脱涩与杀菌对核桃乳理化性质及风味特征的影响

《Applied Food Research》:Effects of Deastringency and Sterilization on the Physicochemical Properties and Flavor Profile of Walnut Milk

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月06日 来源:Applied Food Research 5.4

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  植物基乳替代饮品日益广泛地利用坚果类原料的营养价值与特征风味,但核桃乳仍受限于种皮相关的涩味风险、异味生成及乳液失稳。然而,脱涩与杀菌对核桃乳品质的影响尚未被充分理解。本研究系统考察了脱涩(保留种皮与去除种皮)与杀菌对理化性质及香气的影响。研究人员以去皮核仁核

  
植物基乳替代饮品日益广泛地利用坚果类原料的营养价值与特征风味,但核桃乳仍受限于种皮相关的涩味风险、异味生成及乳液失稳。然而,脱涩与杀菌对核桃乳品质的影响尚未被充分理解。本研究系统考察了脱涩(保留种皮与去除种皮)与杀菌对理化性质及香气的影响。研究人员以去皮核仁核桃乳(PWM)与全核仁核桃乳(WWM)为基质,在非杀菌、超高温瞬时杀菌(UHT,135°C 10 s)及高温杀菌(HT,121°C 15 min)三种处理下,结合理化检测、风味分析与化学计量学,对六种配方进行评价。WWM较PWM保留更高蛋白质(0.74–0.77% vs 0.62–0.64%)与脂肪(2.82–2.94% vs 2.38–2.43%),而PWM呈现更小粒径与更低Turbiscan稳定指数(TSI),表明脱涩后乳液稳定性改善。总游离氨基酸在处理的差异显著(116.77–140.82 μg/mL,p < 0.05),脂肪酸组成大体保留。挥发性表征经气相色谱-质谱(GC-MS)鉴定72种化合物,经气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)鉴定189种化合物,主成分分析(PCA)/正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)依杀菌与脱涩清晰分簇。UHT降低异味物相对气味活性值(rOAV)并引入美拉德衍生挥发物;HT促进甲基酮、不饱和醛与呋喃生成。WWM配UHT兼具营养保留与风味优势,WWM配HT引发蛋白聚集与热响应挥发转化。本研究提供理化–风味整合框架以优化核桃乳加工,并证明WWM-UHT是制备稳定且风味改善核桃乳的实用策略。
研究背景方面,核桃作为全球四大坚果之一,因其高营养与经济价值被广泛关注,植物基饮品板块扩张使核桃乳成为高营养水包油乳液代表,但种皮单宁与酚类(1020–2050 mg/100 g鲜重)带来涩味绑定唾液蛋白、产生收敛口感,并借由多酚–蛋白互作加剧苦味、沉淀与货架期受限;同时杀菌作为保障安全与稳定的关键步骤,HT易引起脂肪聚结、蛋白变性,UHT(≥135°C 10 s)更利于营养与感官保留,而脱涩方式(热碱去皮vs温和留皮)与杀菌制度如何共同塑造理化稳定与香气,此前缺乏系统证据。研究人员据此以工业中试协议构建PWM与WWM两类基质,叠加非杀菌、HT、UHT三水平,形成NPWM、HPWM、UPWM、NWWM、HWWM、UWWM六组,系统回答“脱涩×杀菌”对核桃乳品质的交互影响。该研究发表于《Applied Food Research》,意义在于首次以双平台挥发指纹(HS-SPME-GC-MS与HS-GC-IMS)联合rOAV筛选,把种皮状态、热处理强度与乳液物理稳定性、氨基酸/脂肪酸基线、香气活性统一到可量化框架,为留皮高营养路线提供工艺依据。
