不同灭菌处理对西梅泥质量和风味特性的影响，通过电子鼻（E-nose）、电子舌（E-tongue）、气相色谱-质谱联用（GC–MS）和气相色谱-离子迁移谱联用（GC-IMS）技术进行表征

本研究系统比较了巴旦木纯果酱四种灭菌处理（巴氏杀菌、超高温杀菌、高压处理和非热电场灭菌）对理化性质、营养成分及风味的影响，整合电子鼻、电子舌、气相色谱-质谱联用和离子迁移气相色谱技术。结果表明非热处理方法在质量保存上更优，其中高压处理（UHP）总色差ΔE和 BI 值最小，维生素C、总酚和总黄酮保留率均超过98%，且挥发性有机物（如己醛、反式-2-己烯醛）与感官属性（果香、新鲜感、整体接受度）强正相关，而负面风味呈强负相关。该研究证实高压处理为最优灭菌技术，为果酱生产的风味导向工艺优化提供了科学框架。

杨睿|黄晓|王伟|孙腾格|艾满根|韩新尧|赵朗瀚

新疆农业大学食品科学与药学院，乌鲁木齐，830052，中国

摘要

为了解决热处理导致的质量下降问题，本研究系统比较了四种杀菌方法——巴氏杀菌（PT）、超高温（UHT）、超高压（UHP）和低电压静电场（LVEF）对西梅泥的物理化学性质、营养价值和风味的影响。采用了一种集成电子鼻（E-nose）、电子舌（E-tongue）、气相色谱-质谱（GC–MS）和气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）的多分析平台进行综合表征。结果表明，所有方法均达到了商业无菌标准，但非热处理方法（UHP和LVEF）在质量保持方面优于热处理方法：UHP处理后的总色差ΔE（1.84±0.10）和细菌总数（BI）最低，同时保留了97.7%的抗坏血酸、98.1%的总酚类物质和98.7%的总黄酮类物质。GC–MS和GC-IMS分别检测到81种和61种挥发性有机化合物（VOCs），醛类和酯类是杀菌引起的风味变化的关键标志物。感官属性（果香、新鲜度、整体接受度）与特征VOCs（己醛、（E）-2-己烯醛）之间存在强相关性（r>0.7，P<0.01），而异味与这些化合物呈强负相关（r<−0.65，P<0.01）。这种相关性通过VOCs和营养成分的变化介导，在所有杀菌方法中均是一致的。这些发现证实UHP是西梅泥的最佳杀菌技术，并为以风味为导向的果泥生产过程优化提供了坚实的科学依据。

引言

西梅（Prunus domestica L.）因其独特的风味和丰富的营养成分而全球广泛消费，含有高水平的膳食纤维、矿物质以及多酚和花青素等生物活性化合物（Graef等人，2018年）。西梅泥作为主要衍生产品，越来越多地被用作婴儿食品、烘焙产品及乳制品的替代品（Mohammadi-Moghaddam等人，2020年）。然而，新鲜西梅泥极易受到微生物污染和酶促褐变的影响，因此需要有效的杀菌处理以确保食品安全并延长保质期。虽然延长保质期至关重要，但保持原有的感官质量——尤其是特征风味和颜色——仍然是水果加工行业面临的主要挑战（Gao等人，2024年；Jiang等人，2024a年；Zhang等人，2019年）。

风味是消费者接受水果产品的决定性因素。从分子角度来看，新鲜西梅的特征香气是由多种挥发性有机化合物（VOCs）共同作用的结果。先前的研究表明，醛类（如己醛、（E）-2-己烯醛）、醇类（如1-己醇）和酯类（如γ-γ-十二内酯）是西梅“绿色”、“草本”和“果香”风味的主要贡献者（Yang、Zhao等人，2025a年）。然而，这些风味活性化合物化学性质不稳定，对加工条件非常敏感。加工过程中的热降解、氧化和美拉德反应会导致这些关键挥发性物质的损失并产生异味，从而显著改变产品的感官特性。尽管如此，大多数关于西梅风味的研究都集中在新鲜水果或单一加工技术上，缺乏对杀菌过程中风味变化分子机制的深入探索（Jiang等人，2024b年；Yin等人，2024年）。具体来说，杀菌处理如何在分子层面调节VOC组成以及这些变化与感官质量之间的关联仍不清楚。

