《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》：Effect of Thermal and Freeze-Drying on the Volatile Composition of Mountain Horopito (Pseudowintera colorata) and Kawakawa (Piper excelsum)
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山胡椒（Pseudowintera colorata）和卡瓦卡瓦（Piper excelsum）是新西兰（Aotearoa|New Zealand）特有的植物，对土著毛利人（Indigenous Māori）具有文化和药用价值，近年来在食品应用中也日益流行。干
山胡椒（Pseudowintera colorata）和卡瓦卡瓦（Piper excelsum）是新西兰（Aotearoa|New Zealand）特有的植物，对土著毛利人（Indigenous Māori）具有文化和药用价值，近年来在食品应用中也日益流行。干燥是延长草药保质期的重要保存技术，但会改变食品的挥发性成分和香气。本研究评估了热干燥和冷冻干燥对山胡椒和卡瓦卡瓦挥发性化合物谱的影响。研究人员采用顶空固相微萃取（HS-SPME）从新鲜和干燥叶片中提取挥发性化合物，并通过气相色谱-质谱联用（GC–MS）进行分析。在山胡椒中共鉴定出105种挥发性物质，在卡瓦卡瓦中鉴定出102种。柠檬烯（limonene）是新鲜山胡椒中含量最丰富的化合物，而肉豆蔻醚（myristicin）是新鲜卡瓦卡瓦中含量最高的化合物。热干燥和冷冻干燥均导致挥发性成分大幅变化，冷冻干燥样品的挥发性谱与热干燥样品更为相似，而非新鲜材料。干燥显著减少了山胡椒中关键萜烯和醇类物质，如柠檬烯、α-古巴烯（α-cubebene）和萜品烯-4-醇（terpinen-4-ol），可能削弱了“草本”、“胡椒味”、“辛辣”和“柑橘”香气特征。卡瓦卡瓦中萜烯和醛类物质（如柠檬烯和正己醛）的减少，可能削弱了“甜味”、“花香”和“果香”气味。本研究结果强调，与新鲜样品相比，热干燥和冷冻干燥降低了山胡椒和卡瓦卡瓦中关键挥发性化合物的丰度。这些发现为商业食品行业根据所需气味特性选择干燥技术提供了有价值的指导。
论文解读文章
**研究背景与问题**
全球对替代食品成分的兴趣日益增长，包括源自本土草药和香料的调味料。山胡椒（Pseudowintera colorata）和卡瓦卡瓦（Piper excelsum）是新西兰特有的两种可食用植物，长期对土著毛利人具有文化和药用价值，近年来在商业应用中变得流行。新鲜草药易受微生物污染，导致食源性疾病爆发，因此需要采用保存方法延长保质期。干燥通过降低水分含量抑制微生物生长，是常用的保存技术。然而，不同干燥方法（如热干燥和冷冻干燥）对挥发性成分的影响因植物种类而异。目前，针对干燥方法如何影响山胡椒和卡瓦卡瓦挥发性成分的研究有限，且这些植物的气味特征已知（山胡椒具有“草本”、“胡椒味”、“辛辣”、“薄荷味”和“柑橘”气味；卡瓦卡瓦具有“酸味”、“甜味”、“花香”和“果香”气味）。因此，有必要系统评估热干燥和冷冻干燥对这两种植物挥发性化合物谱的影响，并将这些变化与典型气味特征联系起来，为商业食品行业提供科学依据。该论文发表在《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》。
**关键技术方法**
研究人员从新西兰马纳瓦图-旺加努伊地区采集新鲜山胡椒叶片（鲁阿佩胡地区）和卡瓦卡瓦叶片（帕默斯顿北的Keeble农场）。采用顶空固相微萃取（HS-SPME）结合气相色谱-质谱联用（GC–MS）分析挥发物。干燥处理包括：热干燥（35°C持续24小时，55°C持续5小时）和冷冻干燥（-40°C至30°C多阶段）。以新鲜样品为对照，每组五个重复。统计方法包括单因素方差分析（ANOVA）和Tukey事后检验，以及主成分分析（PCA）和热图聚类分析。
**研究结果**
**3.1 山胡椒挥发性成分**
**3.1.1 总体挥发性成分**
通过GC–MS分析，新鲜山胡椒中鉴定出105种化合物，其中21种最丰富的化合物占总量75%。柠檬烯丰度最高（6.90%），其次为对伞花烃（p-cymene，5.98%）、石竹烯（caryophyllene，4.85%）、反式-卡达烯（trans-calamenene，4.84%）和α-古巴烯（α-cubebene，4.39%）。根据Hutchings等（2025）的逐步回归，有27种化合物与山胡椒气味相关，主要气味描述为“草本”、“胡椒味”、“辛辣”、“薄荷味”和“柑橘”。
