Rosa roxburghii(RR)属于Rosaceae科Rosa属植物(Li等人,2022年),主要生长在中国西南部和中南部山区(Li等人,2024年),包括贵州省、云南省和四川省。该物种富含多种营养素和生物活性化合物(Jain等人,2024年),如维生素C、多糖、微量元素、多酚和膳食纤维。适量食用RRP具有多种健康益处,可促进生理代谢(Chen等人,2018年),包括抗氧化和抗衰老作用、促进消化、预防高血压以及调节血糖和血脂水平(Li等人,2023a)。然而,RRP中丰富的单宁、黄酮类和酚酸赋予了其酸涩苦味的特性,这影响了其市场接受度和消费者偏好(Liu等人,2024年)。因此,大多数加工企业优先选择榨汁,榨汁后将果渣作为废弃物处理。这一过程会产生约50%的果渣副产品(Wang等人,2018年)。目前,作为高膳食纤维来源的Rosa roxburghii果渣(RRP)主要应用于动物饲料、肥料或农业废弃物处理,导致资源利用效率低下。研究表明,RRP中含有大量的碳水化合物、氨基酸、黄酮类和维生素C等营养成分(Zhang等人,2024a)。此外,其浓郁的香气特性使其具有开发糕点、调味饮料和调味品等食品产品的巨大潜力(Jiang等人,2024年;Sheng等人,2024年)。充分利用RRP可显著提高其整体利用率和商业价值。
新鲜RRP的水分含量较高,在储存过程中容易发生氧化和微生物降解,从而增加运输成本(Zhang等人,2024b)。热处理干燥技术已成为提高食品储存稳定性的关键解决方案。因此,通过有效的干燥技术延长果渣的保质期、降低运输费用并促进RRP的进一步加工至关重要(Salamatullah等人,2024年)。近期研究探讨了不同干燥方法对RR果实及其果渣的影响。Zhang等人(2024年)研究了热风干燥(HAD)、红外干燥、真空微波干燥(VMD)和冷冻干燥(FD)对RR果实中多糖结构和生物活性的影响,发现这些方法显著改变了提取率、分子量、单糖比例、尿酸含量、凝胶性质、粒径、热稳定性和微观结构。Luo等人(2024年)也研究了不同干燥方法对RR果实的影响,发现FD更有效地保留了挥发性化合物,从而提升了香气品质。此外,还有研究探讨了不同干燥方法对其他农产品风味特性的影响。Polat等人(2022年)使用五种不同的干燥方法处理黑胡萝卜果渣,发现FD能更好地保留其香气。微波干燥(MD)、热风干燥(HAD)、真空微波干燥(VMD)和热泵干燥(HPD)等热处理技术已广泛应用于水果和蔬菜加工。Imaizumi等人(2021年)比较了MD和FD对罗勒叶的处理效果,发现MD在干燥特性、挥发性化合物形成和颜色保持方面优于FD。Zhang等人(2015年)还利用HAD和MD分析了Capsella bursa-pastoris的香气成分。值得注意的是,RRP果渣具有丰富的新鲜水果香气特征,但尚无关于不同热处理干燥方法对其特征性香气化合物影响的研究。
食品的香气特性是影响消费者接受度和购买行为的主要因素之一。目前,电子鼻(E-nose)、GC–MS和GC-IMS等技术被广泛用于检测挥发性有机化合物(VOCs)(Xu等人,2025a;Li等人,2023b;Xu等人,2025b;Meng等人,2025)。GC–MS是一种常用的分离技术,适用于复杂生物样本中挥发性代谢物的分析,以其高灵敏度、优异的精确度和准确性著称。Sheng等人(2024)通过GC–MS分析和相对气味活性值(ROAV)评估发现,RR中的主要香气化合物为醛类、醇类和醚类。GC-IMS基于化学物质在常压电场中的迁移速率进行表征,结合了GC的高分离能力和IMS的快速响应及视觉光谱映射功能(Feng等人,2022年)。GC–MS和GC-IMS的互补性促使许多研究结合这两种方法进行综合风味分析。例如,Yan等人(2024)利用GC–MS和GC-IMS检测蓝莓果渣中的花青素单体和VOCs,鉴定出14种花青素单体和49种VOCs。尽管其他系统中已探索了多种分析方法的结合应用,但尚未有研究针对RRP中的VOCs进行此类综合分析。
本研究旨在通过四种不同的热处理方法(MD、VMD、HAD、HPD)对RRP中的VOCs进行表征和分析,结合了电子鼻(E-nose)、GC–MS和GC-IMS等多种分析技术。研究揭示了不同热干燥方法对RRP中关键VOCs的变化,并评估了这些分析方法在干燥RRP中的区分能力。研究结果为农业副产品(如RRP)的加工提供了有价值的见解。