目前，巴氏杀菌（PT）和超高温（UHT）等热处理方法是工业上最常用的杀菌方法。虽然它们能有效灭活微生物，但往往会导致严重的质量下降，包括“煮熟”般的异味、营养成分损失和变色（Gao等人，2024年；Linhares等人，2020年）。为了减轻这些不利影响，非热处理技术受到了越来越多的关注。超高压（UHP）处理利用高压水力灭活微生物，在保持水果和蔬菜产品的新鲜特性方面显示出巨大潜力（Sevenich & Mathys，2018年）。同样，低电压静电场（LVEF）处理是一种新兴的非热技术，可最小化对食品基质的热应力（Zhou等人，2024年）。尽管这些技术已在多种果汁中得到应用，但尚未系统比较这四种特定处理方法（PT、UHT、UHP和LVEF）对高粘度西梅泥质量的影响。此外，大多数现有研究依赖于单一仪器分析，往往无法全面反映化学组成与人类感官感知之间的联系。

为填补上述研究空白，本研究建立了一个多分析平台，结合了电子传感技术（电子鼻、电子舌）与先进的分离技术（如气相色谱-质谱和顶空固相微萃取-气相色谱-质谱），以全面表征西梅泥的风味和质量变化。主要目的是系统比较热处理（PT、UHT）和非热处理（UHP、LVEF）对西梅泥的物理化学性质、营养成分保留和挥发性风味的影响。通过将高通量仪器数据与定量描述性分析相结合，本研究旨在阐明风味变化的化学基础，并确定生产高质量西梅泥的最佳杀菌策略。

材料与化学品

2024年10月，从中国新疆维吾尔自治区喀什地区采集了“法国”西梅（Prunus domestica L.）。选择了直径为3.5–4.0厘米、成熟度约90%、无机械损伤和霉菌的果实，并将其储存在4°C条件下。无水乙醇、丙酮和浓硫酸（分析级）购自新华药业试剂有限公司。

样品制备

西梅果实经过清洗、去核后，在5°C下捣碎59秒，然后在40 MPa下进行均质处理。

不同杀菌处理对西梅泥微生物特性的影响

表2显示了不同杀菌处理对西梅泥中总菌落计数、大肠菌群以及酵母和霉菌的影响。与对照组相比，经过杀菌处理的西梅泥中未检测到总菌落计数或大肠菌群，表明这四种杀菌方法均有效灭活了需氧菌和大肠菌群。在PT、UHP和UHT处理组中未检测到酵母和霉菌的生长。

结论

本研究系统地表明，不同的杀菌方法对西梅泥的质量有显著影响。热杀菌方法（PT和UHT）引发了美拉德反应和热降解，导致生物活性化合物（包括抗坏血酸和总菌落计数）显著减少，并产生了不希望出现的煮熟异味，从而导致最低的感官接受度评分。相比之下，非热杀菌技术

作者贡献声明

杨睿：撰写初稿、资源准备、方法设计、数据管理、概念构建。黄晓：软件开发、实验设计、数据管理。王伟：撰写修订、可视化处理、资金筹集。孙腾格：结果验证、软件应用、资源协调。艾满根：项目统筹、实验设计、数据分析。韩新尧：实验监督、数据分析。

伦理审批

新疆农业大学的人类伦理委员会没有批准食品感官实验的先例。因此，本实验遵循赫尔辛基宣言进行。实验前，所有参与者均被告知实验内容、要求及潜在风险，并获得了知情同意。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本工作得到了新疆维吾尔自治区重点研发项目（2022B02018-3）、四川省科技计划项目（2025YFHZ0268）以及新疆农业大学学生创新项目的资助。