《Food Research International》：Nonthermal modulation of flavor and pigment metabolism in peach puree through enzymatic hydrolysis coupled with freeze concentration
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将传统热浓缩对桃浆感官品质的负面影响与酶解预处理结合悬浮冷冻浓缩的协同效应，通过四循环冷冻浓缩使可溶性固形物提升2.66倍，同时保留固有色泽并增强红色素，香气组分中酯类和 lactones 显著富集，2-苯乙醇等酚类相关香气物质增加，验证了冷冻浓缩在非热加工中提升热敏水果产品品质的可行性。
许颖|孙佳|老飞|张东豪|吴继红
中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083，中华人民共和国
摘要
传统的热浓缩方法往往会影响桃子泥的视觉和风味品质。本研究采用了一种非热加工策略，结合了酶解和多循环悬浮冷冻浓缩技术，以提升桃子泥的理化和感官特性。冷冻浓缩使总可溶性固形物含量提高了2.66倍，同时显著保留了其固有的颜色特征，并增强了红色色调，这通过L*值的降低和a*值的升高得到了证实。无目标组学分析进一步表明，关键芳香活性化合物（包括果香-花香酯类和类似桃子的内酯类）得到了选择性富集。氨基酸和苯丙素相关的香气（如2-苯乙醇）也有所增加，从而强化了桃子的典型香气特征。这些结果共同表明，冷冻浓缩不仅是一种溶质富集技术，还能改善对热敏感的水果产品的视觉和香气品质。这项工作强调了冷冻浓缩作为一种有前景的非热处理方法，可用于开发具有更高感官价值的清洁标签高端水果浓缩产品。
引言
全球水果加工行业正在持续扩张，这得益于消费者对天然、健康且方便的食品和饮料成分的日益偏好。在水果制品中，桃子（Prunus persica L.）泥因其甜美的风味、鲜艳的色泽和独特的香气而具有重要意义。然而，新鲜桃子的保鲜期较短，且易受热处理的影响，这限制了其在工业中的应用。虽然传统的热浓缩方法可以有效降低水分含量，从而便于储存、运输和利用，但往往会损害香气、颜色和营养等品质（Trishitman等人，2023年）。因此，开发温和而有效的浓缩方法对于提高桃子等热敏感水果的附加值利用至关重要。
冷冻浓缩是一种有前景的非热处理方法，它通过将水分以冰晶的形式在零下温度下去除，从而最大限度地减少热降解（Miyawaki & Inakuma，2020年）。常见的冷冻浓缩方式包括块状冷冻浓缩（形成大冰块进行分离）、渐进式冷冻浓缩（在冷却表面上形成单层冰）和悬浮冷冻浓缩（将细小冰晶悬浮在液体基质中以实现连续分离）（Moussaoui等人，2021年）。研究表明，块状冷冻浓缩能够有效提高石榴、菠萝、苹果、蓝莓和橙子等澄清果汁中的总可溶性固形物含量，同时保留香气、多酚、花青素和抗氧化能力（Ding等人，2019年；Haas等人，2022年；Orellana-Palma等人，2021年；Orellana-Palma等人，2019年）。同样，优化的渐进式冷冻浓缩工艺也显示出较高的酚类物质保留率（Safiei等人，2017年）。尽管取得了这些积极的结果，但大多数研究仍局限于实验室规模（≤1.5升），其在工业规模应用中的可行性仍不确定。更为关键的是，将冷冻浓缩技术应用于高粘度、颗粒丰富的体系（如桃子泥）面临诸多挑战：不溶性固体和细胞壁衍生的聚合物网络会增加粘度，阻碍冰-液相分离，并促进溶质和挥发性物质的滞留，从而限制浓缩效率（Khan等人，2025年）。
