果胶酶辅助浸解（pectinase-assisted maceration）对黑果腺肋花楸（Aronia melanocarpa L. cv. ‘Nero’）与哈斯卡普（Lonicera caerulea L. cv. ‘Aurora’）果汁产量、色泽、糖、有机酸及酚类化合物的影响：酶浓度与巴氏杀菌的作用

《EUROPEAN FOOD RESEARCH AND TECHNOLOGY》：Effect of pectinase-assisted maceration on yield and bioactive compounds in aronia (Aronia melanocarpa L. cv. ‘Nero’) and haskap (Lonicera caerulea L. cv. ‘Aurora’) juice

　　

本研究评价了果胶酶辅助浸解（pectinase-assisted maceration；0、100和200 ppm ROHAPECT^? MC）与巴氏杀菌（pasteurization）对黑果腺肋花楸（Aronia melanocarpa L. cv. ‘Nero’）和哈斯卡普（Lonicera caerulea L. cv. ‘Aurora’）果汁中果汁产量、色泽特征、糖、有机酸和酚类化合物（phenolic compounds）的影响。压榨前，浆果果浆被预热至50 °C并与果胶酶孵育1 h。酶法浸解显著提高两种果实的果汁产量；在最高酶浓度下，黑果腺肋花楸提高5.6%，哈斯卡普提高11.0%。与热浸解对照相比，黑果腺肋花楸总糖（total sugars）增加13.3%，哈斯卡普总糖增加9.5%；总有机酸（total organic acids）分别增加16.8%和11.8%。酶处理还显著影响色泽参数，通常提高两种果汁的亮度（lightness）和红度（redness）。经200 ppm果胶酶处理后，定量酚类化合物总和在黑果腺肋花楸中增加6.5%，在哈斯卡普中增加5.7%。花色苷（anthocyanins）浓度在黑果腺肋花楸汁中未受显著影响，但在最高酶浓度下哈斯卡普汁中增加5.1%。主成分分析（principal component analysis，PCA）进一步表明，酶浓度是影响两种果汁酚类组成的主要因素，而巴氏杀菌影响较小。总体而言，果胶酶辅助浸解提高了黑果腺肋花楸汁和哈斯卡普汁的出汁率，并改善了糖、有机酸和酚类化合物的提取。然而，单个酚类亚类（phenolic subclasses）浓度的差异，尤其是花色苷，表明酶法浸解的有效性取决于果实基质（fruit matrix）的特性。

果汁是膳食的重要组成部分，可作为酚类化合物、维生素和矿物质等生物活性化合物的便捷来源。黑果腺肋花楸（Aronia melanocarpa L.）和哈斯卡普（Lonicera caerulea L.）因富含花色苷（anthocyanins）和其他酚类化合物（phenolic compounds）而成为制汁的重要原料，但其鲜食常受涩味、苦味或货架期限制，制汁成为优先利用策略。已有研究指出，果汁中生物活性化合物的浓度和组成受加工条件强烈影响，尤其是果浆预处理决定提取效率和代谢物稳定性。酚类化合物可结合于果皮和细胞壁结构中，限制其向果汁转移。酶法浸解（enzymatic maceration）利用果胶酶等水解酶改变植物细胞壁结构，提高组织通透性，从而在较温和条件下促进胞内化合物释放。该技术已在葡萄、草莓、樱桃、小檗、黑加仑等果实中显示可提高出汁率和生物活性化合物回收，但效果受果实基质、酶制剂、加工条件及组织结构的限制，不能直接外推。黑果腺肋花楸和哈斯卡普虽均富含酚类，但在果实形态、细胞壁结构、酚类组成及胞内定位方面差异明显，可能影响酶对细胞壁多糖的可及性和化合物释放。此外，酶法浸解和巴氏杀菌（pasteurization）分别被广泛研究，但二者联合对富含酚类浆果果汁生物活性化合物提取的影响仍有限。因此，研究人员假设酶法浸解响应具有基质依赖性，且酶浓度与巴氏杀菌会差异影响质量相关和生物活性化合物；研究目的是评价不同酶浓度在巴氏杀菌和未巴氏杀菌果汁中对出汁率、色泽、糖、有机酸和酚类化合物的影响。

关键技术方法（不超过250字）：样本队列来源为2022年分别采自斯洛文尼亚 Novo Mesto 和 Maribor 的黑果腺肋花楸（Aronia melanocarpa L. cv. ‘Nero’）和哈斯卡普（Lonicera caerulea L. cv. ‘Aurora’）果实，–18 °C冷冻保存。关键方法包括：解冻、破碎制成果浆，预热至50 °C；使用 ROHAPECT^? MC 果胶酶0、100和200 ppm（w/w）在50 °C孵育1 h后压榨；部分果汁85 °C处理1 min进行巴氏杀菌。采用3×2析因设计，每处理3个独立加工批次。测定出汁率、CIELAB色泽参数、超高效液相色谱（ultra-high-performance liquid chromatography，UHPLC）糖和有机酸、高效液相色谱-光二极管阵列检测器-质谱ⁿ（high-performance liquid chromatography-photodiode array detector-mass spectrometryⁿ，HPLC-PDA-MSⁿ）酚类化合物，并以双因素方差分析（analysis of variance，ANOVA）、图基诚实显著差异检验（Tukey’s honestly significant difference，HSD）和PCA分析数据。

