超临界CO2处理对罗望子汁技术、化学、功能及感官特性的影响：基于产品体验与包装评估的消费者响应

《Food Bioscience》：Supercritical CO 2 processing modifies the technological, chemical, functional, and sensory characteristics of tamarind juice: consumer responses across product and packaging evaluations

　　

超临界二氧化碳（Supercritical CO₂，SC-CO₂）处理改善了罗望子汁的物理稳定性。SC-CO₂处理提高了酚类化合物含量、抗氧化活性及抗坏血酸含量。SC-CO₂处理增强了与罗望子香气相关的挥发性化合物。SC-CO₂处理提升了消费者在盲测中的喜好度与购买选择率。加工信息在购买决策与健康性选择中更倾向于巴氏杀菌。

罗望子汁的消费者喜好度显著受香气、风味、酸度、颜色及物理特性影响，这些感官特性反映了非挥发性与挥发性组分间的相互作用以及果汁基质的物理组织状态，使罗望子汁对加工条件尤为敏感。传统巴氏杀菌虽广泛用于确保果汁微生物安全，但热处理可能改变颜色、物理稳定性、黏度、挥发性化合物等品质属性，降低新鲜感与感官品质。超临界二氧化碳（Supercritical CO₂，SC-CO₂）作为一种非热加工技术，自21世纪初被研究用于食品加工领域，其高扩散性与溶剂特性可渗透食品基质，通过膜破坏、胞内酸化及代谢紊乱等机制促进微生物灭活。然而，以往研究对SC-CO₂处理果汁的感官影响关注不足，多采用三角检验等判别方法或由训练评审员执行的投射映射结合检查所有适用项（Check-all-that-apply，CATA）方法，未能明确消费者视角下SC-CO₂处理维持或改变了哪些具体感官属性，也缺乏与巴氏杀菌的消费者感官对比。此外，已有感官研究集中于盲测，未考察包装上的加工信息是否会调节消费者品尝前的期望。基于此，研究人员假设SC-CO₂能够保留罗望子汁的重要化学、功能及感官特性，且在直接产品体验中获得更高消费者喜好度；在包装评估中，消费者响应将因加工概念不同而存在差异。为此，研究人员将新鲜罗望子果实（采集于巴西帕拉伊巴州若昂佩索阿地区）制成汁后分为三组：未处理组（TRAD）、SC-CO₂处理组（35 °C、200 bar、10 min）和巴氏杀菌组（PAST，90 °C、20 s），综合运用理化分析、化学组成分析、功能性分析、挥发性物质分析及多维度消费者感官评估，系统探究SC-CO₂处理与巴氏杀菌对罗望子汁品质和消费者响应的影响。研究结果表明，SC-CO₂处理在改善物理稳定性、保持酚类化合物与抗氧化活性、维持或提升特征香气相关挥发性化合物方面具有优势，且在盲测中显著提高了消费者的喜好度和购买选择率（80%选择SC-CO₂，20%选择PAST）与健康感知（72%认为SC-CO₂更健康）；但在仅基于包装信息的在线评估中（n=280），消费者对巴氏杀菌概念的购买选择率与健康性评价反而显著高于SC-CO₂概念（PAST 41.1% vs SC-CO₂ 23.6%），而预期喜好度与感官/情感期望无显著差异。该研究为SC-CO₂技术在果汁加工中的应用提供了多维度证据，揭示了消费者响应随评估情境（直接品尝vs包装信息）而变化，提示在向消费者推广新兴加工技术时应考虑信息沟通的重要性。

研究采用的主要关键技术方法包括：SC-CO₂高压处理系统（实验室规模，35 °C、200 bar、10 min）和高温短时巴氏杀菌（90 °C、20 s）；高效液相色谱（High-performance liquid chromatography，HPLC）用于糖类、有机酸、抗坏血酸及酚类化合物分析；顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（Headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）结合气味活性值（Odor activity value，OAV）评估挥发性化合物谱；消费者感官评估采用优选属性引导（Preferred Attribute Elicitation，PAE）、盲测喜好评分、CATA感官属性和表情符号CATA任务，以及基于包装刺激的在线评估（280名≥18岁消费者通过Google Forms参与）。

