《Applied Food Research》：High Pressure Processing for Microbial Inactivation and Shelf-Life Extension of Fructo-oligosaccharide-fortified Malt Beverages
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本研究针对低酸性的益生元强化麦芽饮料易变质问题，通过响应面法优化高压处理(HPP)条件（600 MPa, 6 min, 24°C），使大肠杆菌K12和李斯特菌无害株降至5 log CFU/mL以下，货架期延长至77天（8°C），同时保留感官与理化特性，为清洁标签饮料开发提供技术支撑。
麦芽饮料作为富含营养的低酸性饮品（pH约5.5），因其含有发酵糖、氨基酸等成分，极易成为微生物滋生的温床。传统热加工（如85°C、10分钟巴氏杀菌）虽能保障安全性，却会破坏热敏性香气物质（如芳樟醇、石竹烯）和功能性成分（如低聚果糖FOS、γ-氨基丁酸GABA），影响产品风味与健康价值。随着消费者对清洁标签和天然品质的需求日益增长，开发非热加工技术成为行业焦点。高压处理（High Pressure Processing, HPP）通过300–600 MPa的等静压作用，在不破坏共价键的前提下破坏微生物细胞膜，有望在灭菌的同时最大程度保留饮料的原始特性。在此背景下，泰国清迈大学 Agro-Industry 学院的研究团队以本地培育的 Samoeng 1（SMG1）大麦为原料，系统研究了高压处理在益生元强化麦芽饮料中的应用，成果发表于《Applied Food Research》。
本研究主要采用以下关键技术：首先通过高效液相色谱（HPLC）分析麦芽糖与葡萄糖含量，确定SMG1大麦最佳发芽时长（8天）；利用响应面法（Box-Behnken Design）优化HPP工艺参数（压力、保压时间、初始温度）；通过扫描电子显微镜（SEM）观察细菌形态变化；采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱（GC-MS）分析挥发性香气成分；并持续监测贮藏期间理化指标（总可溶性固形物TSS、pH、色度EBC）、生物活性成分（总酚TPC、GABA、β-葡聚糖、FOS）及微生物数量（总菌落TPC、酵母霉菌YMC）。
3.1. 麦芽工艺中最佳发芽期的确定
通过监测发芽过程中糖分变化发现，第8天时麦芽糖和葡萄糖含量最高（α-和β-淀粉酶活性峰值），且麦芽损失率未超过20%，符合生产标准，因此确定8天为SMG1大麦的最适发芽期。
3.2. HPP对微生物灭活的优化
响应面模型（R2=0.9508）显示压力是显著影响灭菌效果的关键因素（p<0.05）。优化条件为600 MPa、6分钟、24°C，使大肠杆菌K12和李斯特菌无害株（Listeria innocua）均降低超过5 log CFU/mL，满足美国FDA标准。SEM图像直观显示HPP处理后细菌细胞膜破裂、内容物泄漏，而热处理组细胞表面出现剥落状损伤。
3.3. HPP处理饮料的品质稳定性
理化性质：HPP样品（HPP-TSMDP）在77天贮藏期内pH、色度（EBC）与未处理组（U-TSMDP）无显著差异，且显著优于热处理组（HT-TSMDP）。热处理因美拉德反应导致色值升高，而HPP有效保留了饮料的原始色泽。
生物活性成分：HPP组GABA含量（32.30 mg/100mL）高于热处理组（30.71 mg/100mL），且β-葡聚糖与FOS保留率更高。β-葡聚糖在贮藏中因残余酶活促进溶解，含量从11.10 mg/100mL升至18.22 mg/100mL，但仍处于工业可接受范围（10–30 mg/100mL）。
微生物安全性：HPP与热处理均使总菌落和酵母霉菌未检出，货架期延长至77天（8°C），而未处理组仅能保存7天。
感官与香气特征：HPP组在气味、风味、整体接受度评分上与未处理组无差异，且显著优于热处理组。GC-MS分析揭示热处理组中己醛（青草味）浓度显著升高（237.25 μg/L），而关键香气成分如芳樟醇（花香）仅在HPP和未处理组中检出，解释了热处理组风味劣化的原因。
本研究通过优化HPP工艺，实现了麦芽饮料的高效灭菌与品质保留的平衡。压力（600 MPa）作为核心参数，通过破坏微生物细胞膜结构（如SEM所示）实现5 log以上灭活，同时避免了热敏成分的降解。值得注意的是，HPP对β-葡聚糖溶解度的提升及GABA的保留作用，揭示了非热加工在功能性成分保护方面的独特优势。此外，挥发性香气谱与感官评价的关联分析，为HPP技术在风味敏感型饮料中的应用提供了实证依据。该研究不仅为泰国本土大麦的高值化利用开辟了路径，更为清洁标签饮料的工业化生产提供了可靠的技术方案，具有显著的商业与科学价值。