产量（Yield）：酶法浸解提高两种果实的出汁率。黑果腺肋花楸出汁率从热浸解对照的72.22%提高至低酶处理的74.26%和高酶处理的76.29%；低酶处理居中间，未与对照或高酶处理清晰区分。哈斯卡普出汁率从对照的78.90%提高至低酶处理的84.09%和高酶处理的87.55%，各处理间显著不同。最高酶浓度在两种基质中均产生最高出汁率；哈斯卡普对较低酶剂量已有显著响应，而黑果腺肋花楸需较高剂量才显著高于热浸解对照。原文将产量提高关联于果胶酶对细胞壁基质的作用，并认为两种基质差异可能与组织结构和细胞壁组成影响酶可及性有关。

色泽（Colour）：黑果腺肋花楸汁中，酶处理显著影响 L*、a*、b* 和 ΔE*，而 C* 和 h* 不显著；巴氏杀菌未显著影响任何色泽参数，也无巴氏杀菌×酶交互。L* 随酶浓度从22.40升至24.10，a* 从1.17升至1.86，b* 从3.02升至3.81；ΔE* 从低酶处理0.755增至高酶处理2.07。哈斯卡普汁中，酶处理显著影响 L*、a*、b* 和 ΔE*，C* 和 h* 不显著；L* 在高酶处理升至23.74，a* 从1.18升至1.59，b* 从3.12升至3.50；ΔE* 从低酶处理0.386增至高酶处理0.994。巴氏杀菌显著影响哈斯卡普汁 b*、C* 和 h*，但无巴氏杀菌×酶交互。原文指出，黑果腺肋花楸色泽变化未伴随花色苷浓度显著变化，可能与其他酚类化合物及基质相互作用有关；哈斯卡普红度增加则与花色苷浓度增加同时出现。

糖（Sugars）：黑果腺肋花楸汁中，葡萄糖、果糖和蔗糖总体随酶浓度增加；山梨醇受巴氏杀菌、酶处理及二者交互影响。总糖从热浸解对照的131.29 g/L增至低酶处理的145.68 g/L和高酶处理的148.75 g/L，约增加13.3%。哈斯卡普汁中，果糖、蔗糖和山梨醇随酶处理增加，葡萄糖不受显著影响；总糖从126.46 g/L增至131.87 g/L和138.46 g/L，约增加9.5%；巴氏杀菌及交互对单个糖无显著影响。原文将糖浓度提高与细胞壁结构改变和传质改善相关联，并指出仅凭浓度数据不能区分总回收变化与出汁率差异。

有机酸（Organic acids）：黑果腺肋花楸汁中，柠檬酸、苹果酸和奎宁酸等主要有机酸在酶处理后增加，莽草酸、草酸和琥珀酸未受显著影响；总有机酸从79.68 g/L增至87.11 g/L和93.06 g/L。巴氏杀菌仅显著影响苹果酸，无巴氏杀菌×酶交互。哈斯卡普汁中，柠檬酸为主要有机酸，从19.15 g/L增至20.27 g/L和20.99 g/L；苹果酸和奎宁酸在高酶处理下显著增加，酒石酸和莽草酸无显著差异；总有机酸从42.02 g/L增至44.88 g/L和46.96 g/L。巴氏杀菌降低哈斯卡普汁中奎宁酸、莽草酸和富马酸浓度，无显著交互。原文认为酶法浸解主要影响部分有机酸，而非均匀影响所有酸。

酚类化合物（Phenolic compounds）：黑果腺肋花楸汁中鉴定出58种酚类化合物，包括6种花色苷、1种黄酮、15种黄酮醇、16种黄烷醇、4种黄烷酮、1种茋和15种羟基肉桂酸（hydroxycinnamic acids，HCA）。花色苷为最丰富酚类，但酶处理未显著影响其浓度；黄酮、黄酮醇、黄烷醇、黄烷酮和HCA显著增加，总定量酚类从10841.24 mg/L增至高酶处理的11544.75 mg/L。巴氏杀菌降低黄酮醇、黄烷醇、黄烷酮、HCA和总酚浓度，花色苷和黄酮不受影响；茋类存在显著巴氏杀菌×酶交互，最低值出现在巴氏杀菌对照，最高值出现在未巴氏杀菌高酶处理。哈斯卡普汁中鉴定出76种化合物，包括10种花色苷、1种环烯醚萜、5种黄酮、4种黄烷酮、23种黄酮醇、16种黄烷醇、16种HCA和1种羟基苯甲酸（hydroxybenzoic acids，HBA）。花色苷受酶处理显著影响，从6125.22 mg/L增至高酶处理的6437.35 mg/L；黄烷醇、HCA和环烯醚萜也增加，总定量酚类从11810.25 mg/L增至12484.82 mg/L。黄酮、黄烷酮、黄酮醇和HBA存在显著巴氏杀菌×酶交互；巴氏杀菌主效应提高花色苷、环烯醚萜、黄烷醇、HCA和总酚浓度。原文指出，巴氏杀菌效应在两种基质中不同，说明热加工影响取决于果实基质和化合物类别。