**3.1.2 干燥对挥发性成分的影响**
新鲜山胡椒中17种化合物丰度最高，干燥后多数萜烯、醇类、苯类、醛类和酮类降低。主成分分析（PCA）显示，新鲜样品与干燥样品分离，干燥处理集中在负F1轴。
**3.1.2.1 萜烯**：柠檬烯在干燥后显著降低（p<0.05），55°C下降最大，可能削弱“柑橘”和“薄荷”气味。对伞花烃在干燥样品中未检出。反式-卡达烯和α-古巴烯在干燥后均显著降低，冷冻干燥对反式-卡达烯损失更大。α-古巴烯和桧烯（sabinene）在干燥后减少，可能削弱“辛辣”和“柑橘”气味。γ-杜松烯（γ-cadinene）在干燥后显著减少，冷冻干燥损失最大。月桂烯（myrcene）在干燥后减少，热干燥损失更大。穆罗烯（muurolene）在干燥后减少，冷冻干燥损失最大。β-瑟林烯（β-selinene）在35°C干燥后显著增加，55°C和冷冻干燥则减少。α-萜品烯（α-terpinene）在35°C干燥后显著增加，55°C时减少。
**3.1.2.2 醇类**：萜品烯-4-醇和α-萜品醇在新鲜样品中丰度最高，干燥后显著降低，55°C对萜品烯-4-醇损失最大。
**3.1.2.3 酮类**：戊烯-3-酮（penten-3-one）在新鲜样品中丰度最高，干燥后显著降低，35°C样品中未检出。
**3.2 卡瓦卡瓦挥发性成分**
**3.2.1 总体挥发性成分**
新鲜卡瓦卡瓦中鉴定出102种化合物，13种最丰富的化合物占总量75%。肉豆蔻醚（myristicin）丰度最高（20.50%），其次为穆罗烯（α-Muurolene+γ-muurolene，10.28%）、2-庚基乙酸酯（2-heptyl acetate，6.57%）、7-表-倍半侧柏烯（7-epi-sesquithujene，5.29%）和石竹烯（5.11%）。根据Hutchings等（2025），25种化合物与卡瓦卡瓦气味相关，主要气味描述为“酸味”、“甜味”、“花香”和“果香”。
**3.2.2 干燥对挥发性成分的影响**
新鲜卡瓦卡瓦中18种化合物丰度最高，干燥后多数萜烯、醇类、醛类、酯类、烷烃和酮类降低。PCA显示新鲜样品与干燥样品分离，干燥处理集中在负F1轴。
**3.2.2.1 萜烯**：所有11种与气味相关的萜烯在新鲜样品中丰度显著高于任何干燥处理（p<0.05）。柠檬烯在冷冻干燥和35°C干燥后显著低于55°C干燥，可能由于长时间干燥导致氧化降解。桧烯和α-萜品烯也因干燥而减少，削弱“甜味”、“花香”和“果香”气味。
**3.2.2.2 醛类**：苯甲醛（benzaldehyde）和正己醛（n-hexanal）在新鲜样品中丰度最高，干燥后显著降低，各干燥方法间无显著差异。正戊醛（n-pentanal）仅在热干燥样品中检出，35°C干燥高于55°C。
**3.2.2.3 醇类**：萜品烯-4-醇和α-萜品醇在新鲜样品中丰度最高，干燥后显著降低。α-萜品醇在冷冻干燥样品中高于热干燥样品。
**3.2.2.4 其他化合物**：α-乙酸萜品酯（α-terpinyl acetate）在新鲜样品中丰度最高，冷冻干燥保留较多。异戊酸（isovaleric acid）和乙偶姻（acetoin）仅在干燥样品中检出，热干燥后丰度较高。
**3.3 局限性与未来工作**
研究依赖外部感官数据库，GC–MS分析无法单独确定气味变化。未来应结合GC-嗅闻（GC-O）、重组/缺失实验和描述性感官分析。此外，非挥发性物质（如polygodial）可能影响整体感官，需进一步研究。环境条件（风土）对挥发性基线的影响也需考虑。
**结论**
与新鲜样品相比，热干燥和冷冻干燥均降低了山胡椒和卡瓦卡瓦中大多数挥发性化合物的丰度。这些发现为商业食品行业提供了重要见解，表明干燥过程如何影响这些本土植物的挥发性谱和气味相关属性。尽管预期冷冻干燥能更好地保留热敏感和氧化敏感挥发物，但冷冻干燥样品的挥发性谱与热干燥样品更接近，而非新鲜材料。在山胡椒中，干燥导致的萜烯和醇类损失可能削弱“草本”、“胡椒味”、“辛辣”和“柑橘”气味。在卡瓦卡瓦中，萜烯和醛类丰度减少表明“甜味”、“花香”和“果香”气味属性减弱。一个关键局限性是研究依赖外部感官数据库。未来研究应将感官分析与GC–MS相结合，直接评估干燥对感官特性的影响。
