《Sustainable Food Technology》:Effects of high-pressure processing and conventional thermal processing on enzyme activities, antioxidant properties, and volatile metabolic profiling of “Phulae” pineapple purée
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本文系统比较了高压加工(HPP)与传统热加工(CTP)对泰国地理标志产品"普莱"菠萝泥品质的影响。研究表明,HPP在400-600 MPa压力下能显著保留维生素C(216.9 mg kg?1)、菠萝蛋白酶活性(3441.7-3733.3 CDU/L)和挥发性酯类物质,其抗氧化能力(DPPH/FRAP/ABTS)优于CTP处理。主成分分析(PCA)显示HPP样品与未处理样品挥发性成分相似度达85.7%,证实HPP是一种能同时保持营养、功能性和感官品质的创新非热力加工技术。
材料与方法
研究选用泰国清莱府南莱地区地理标志产品"普莱"菠萝(Ananas comosus L. cv. Phulae)为原料,制备菠萝泥后分为四组:未处理组、CTP组(80°C/10 min)及HPP组(400/600 MPa,25°C/10 min)。通过色差仪、pH计等分析理化指标,采用福林酚法测定总酚含量(TPC),紫外分光光度法检测维生素C、DPPH/ABTS/FRAP/ORAC抗氧化指标,酶学法测定菠萝蛋白酶活性及透明质酸酶(HA)抑制率,并利用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用(HS-SPME-GC-MS)分析挥发性代谢谱。
结果与讨论
理化特性变化:HPP处理较好保持了菠萝泥的原始色泽(L值46.6-48.0)和可溶性固形物(13.5°Brix),而CTP组因热浓缩作用导致TSS显著升高至14.4°Brix。HPP组pH值(3.92)与未处理组(3.96)无显著差异,但CTP引发非酶褐变使b值(黄度)由24.1降至19.7。
生物活性成分保留:HPP在400 MPa时表现出最佳抗氧化特性,TPC达73.8 g GAE/kg FW,DPPH清除能力为2.3 mmol TE/kg FW,FRAP值达4.7 mmol AAE/kg FW。600 MPa HPP处理的ABTS清除活性最高(4.6 g TE/kg FW)。维生素C保留率在HPP组为88.5%(191.9 mg kg?1),显著高于CTP组的77.0%(167.0 mg kg?1)。
酶活性与功能特性:HPP有效维持菠萝蛋白酶活性(3733.3 CDU/L)和HA抑制率(79.9%),而CTP使酶活性下降41.8%。一氧化氮(NO)自由基清除实验显示HPP组活性(47.0 mmol TE/kg FW)为CTP组的1.7倍,表明非热加工更好保留抗炎相关功能成分。
挥发性代谢谱分析:共鉴定18种挥发性物质,酯类(甲基丙酸酯、2-甲基丁酸甲酯)和萜烯类(β-月桂烯、d-柠檬烯)为主要香气成分。PCA分析显示PC1(60.4%)和PC2(25.2%)累计贡献率达85.7%,HPP样品与未处理组在挥发性成分空间分布上高度重叠,而CTP组因热降解导致甲基丙酸酯含量从35.2%降至4.5%。
结论
高压加工通过非共价键作用保护热敏性成分,在维持"普莱"菠萝泥的原始营养组成、酶活性及特征香气方面显著优于传统热加工。该技术为开发清洁标签的高品质水果制品提供了理论依据,其低能耗特性亦符合可持续发展目标(SDG 12/13)。后续研究可结合细胞模型深入验证其生物活性保留机制。