超声联合高压处理对鲜榨橙汁品质的影响：工业规模下的酶活性调控与感官特性研究

为解决传统热加工对橙汁营养和感官品质的破坏问题，研究人员开展超声(US)联合高压处理(HPP)的工业化应用研究。结果表明，US-HPP组合处理可有效灭活微生物并将果胶甲酯酶(PME)活性降至3.8×10-4 unit/mL，延长浊度稳定性至14天，同时保持总酚含量(TPC)和抗氧化活性。该研究为工业化生产"新鲜态"橙汁提供了关键技术支撑。

　　

橙汁作为广受欢迎的饮品，其工业化生产长期面临两难困境：传统巴氏杀菌虽能保证安全，但高温会导致维生素损失、风味劣变和"蒸煮味"；而不经处理的鲜榨汁又存在微生物风险且易分层沉淀。更棘手的是，橙汁中的果胶甲酯酶(PME)等顽固酶类，即使在高温下也难以完全灭活，成为影响货架期的"元凶"。随着消费者对"清洁标签"和"最小加工"食品的需求激增，非热加工技术成为研究热点。

来自塞尔维亚贝尔格莱德Cold Pressok公司与意大利那不勒斯费德里科二世大学的研究团队，在《LWT》发表了一项开创性研究。他们首次在工业化规模下，将超声波(US)与高压处理(HPP)技术联用，系统评估了其对纳维尔橙汁品质的影响。研究采用40 Ws/mL的US预处理配合450 MPa/3 min的HPP，通过LC QToF(液相色谱-四极杆飞行时间质谱)、pH-stat自动滴定仪等先进技术，揭示了两种技术协同作用的内在机制。

3.1 理化特性与微生物负荷
研究发现US-HPP处理对pH(3.54)、可溶性固形物(11.3°Brix)等基本指标无显著影响，但使特征性黄酮类物质橙皮苷含量提升至57.1 peak area/ng。HPP单独处理即可将微生物降至检测限以下(<2.48 log₁₀
CFU/mL)，证实了其替代巴氏杀菌的潜力。

3.2 抗氧化活性影响
组合处理虽使ABTS、FRAP、DPPH三种方法测定的抗氧化活性保留率降至71-84%，但显著优于热加工产品。LC QToF分析揭示US促进细胞壁破裂，释放出更多结合态多酚，部分抵消了加工损失。

3.3 PME活性与浊度稳定性
突破性发现在于US-HPP将PME活性从6.5×10^-4
降至3.8×10^-4
unit/mL，浊度稳定性延长至14天。pH-stat动力学曲线显示，组合处理显著延缓了PME催化果胶脱甲酯化的速率，这解释了为何处理样品沉淀高度仅为对照的1/3。

3.4 褐变酶与HMF生成
出人意料的是，US使PPO和POD活性分别提升22%和17%，可能与超声空化暴露酶活性位点有关。组合处理虽导致HMF增加32.7%(至109 μg/L)，但远低于热加工产品的典型值(>500 μg/L)。

3.5 感官评价
经过培训的品评小组确认，US-HPP处理样品在"颗粒感"指标上得分显著降低(p<0.01)，且未检出热加工特有的"蒸煮味"，完美保留了鲜榨橙汁的感官特性。

这项研究首次在工业化场景下证实，US-HPP组合能协同解决非热加工橙汁的三大痛点：微生物安全、浊度稳定性和感官保持。特别值得注意的是，450 MPa的中等压力配合US预处理即可实现PME有效抑制，相比文献报道的600-800 MPa方案，大幅降低了设备投入和能耗。尽管在褐变酶控制方面仍需优化，但该研究为食品工业提供了一条可规模化应用的"最小加工"技术路径，对推动清洁标签食品发展具有重要实践意义。未来研究可探索添加天然酶抑制剂或微调US参数，以进一步抑制PPO/POD活性。