高强度超声处理蓝莓果肉提升浓缩酸奶理化品质与生物活性成分保留的研究

为解决传统巴氏杀菌对水果酸奶功能成分的破坏问题，巴西联邦弗鲁米嫩塞大学团队开展高强度超声(HIU)处理蓝莓果肉对浓缩酸奶(skyr)品质影响的研究。研究发现320-480 W功率HIU能显著提升产品黏度并降低脱水收缩，640 W功率可更好保留单体花青素(monomeric anthocyanins)，电子鼻分析显示HIU处理形成独特挥发性物质谱。该研究为功能性乳制品开发提供非热加工新思路。

　　

在追求健康饮食的浪潮中，浓缩酸奶(skyr)因其高蛋白、低脂的特性成为市场新宠。然而当这类产品添加水果成分时，传统巴氏杀菌会破坏水果中的功能性成分，如具有抗氧化作用的酚类物质和花青素(anthocyanins)，同时还会影响产品的质构和风味稳定性。如何平衡食品安全与营养保留成为乳品工业的技术痛点。

针对这一难题，巴西联邦弗鲁米嫩塞大学(Universidade Federal Fluminense, UFF)食品技术系的研究团队创新性地将高强度超声(High-intensity ultrasound, HIU)技术应用于蓝莓(Vaccinium myrtillus)果肉预处理，系统评估了不同功率(160-640 W，20 kHz)处理对sky型酸奶品质的影响。这项发表在《Ultrasonics Sonochemistry》的研究揭示，超声处理不仅能保留更多活性成分，还能改善产品流变特性，为功能性乳制品开发提供了全新解决方案。

研究团队采用量热法精确计算超声处理的耗散功率(10.5-20.1 W)、声强(22.7-43.3 W cm^?2)和声密度(0.211-0.402 W cm^?3)。通过21天冷藏跟踪测试，结合色差仪、流变仪和电子鼻(e-nose)等分析手段，全面评估了酸奶的理化性质、生物活性成分和风味特征。

3.1 组分分析

超声处理显著影响水分分布，320 W和480 W功率使酸奶水分含量达85.4%，比对照组提高2.1%。蛋白质(约7%)和脂肪(0.2%)含量未受处理方式影响，符合低脂酸奶标准。

3.2 pH与酸度动态

所有样品pH值(4.1-4.5)符合法规要求。值得注意的是，640 W处理的样品在储存末期(21天)表现出最高滴定酸度(1.48 g乳酸/100g)，揭示超声可能促进后期发酵活性。

3.3 脱水收缩改善

640 W处理使脱水收缩率降至0.33%，显著低于对照组(0.37%)。研究人员认为这与超声促进果胶释放有关，该发现在流变学测试中得到印证——480 W处理使粘度提升至1152 mPa·s，比对照组提高38.6%。

3.4 生物活性成分保留

巴氏杀菌虽能最大程度提取酚类(3.46 mg GAE/100g)和总花青素(197 mg/100g)，但640 W HIU在单体花青素保留上表现突出(54.9 mg/100g)，降解率仅3.74%，远优于对照组的38.3%。

3.5 色泽稳定性

CIELAB色空间分析显示，640 W处理样品在储存初期(0天)具有最显著红色色调(a*=6.3)，且ΔE>5表明颜色变化肉眼可辨。这种颜色稳定性与单体花青素的高保留率直接相关。

3.7 风味特征

电子鼻检测发现320 W和640 W处理形成独特挥发性物质谱，包括β-蒎烯(β-pinene)和2,3-戊二酮(2,3-pentanedione)等特征风味物质，而巴氏杀菌导致8种原有香气成分流失。

这项研究证实，高强度超声处理在320-480 W功率范围内能优化酸奶质构，而640 W功率更适合生物活性成分保留。该技术不仅解决了热加工导致的功能成分降解问题，还能通过调控功率获得不同品质特征的产品。研究为开发新一代功能性乳制品提供了重要技术参数，其非热加工特性也符合当前食品工业绿色化发展趋势。未来研究可结合微生物安全评估和消费者接受度测试，进一步推动该技术的产业化应用。