酶预处理提供了一种可行的策略，通过部分水解富含果胶和纤维素的网络来减轻这些限制，减小有效颗粒尺寸并改善流变行为（de Souza & Kawaguti，2021年）。重要的是，酶液化还可能改变基质与挥发性物质之间的相互作用以及香气化合物及其前体的结合-释放平衡，将微观结构变化与挥发性物质的分配和富集行为联系起来（Chen & Quek，2022年）。当酶预处理与冷冻浓缩结合使用时，这种基质重构会与冰结晶动力学协同作用，共同调控挥发性物质的排斥、滞留和释放以及色素的重新分布。然而，关于桃子泥中酶预处理与冷冻浓缩相结合的研究仍然较少，香气活性化合物和颜色特性的阶段演变过程也了解不足，导致其背后的品质形成和保留机制尚未得到充分理解。
因此，对于粘度较高的水果泥而言，关于基质液化与冰-液分离如何共同调节香气和颜色相关代谢物的机制仍知之甚少。为了填补这一空白，本研究进行了80升规模的悬浮冷冻浓缩试验，以阐明酶预处理与冷冻浓缩对桃子泥品质的协同作用。研究内容包括：（i）理化变化的评估；（ii）香气活性化合物的鉴定；（iii）无目标组学分析的应用；（iv）香气形成和颜色保留的生化机制探究。这一完整的“过程-品质-机制”框架为热敏感水果产品的非热浓缩过程设计与优化提供了实用见解。
材料与试剂
2024年6月23日，在中国山东省临沂市采摘了商业成熟度的新鲜桃子（Prunus persica “chunxue”品种）。选择了无物理损伤、均匀的果实。
食品级果胶酶（10^5 U/g）和纤维素酶（10^4 U/g）购自万邦实业有限公司（河南）。2-甲基-3-庚酮（95%）和C7–C40正烷烃标准混合物分别购自东京化学工业有限公司（TCI，美国）和安佩尔（中国）。HPLC级...
总可溶性固形物（TSS）
在冷冻浓缩过程中，总可溶性固形物含量逐渐增加（图1b）。从10.9 ± 0.4°Brix开始，经过四个连续循环后，桃子泥中的总可溶性固形物含量提高了2.66倍，而冰分体的含量基本保持在2°Brix。这些结果表明，冷冻浓缩有效地提高了桃子泥的固形物含量，使其适合作为浓缩原料使用。
颜色参数
颜色是...
结论
本研究证明了将酶解与冷冻浓缩相结合的可行性，可以生产出具有优异视觉和风味特性的高质量桃子泥。该工艺不仅有效提高了固形物含量，还保持了桃子泥的固有颜色，并在多循环浓缩过程中增强了红色色素。香气活性酯类、内酯类和苯丙素衍生物挥发性物质的同步增加进一步增强了果香-花香的感官体验。
CRediT作者贡献声明
许颖：撰写原始稿件、开展实验、数据管理。孙佳：方法设计。老飞：方法设计、概念构思。张东豪：项目监督、实验指导。吴继红：项目监督、资金获取、概念构思。
伦理声明
已获得中国农业大学研究伦理委员会的批准（参考编号：CAUHR-20250526）。香气活性化合物的嗅觉评估由受过培训的研究人员使用GC-olfactometry（GC-O）系统完成。该过程仅用于分析目的的短暂气味感知，不包括消费者测试或偏好评估。
未引用的参考文献
Haas等人，2022年
Hutchings和Keast，2019年
Li等人，2022年
Li等人，2022年
美国国家标准与技术研究院（NIST），2023年
Orellana-Palma等人，2020年
Orellana-Palma, Tobar-Bola?os, Casas-Forero, Zú?iga和Petzold，2020年利益冲突声明
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
本研究得到了国家重点研发计划（编号：2022YFD2100802）、北京生命科学研究院（编号：2025600CC0220）和国家自然科学基金（编号：22578008）的财政支持。作者衷心感谢北京科技商学院食品与健康学院提供的技术支持。特别感谢刘晔教授和戴一欣博士对实验的支持。
