

引言

桃子是温带气候下最重要的水果之一,2023年的全球产量为27,077,873.01吨(FAOSTAT 2025)。由于其风味、香气、营养成分和生物活性化合物,桃子在全球范围内广受欢迎(Lara等人,2020年)。增加水果和蔬菜的摄入量有助于改善健康和福祉,降低心血管疾病和某些类型癌症的风险(Hung等人,2004年;Riboli和Norat,2003年),尤其是在以桃子为主食的地中海饮食地区(Konopacka等人,2010年;Saura-Calixto和Go?i,2006年;Sofi等人,2008年)。桃子具有重要的治疗和营养价值(Lara等人,2020年),含有儿茶素、表儿茶素、表没食子儿茶素、原花青素、芦丁、槲皮素-3-葡萄糖苷、槲皮素-3-半乳糖苷、山柰酚-3-芦丁苷、花青素等酚类化合物,这些化合物具有抗氧化作用,能够减少人体血浆中的活性氧生成并预防多种疾病(Cevallos-Casals等人,2006年;Noratto等人,2009年;Sun等人,2002年)。
桃子在室温下成熟,但由于含水量高而容易变质(Lurie & Crisosto,2005年)。虽然有效的保鲜技术很重要,但有必要为那些因品质不佳或季节性过剩而无法进入鲜食市场的水果寻找替代用途。脱水处理可以将桃子转化为健康食品,有助于将其更多地纳入日常饮食中。这降低了与食品储存、包装、运输和分销相关的成本,并提高了水果的经济价值(Mujumdar & Law,2010年)。通过脱水处理得到的水果零食水分活度低,口感和风味极佳,无需烹饪或冷藏,且全年均可供应。脱水水果还被用作谷物棒、酸奶、冰淇淋和烘焙食品的原料(Chang等人,2016年)。
渗透脱水(OD)是一种在传统热风干燥(D)之前应用的技术,旨在改善产品的感官、营养和功能特性,缩短加工时间并减少热处理带来的负面影响(Ahmed等人,2016年)。OD可以在冷冻(Ramallo & Mascheroni,2010年)、油炸(Taiwo & Baik,2007年)或真空干燥(Ferrari等人,2011年)之前使用。OD通过将食品浸入含有一个或多个溶质的高渗溶液(HS)中来部分去除水分(Ponting等人,1966年)。在OD过程中,溶液中的溶质会进入食品组织,而食品中的水分则转移到HS中。食品中的某些溶质也可能迁移到HS中(Raoult-Wack,1994年)。OD的动力学取决于溶液的组成和浓度、水果与溶液的比例、温度、处理时间、搅拌情况、食品的大小和形状、组织特性以及水果的成熟度(Chiralt & Fito,2003年)。常用的渗透剂包括蔗糖、葡萄糖、寡糖、山梨醇、甘油、葡萄糖与玉米糖浆的混合物以及盐类。OD已应用于苹果(Amami等人,2006年)、芒果(Zhao等人,2013年)、菠萝(Beristain等人,1990年)、梨(Park等人,2002年)和番茄(Giannakourou等人,2020年)等水果;胡萝卜(Peng等人,2019年)和竹笋(Badwaik等人,2013年)等蔬菜;以及肉类(Dimakopoulou-Papazoglou & Katsanidis,2020年)和鱼类及软体动物(Lemus-Mondaca等人,2014年)。
在桃子的研究中,关于OD处理前的研究主要集中在工艺优化、质量传递和质地、糖含量以及产品感官特性的探讨上(Dhillon等人,2022年;Giangiecome等人,1987年;Marconi Germer等人,2010年;Sahari等人,2006年;Wang等人,2023b年;Yadav和Singh,2014年)。然而,关于其对营养特性及其他有益特性的影响(如抑制微生物生长或炎症酶)的研究尚未开展。鉴于消费者越来越倾向于选择能够保留营养成分的少加工食品,研究脱水桃子的功能特性显得尤为重要。本研究的目的在于:(a) 分析经过渗透脱水处理后再进行传统热风干燥的桃子(OD+D)与仅经过热风干燥的桃子(D)或新鲜桃子(F)之间的特性差异;(b) 评估不同渗透剂(葡萄糖(Glc)、山梨醇(Sor)或蔗糖(Suc)以及品种(Flordaking(FD)、Goldprince(GP)、Elegant Lady(EL)和Dixiland(DX)对最终产品的影响。

部分内容

水果材料及处理方法

本研究使用了来自阿根廷布宜诺斯艾利斯San Pedro(33°40′46″S 59°40′01″O)商业果园(ARTIGUES - Parana Basin Fruit S.R.L.)的四种Prunus persica(L.)Batsch品种:最早收获的FD和GP品种,以及中期的EL和DX品种。果实分别于2019-2020年、2020-2021年和2021-2022年的秋季和冬季期间采摘。 果实先用pH值为6.8的含200 ppm氯化物的水清洗2分钟,然后用自来水冲洗,并使用陶瓷切片机切成2毫米厚的果片。

品种特性

硬度在3.9-5.5 kg/cm2范围内的桃子被进行了特性分析(图1)。每个品种都表现出独特的感官、生物活性和营养特征:GP品种的单宁含量最高;DX品种的类胡萝卜素和黄度(b*)最高,蛋白质含量也最高;EL品种的SS、蔗糖含量和红色度(a*)最高;FD品种则具有最低的亮度、TA值、硒和锰含量。 桃子提取物能够抑制AMG、蛋白酶和AMY的活性(表1)。

结论

将仅经过热风干燥(D)的桃子样品与经过渗透脱水处理后再进行热风干燥的桃子样品(OD+D)进行比较,发现渗透脱水处理能够保持桃子的感官和功能特性,最小化了不利变化,例如类胡萝卜素的损失,甚至改善了一些特性,如单宁含量和抗菌活性。这是首次研究脱水桃子的抗菌和酶抑制活性。此外,HS中的CaCl2有助于丰富样品中的钙含量。

未引用的参考文献

(Badwaik等人,2012年;Cortez等人,2017年;Debbarma等人,2021年;Lemus-Mondaca等人,2015年;Okie,1998年;Tsukaya等人,1911年;Yada等人,2011年)

资助

本研究得到了阿根廷国家科学技术促进局(Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica)和农业技术研究所(Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria)的支持。

CRediT作者贡献声明

Lara Salva?al:撰写、审稿与编辑、数据可视化、方法设计、实验研究、数据分析。 Julieta Gabilondo:撰写、审稿与编辑、方法设计、实验研究、概念构建。 Graciela Beatriz Corbino:资源协调、方法设计、实验研究、概念构建。 Claudio O. Budde:方法设计、实验研究、概念构建。 LARA MARIA Valeria:撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、项目监督、资金申请、数据分析。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

MVL是CONICET的研究员,LS也是该机构的成员。

声明

利益冲突

作者声明没有与本文内容相关的利益冲突。
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