单个酚类化合物的PCA（PCA of the individual phenolic compounds）：黑果腺肋花楸中，PC1和PC2分别解释39.3%和16.5%的总方差，合计55.8%。样品沿PC1按酶处理分离，热浸解对照多在负值，高酶处理偏向正值；对PC1贡献较大的变量包括 naringenin hexoside 2、eriodictyol-7-glucuronide、procyanidin tetramer 4、quercetin-3-glucoside、5-caffeoylquinic acid 及若干原花青素、槲皮素和花色苷衍生物；PC2主要关联HCA衍生物。巴氏杀菌样品重叠较大，影响弱于酶处理。哈斯卡普中，PC1和PC2分别解释71.7%和6.3%的总方差，合计78.0%。样品沿PC1按酶处理清晰分离，主要贡献变量包括 p-coumaric acid hexoside、naringenin hexoside 2和3、isorhamnetin hexoside、kaempferol-3-rutinoside、procyanidin trimer 6、loganin-7-O-pentoside 及若干咖啡酰奎宁酸衍生物；巴氏杀菌也引起样品分离，且比黑果腺肋花楸更明显。原文认为，酶浓度是影响两种果汁酚类组成的主要因素，巴氏杀菌影响较小或依基质而异。

讨论总结：原文讨论强调，果胶酶辅助浸解可提高出汁率并改善糖、有机酸和酚类化合物的提取，但效果受果实基质、化合物定位、细胞壁结构及加工条件影响。黑果腺肋花楸中酶处理主要影响若干非花色苷酚类，巴氏杀菌降低多个酚类组；哈斯卡普中高酶剂量还提高花色苷和环烯醚萜浓度，巴氏杀菌则提高多个主要酚类组。研究局限包括仅评价两个酶剂量，未进行感官评价和经济可行性评价，因此不能确定最佳工业剂量或商业化优势。

结论（Conclusions）翻译：本研究表明，果胶酶辅助浸解和巴氏杀菌对两种供试果实基质影响不同，表明处理效应取决于果实基质特性。两种果实出汁率在测试酶浓度范围内增加，黑果腺肋花楸从热浸解对照的72.22%增至200 ppm时的76.29%，哈斯卡普从78.90%增至87.55%；因此，哈斯卡普出汁率增加更明显，尤其在高酶浓度下。酶法浸解还增加若干可溶性化合物浓度，但两种果汁变化不完全相同。黑果腺肋花楸总糖从131.29增至148.75 g/L，总有机酸从79.68增至93.06 g/L；哈斯卡普总糖从126.46增至138.46 g/L，总有机酸从42.02增至46.96 g/L。酚类谱也不同。黑果腺肋花楸花色苷浓度未受酶处理显著影响，而哈斯卡普花色苷从6125.22增至6437.35 mg/L。两种果汁中，酶法浸解均增加若干其他酚类亚类，尤其黄烷醇、黄酮醇和HCA。本研究重要发现是，处理响应强烈依赖果实种类和所考虑的化合物组。巴氏杀菌降低黑果腺肋花楸中若干酚类组浓度，而在巴氏杀菌哈斯卡普汁中观察到若干主要酚类组浓度更高。这些结果表明，加工效应不仅取决于所应用处理，还取决于果实基质特性以及单个化合物的可及性和稳定性。从加工角度看，研究结果为两个测试酶剂量提供了比较信息；取决于果实基质和酶剂量，酶法浸解影响出汁率以及糖、有机酸和单个酚类化合物浓度。200 ppm剂量在两种基质中产生最高出汁率，而组成效应在黑果腺肋花楸和哈斯卡普之间不同。由于仅评价两个酶剂量，需开展覆盖更广剂量的研究以确定最佳剂量并表征剂量-反应关系。然而，该处理用于工业的适宜性还应从感官可接受性和经济可行性评价，这超出本研究范围。未评价感官质量，因此不能从当前数据确定酶处理对风味、口感、浊度、苦味或涩味的潜在影响。同样，未评估经济可行性，其取决于酶剂量、加工规模、酶成本以及额外回收果汁和生物活性化合物的商业价值。结合感官评价、更广剂量范围和成本效益分析的进一步研究，将有助于确定所观察效应是否能转化为商业有利的加工条件。