关键方法概括:研究人员采用河北产干核桃仁,分别经1.0%热碱(95°C)喷洗去皮制PWM、2.0%温碱(25°C)浸7 min后80°C水浴5 min留皮制WWM,均按仁水比1:3研磨并加3%糖与单甘酯/酪蛋白酸钠等乳化稳定剂,20 MPa两次均质后分三组处理(不杀菌、121°C 15 min HT、135°C 10 s UHT无菌灌装);理化端用激光衍射测粒径D3,2/D4,3、LUMiFuge澄清指数与Turbiscan TSI评估稳定性,凯氏定氮/酸水解测蛋白脂肪,HPLC-FLD测21种游离氨基酸(FAA),GC-FID峰面积归一化测脂肪酸相对组成;风味端以HS-SPME-GC-MS(内标香茅醇)检72种VOCs、HS-GC-IMS检189种VOCs,凭水中阈值算rOAV>1筛39种香气活性物,并以PCA/OPLS-DA分簇。
3.1 微生物与理化分析:研究人员验证HT与UHT均将总活菌数压至<1 log CFU/mL,杀菌有效;WWM因留皮避免强碱溶出,蛋白(0.74–0.77%)与脂肪(2.82–2.94%)高于PWM,pH经热处理下降(HT降幅大于UHT),归因美拉德产有机酸与种皮酚酸贡献;WWM的°Brix随热载上升(7.52→7.95),留皮多糖/小分子热溶出,色度ΔE在WWM更大且HT深于UHT,留皮酚氧化与非酶褐变放大。
3.2 乳液粒径与稳定性分析:PWM粒径更小(D3,2 0.53–0.70 μm)因去种皮利均质,WWM粗粒峰更显;HT使粒径普遍下降甚于UHT,因长时间热促聚集断链,UHT在WWM中反令D4,3增大示脂肪–蛋白强作用致滴聚结;LUMiFuge澄清指数HT最低、UWWM中段ΔBS波动示体相絮凝,TSI整体<1且WWM低于PWM(UWWM除外),结论为PWM抑聚更优、WWM抑分层更优,UHT留皮体系出现局部失稳。
3.3 游离氨基酸与脂肪酸分析:21种FAA总浓度116.77–140.82 μg/mL,PWM中NPWM最高、HPWM最低,热促浸出与美拉德消耗;WWM中灭菌反升TAA,留皮蛋白展开释氨基酸,Gln/Asn在HT大损;WWM保留更高Arg/Lys。脂肪酸以亚油酸C18:2n6(56.32–59.05%)为主,留皮WWM的MUFA更高,HT与去皮致PUFA略降、SFA略升,UFA主导格局(86.25–90.24%)未破。
3.4 HS-SPME-GC-MS分析:72种VOCs中醛类占23.61%,留皮WWM总挥发更高,HT总量最高(HWWM达1922.90 μg/mL);PCA前两轴79.1%方差,杀菌分簇强于脱涩;OPLS-DA(R2X≈0.993, Q2≈0.992)筛14个VIP>1标志物(己醛、2-戊基呋喃、1-辛烯-3-醇等),确认杀菌为主驱动、脱涩调基线。
3.5 rOAV香气分析与脂质关联:39种rOAV>1为关键香气物,WWM富己醛/(E,E)-2,4-癸二烯醛(留皮脂氧化的青草/坚果调),PWM富醇类;UHT独有(E)-2-壬烯醛,HT独有苯甲醛(Strecker);亚油酸与己醛/2-戊基呋喃/1-辛烯-3-醇强正相关,油酸促壬醛,证实PUFA氧化与美拉德双通路塑香。
3.6 GC-IMS分析:GC-IMS补检189种(酯47、酮33、醇30等),与GC-MS仅重叠13种,留皮与HT共推2-丁酮多聚簇、环戊酮/环己酮、(E)-2-庚烯醛、甲基吡嗪、二乙基二硫等熟化信号,留皮WWM在UHT/HT下呋喃/酮带更强;OPLS-DA(Q2截距?1.38)筛>47个VIP>1(2-戊酮、2-丁酮、2-甲基丙醛等),再次确认“杀菌强度为主、种皮调制为辅”。
讨论与结论翻译:研究人员讨论指出,脱涩根本改变挥发谱偏向脂衍生物、热处理经美拉德/脂氧扩多样性;留皮WWM-UHT在营养保留(更高蛋白脂肪、PUFA流失最小)、粒径可接受、rOAV异味低且具美拉德甜坚果调上综合占优,WWM-HT虽挥发最丰却引蛋白聚集与色泽偏移,PWM系去种皮稳乳液但损失种皮营养素与复杂香气。结论为:WWM配UHT是兼顾稳定与风味改良的实用策略,研究提供的“理化–风味”整合框架可指导核桃乳脱涩与杀菌工艺平衡,留皮温和脱涩相比热碱去皮更利高营养定位,未来可结合多糖/阿拉伯木聚糖等稳定剂及发酵路线进一步抑涩增香。
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