超高压处理对沙棘浆挥发性成分及化学组成的调控机制：基于香气化合物形成途径的多组学解析

本研究针对热杀菌导致沙棘浆(SBP)香气劣变问题，采用100-600 MPa超高压(UHP)处理技术，通过SPME-GC/MS和PLS-DA分析发现UHP主要通过改变酯类、醇类和醛类含量影响果香、花香和青草香特征。研究首次鉴定出13种差异挥发性化合物和24种差异代谢物，揭示了油酸代谢、亚油酸代谢等9条关键香气形成通路，为开发保留沙棘特征风味的非热加工技术提供理论依据。

　　

沙棘作为亚洲和欧洲广泛分布的落叶灌木，其浆果富含维生素、黄酮类等生物活性成分，但鲜果易腐的特性使其常被加工成沙棘浆(SBP)保存。传统热杀菌技术虽能延长保质期，却会导致酯类等关键香气成分降解，甚至产生不良风味物质。如何在不破坏营养成分的前提下保留沙棘独特风味，成为制约产业发展的技术瓶颈。北京林业大学生物科学与技术学院的研究团队在《Journal of Future Foods》发表的研究，首次系统阐明了超高压(UHP)处理对沙棘浆挥发性成分和化学组成的调控机制。

研究人员采用200-600 MPa压力处理沙棘浆，通过固相微萃取-气相色谱质谱联用(SPME-GC/MS)分析挥发性成分，结合氨基酸分析仪和气质联用(GC-MS)测定代谢物组成，运用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)筛选差异化合物，最终通过代谢通路预测揭示香气形成机制。

在香气特征方面，研究通过计算气味活性值(OAV)发现，UHP处理显著降低了酯类（如具有苹果香气的乙基-2-甲基丁酸酯OAV从1938.63降至1231.78）和醛类含量，但提升了醇类物质（如具有花香特征的芳樟醇OAV从372.57增至553）。特别值得注意的是，200 MPa处理能最佳保留果香特征，而400 MPa处理会导致二甲基硫醚（具卷心菜异味）含量异常升高。

化学组成分析显示，UHP处理使游离氨基酸总量降低，其中酪氨酸和甘氨酸含量增加，而亮氨酸和丝氨酸减少。脂肪酸检测发现棕榈酸(2196.42 μg/g)和棕榈油酸(2191.16 μg/g)是主要成分，400-600 MPa处理显著降低了亚麻酸含量。有机酸中以苹果酸和奎尼酸为主，维生素C含量高达1.04 mg/g，600 MPa处理会使其显著损失。

通过PLS-DA模型筛选出13个关键香气标志物，包括乙基-2-甲基丙酸酯、柠檬烯等，以及15个核心代谢物如γ-氨基丁酸、L-脯氨酸等。相关性分析发现葡萄糖、L-异亮氨酸与乙酸异戊酯（香蕉香气）呈正相关，油酸、亚油酸与1-壬醇（青草香）存在代谢关联。

研究创新性地预测了香气化合物的形成途径：芳樟醇通过异戊二烯焦磷酸(IPP)途径合成；壬醛和辛醛源自油酸自氧化；二甲基硫醚则可能通过甲硫氨酸的酶促反应产生。特别发现200 MPa处理能促进花香物质苯乙醇（香料/玫瑰香）积累，其前体苯丙氨酸通过转氨作用生成苯丙酮酸。

该研究证实UHP处理通过改变油酸代谢、亚油酸代谢等9条通路影响沙棘浆风味特征，首次阐明200 MPa为最佳压力参数，既能保留维生素C等营养成分，又可优化香气组成。研究成果为开发沙棘浆非热加工工艺提供了分子水平的理论支撑，对特色浆果资源的高值化利用具有重要指导意义。后续研究需进一步优化处理时间和温度参数，并解析UHP对质构特性的影响机制。