**微生物参数**：初步试验确定了SC-CO₂处理条件（35 °C、200 bar、10 min）。所有果汁均未检出沙门氏菌，总大肠菌群和耐热大肠菌群低于检出限，SC-CO₂处理后嗜温微生物降至5.0±1.0 CFU/mL，巴氏杀菌后低于检出限，两种处理均满足适用微生物要求，但结果仅反映分析时点微生物状况。

**技术特性**：加工显著影响果汁颜色（p<0.05），PAST呈更深、偏红偏黄的外观，伴随褐变指数和5-羟甲基糠醛（5-(Hydroxymethyl)furfural，HMF）升高；SC-CO₂处理则使颜色略浅、红黄色调降低且未增加褐变指数。SC-CO₂处理后沉淀指数最低（4 h：3.27%、24 h：6.32%），黏度较TRAD适度增加（190.80 cP），光学显微镜观察显示悬浮物质分布更分散，表明SC-CO₂提高了果汁基质的物理稳定性。

**理化参数、化学成分及糖和有机酸谱**：所有果汁符合巴西罗望子汁质量标准。SC-CO₂处理未显著改变pH、总可溶性固形物、葡萄糖、果糖、酒石酸及总组成，与未处理汁相似；巴氏杀菌则诱导了鼠李糖升高、甲酸降低、苹果酸升高等特定变化。

**抗坏血酸、酚类化合物与抗氧化活性**：SC-CO₂处理保持了多数酚类化合物（3,4-二羟基苯甲酸、绿原酸、杨梅素、丁香酸、槲皮素-3-葡萄糖苷）及三种抗氧化活性指标（DPPH、ABTS、ORAC），且抗坏血酸含量高于TRAD（7.93 vs 6.72 mg/100 mL）；巴氏杀菌则显著降低了上述酚类化合物含量和抗氧化活性。

**挥发性化合物谱**：SC-CO₂处理使β-芳樟醇、柠檬烯、辛醛、壬醛等OAV>1的香气活性化合物增加，OAV热图显示其挥发性谱更接近未处理果汁；巴氏杀菌则导致酯类（异戊酸丁酯、乙酸己酯）降低、醛类（己醛、糠醛、5-甲基糠醛）及热诱导化合物升高，挥发性谱发生更广泛改变。

**优选属性引导与盲测感官表征**：PAE确定了13个与喜好相关的属性；广义普氏分析（Generalized Procrustes Analysis，GPA）中SC-CO₂处理汁位于F1负侧，与亮度、均质外观、罗望子香气、清爽香气和罗望子风味相关联；PAST位于正侧，与棕色、颗粒感、酸性/苦味及黏稠质地相关。

**CATA与情感谱分析**：三种包装概念在任何CATA感官属性和表情符号上都无显著差异（Cochran's Q检验，p>0.05），表明加工信息本身未显著改变消费者的感官与情感期望；对应分析虽显示细微探索性空间布局，但不构成统计显著差异。

**消费者喜好、购买选择与感知健康性**：盲测中SC-CO₂处理汁在香气、风味、质地和总体印象评分上显著高于PAST（Cohen's dz=0.87/0.80/0.88/0.74），购买选择率80% vs 20%、健康感知72% vs 28%。包装评估中三种概念的预期喜好度无显著差异，但巴氏杀菌概念在购买选择（41.1%）和健康感知（42.1%）上显著高于SC-CO₂（23.6%和25.4%）。

讨论表明，盲测与包装评估中的消费者响应存在明显对比：直接品尝后SC-CO₂处理在多个维度均获得优势，而在仅呈现加工信息的包装评估中，消费者对巴氏杀菌更为偏好，即使预期感官与情感响应无差异，提示对成熟技术的熟悉度可能影响购买与健康决策，SC-CO₂的功能优势（如酚类、抗氧化活性和抗坏血酸的保留）未必能被消费者从加工信息本身预知。研究结论为：SC-CO₂处理具有作为罗望子汁巴氏杀菌替代技术的潜力，可改善物理稳定性、保持酚类化合物与抗氧化活性，维持或增加特征香气相关挥发性化合物，并在直接产品体验中获得更高的消费者喜好度与购买意向；但消费者响应因评估情境而异，包装信息情境下巴氏杀菌概念反而获得更高选择率，提示应在引入该新兴技术时注重对其营养与功能优势的沟通。