连续流式高压均质化技术在冷储存过程中能够提高葡萄柚汁中的营养成分保留率、抗氧化活性以及益生菌的生长潜力

《Food Quality and Preference》：Continuous flow high-pressure homogenization enhances nutrient retention, antioxidant activity, and probiotic growth potential in grapefruit juice during cold storage

葡萄柚汁采用HTST和CFHPH处理，HTST（75–95℃）导致维生素C损失达70.8–80.7%，抗氧化活性下降，而CFHPH（300MPa，4℃）有效保留维生素C（≤38%损失）、酚酸及抗氧化活性，并抑制PPO活性，促进益生菌Lactobacillus plantarum增殖。

　　这项研究聚焦于评估一种非热处理技术——连续流动高压均质化（CFHPH）对葡萄柚汁质量特性的影响，特别是在保留其关键营养成分和益生菌活性方面的作用。葡萄柚汁因其独特的风味和丰富的营养成分而受到广泛喜爱，其中包含多种生物活性物质，如维生素C、酚酸类化合物和抗氧化剂。这些成分不仅对健康有益，还具有抗炎、抗癌等潜在功效。然而，传统的热处理方式，如高温短时（HTST）巴氏杀菌，虽然能有效杀灭微生物，但往往会破坏葡萄柚汁中对热敏感的营养成分，导致其营养价值下降，甚至产生不良风味。因此，研究者开始关注非热处理技术，以寻找既能保持葡萄柚汁品质，又能满足食品安全需求的替代方案。

CFHPH作为一种非热处理技术，近年来受到越来越多的关注。它通过高压和剪切力作用，能够破坏微生物和酶的结构，而不依赖于高温处理。这种方法不仅能够有效抑制葡萄柚汁中的微生物生长，还能保持其生物活性成分的稳定性，如维生素C和酚酸类物质。此外，CFHPH还能够降低葡萄柚汁中多酚氧化酶（PPO）的活性，从而减少汁液在储存过程中的褐变现象，提高酚类化合物的生物利用度。这些优势使得CFHPH在保留葡萄柚汁的功能特性方面具有显著潜力。

葡萄柚汁中含有多种酚酸类化合物，如香豆酸、咖啡酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸等，这些物质不仅赋予葡萄柚汁独特的风味，还具有重要的抗氧化和抗炎作用。维生素C是葡萄柚汁中另一种重要的营养成分，它在免疫支持和抗氧化方面发挥着关键作用。然而，维生素C对氧化反应非常敏感，容易在高温和氧气的作用下转化为脱氢抗坏血酸，并进一步降解。因此，维生素C的含量在热处理过程中往往会显著下降。相比之下，CFHPH能够在较低的温度下保持维生素C的稳定性，同时减少汁液中的溶解氧，从而降低氧化反应的可能性。

在本研究中，通过实验比较了HTST和CFHPH两种处理方式对葡萄柚汁质量的影响。实验结果显示，HTST处理在高温（75–95?°C）下导致维生素C含量大幅下降，最高损失率达到80.7%。同时，HTST处理还显著降低了抗氧化活性，主要原因是热处理对热敏感成分的破坏。相比之下，CFHPH处理在300?MPa和4?°C的条件下，能够有效保留维生素C和酚酸类物质的含量，其损失率控制在38.0%以内，并且在整个45天的储存过程中保持较高的抗氧化活性。这表明，CFHPH在保留葡萄柚汁的营养成分和功能性方面优于传统的热处理方法。

除了对营养成分的影响，研究还关注了CFHPH对葡萄柚汁中益生菌——乳酸菌（Lactobacillus plantarum）的生长潜力。益生菌在维持肠道健康方面具有重要作用，但传统处理方式往往会破坏其活性，同时影响微生物生长所需的营养条件。相比之下，CFHPH处理不仅能够有效抑制微生物生长，还能为益生菌提供适宜的生长环境，从而促进其繁殖。这表明，CFHPH在保留益生菌活性方面具有独特的优势，能够为消费者提供富含益生菌的健康饮品。

研究还指出，CFHPH处理能够显著降低PPO的活性，从而减少葡萄柚汁在储存过程中的褐变现象。PPO是一种常见的酶，其活性会导致酚类化合物氧化，进而产生不良风味。通过CFHPH处理，PPO的活性被有效抑制，这不仅改善了葡萄柚汁的外观和口感，还提高了其中酚类化合物的生物利用度。因此，CFHPH在提升葡萄柚汁的功能性方面表现出色。

此外，研究还探讨了CFHPH处理对葡萄柚汁整体感官特性的影响。实验结果显示，CFHPH处理在保持葡萄柚汁风味和色泽方面优于HTST处理。这表明，CFHPH不仅能够有效保留营养成分，还能维持其感官品质，为消费者提供更优质的饮品体验。

研究团队由来自德克萨斯A&M大学园艺科学系的多位科学家组成，他们在葡萄柚汁的加工和储存方面拥有丰富的研究经验。实验过程中，团队采用了多种分析方法，包括对维生素C和酚酸类物质含量的测定，以及抗氧化活性的评估。这些分析方法为研究提供了可靠的数据支持，使得研究结果更具说服力。

本研究的目的是填补CFHPH在葡萄柚汁加工中的研究空白，特别是在其对营养成分和益生菌活性的影响方面。通过实验，团队希望验证CFHPH是否能够作为一种有效的加工方法，从而提升葡萄柚汁的功能特性，满足消费者对健康饮品的需求。研究结果表明，CFHPH在保留葡萄柚汁的营养成分和益生菌活性方面具有显著优势，尽管其能耗较高，但在品质和功能性方面仍具有广阔的应用前景。

研究还指出，葡萄柚汁的低pH值（3.0–3.4）对储存过程中的酶和微生物稳定性有重要影响。这种低pH值环境有助于抑制微生物生长，同时保持酶的活性。然而，由于葡萄柚汁中的酚酸类物质和维生素C对热和氧化非常敏感，因此传统的热处理方式往往会对其造成不可逆的破坏。相比之下，CFHPH能够在不破坏这些敏感成分的情况下，实现有效的微生物控制，从而为葡萄柚汁提供更长的保质期和更好的品质。

此外，研究还强调了CFHPH在工业化生产中的应用潜力。与传统的热处理方式相比，CFHPH能够实现连续流动处理，提高生产效率，同时减少对环境的影响。这种处理方式不仅适用于葡萄柚汁，还可以推广到其他果汁的加工中，为食品工业提供更加环保和高效的加工方案。

总的来说，这项研究为葡萄柚汁的加工技术提供了新的思路，特别是在保留其营养成分和益生菌活性方面。CFHPH作为一种非热处理技术，能够在不破坏葡萄柚汁中关键营养成分的情况下，实现有效的微生物控制，提高其功能性，满足消费者对健康饮品的需求。研究结果表明，CFHPH在保留葡萄柚汁的品质和功能性方面具有显著优势，为食品加工行业提供了重要的参考价值。