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入选中国科技期刊卓越行动计划

本文获蒙古自治区科技计划项目“沙果干营养健康休闲食品提质增效加工关键技术研发”(2023KJHZ0036); 国家重点研发计划项目(子课题 )“寒地特色水果营养功能复合稳态制造关键技术与装备研究及应用示范”(2022YFD1600505-5)。
摘要
沙果(Malus asiatica)又名花红果、林檎,是一种多年生的蔷薇科苹果属植物,根系强健,生长旺盛,适生范围广。在我国沙果栽培历史悠久,主要分布于西北、华北以及东北地区。沙果营养价值丰富,其果实含有较高含量的维生素C、酚类化合物、膳食纤维,以及镁、钙、铁等多种矿物质,其中沙果多酚具有抗氧化、抗炎、抗癌等多种生物活性,沙果膳食纤维能够促进肠道蠕动,对胆固醇和亚硝酸根离子具有较强的吸附能力。沙果属于典型的呼吸跃变型果实,新鲜沙果采摘后一般置于4(±2)℃冷库待加工,沙果果实贮藏过程中常出现肉质沙化,硬度下降,丧失酸甜口感,果皮、果肉褐变等现象,严重影响了沙果加工工艺和产品品质。由于沙果酸涩口感,不宜鲜食,目前多用于果干、果汁等辅餐调味食品加工,而沙果产品的品质受多种因素的影响,其中,沙果加工适宜性是由其原料品质特性及其加工产品品质需求所决定的。因此,加工适宜性评价是贯穿原料特性、加工工艺和产品品质的关键,系统的加工适宜性评价有助于实现原料分级高效利用、工艺精准调控及产品质量提升,从而减少原料损耗并提高产品附加值。
研究表明,沙果贮藏期间的品质变化与乙烯的合成、水杨酸代谢密切相关,而褪黑素浸泡处理可以有效延缓沙果品质的改变。此外,果实的生物活性物质和抗氧化性的改变也是贮藏过程中的重要的营养品质变化,低温低氧贮藏可以缓解沙果果实的活性物质消耗。然而在低温条件下,大多数水果的呼吸作用并未完全停止,其品质与生理特性的演变依然错综复杂。Wang等研究表明随贮藏时间的延长,‘富士’苹果失重率增加,可滴定酸含量降低,总酚及还原糖含量增加,抗自由基能力及抗氧化酶活性增加。王震等研究表明贮藏后‘鲁丽’‘嘎啦’苹果的硬度、可溶性固形物、DPPH自由基清除率均下降,而多聚半乳糖醛酸酶(PG)、脂氧合酶(LOX)活性上升。然而,沙果与苹果在贮藏期间的感官特性、理化指标及营养组分动态变化具有显著差异,主要归因于二者果实质地(细胞壁结构/木质化程度)及代谢特征(糖酸比/酚类物质积累模式)的不同。针对沙果等小宗特色水果,现有研究多聚焦于采后保鲜及加工工艺,而鲜有涉及沙果贮藏期间感官理化和营养品质变化及其与加工适宜性评价关联的相关研究。
本研究系统地从感官理化和营养品质方面阐述贮藏过程中的‘黄太平’沙果果实综合品质变化规律并评估其加工适宜性,建立了贮藏时间与加工适宜性的关联。采用离子色谱、液相色谱以及傅里叶红外光谱等技术,通过果皮和果肉色泽、质构特性表征其感官理化品质;并通过糖、酸、多酚、果胶组分等特征含量变化揭示其营养品质变化。采用主成分分析法进行不同感官理化指标与果实品质特性的关联分析,以期为沙果原料在感官理化及营养品质变化及加工用原料选择方面提供一定的理论基础。

结果与分析

2.1 不同贮藏期沙果表观色泽变化与加工适宜性

图 1不同贮藏时间沙果表观、横切、纵切图(A)以及果皮(B)、果肉(C)色泽变化
Figure 1.Appearance, cross section and longitudinal section (A), color changes of pericarp (B) and pulp (C) of crabapples in different storage times
注:不同小写字母表示不同贮藏时间差异显著(P<0.05),图2~图6、图8同。
2.2 不同贮藏期沙果质地品质变化与加工适宜性
沙果的质地特性包括硬度、松散度和弹性等,与其口感紧密相关。硬度作为评价沙果质地和贮藏稳定性的关键指标,直接反映了沙果的物理结构特性,而口感则是对沙果质地特性的主观感知,间接体现质构品质特性。随着贮藏时间的延长,沙果硬度、咀嚼性、胶着性均呈现下降趋势,回复性、内聚性、弹性呈现上升趋势(表4)。沙果果实硬度下降显著,从贮藏开始时的1725.57 g下降到25 d时的1249.58 g,下降了27.58%(P<0.05),这可能是由于沙果贮藏时内部水分流失、有机物质消耗、细胞壁降解导致支撑力降低、果实组织软化所引起的。同时,胶着性、回复性、内聚性以及咀嚼性等质地指标随贮藏时间延长也呈现规律性变化,这与纤维素、果胶等大分子作用密切相关。其中,纤维素在纤维素酶(Cx)作用下发生链断裂,导致细胞壁机械支撑力下降,直接影响果实的回复性,而果胶物质则发生多聚半乳糖醛酸酶(PG)和β-半乳糖苷酶(β-Gal)介导的脱酯化与解聚反应,直接削弱了细胞间的粘结力,这是硬度、咀嚼性显著下降的主要原因;同时,这一过程也引发了细胞壁网络的松弛与重组,可能导致了内聚性与弹性数值的上升趋势。基于硬度等质构品质特性的变化,贮藏中后期(贮藏2 d后)的沙果果实出现软化,原有脆硬口感丧失,多数已不适宜鲜食,同时由于硬度降低、回复性升高导致出汁效果降低不适宜制汁/浆,此外组织软化支撑力降低也不利于进一步切片及制干加工。果酱、果泥等无颗粒、形状要求的制品可作为质地改变后沙果加工的方向。
表 4不同贮藏时间沙果质构变化
Table 4.Changes of the texture of crabapples in different storage times

2.3 不同贮藏期沙果可滴定酸及有机酸含量变化与加工适宜性
有机酸作为果实中主要的风味和营养物质,其含量适当时可保证果实有较好的口感,并提供丰富的营养价值。由图2(A)可知,沙果鲜果可滴定酸含量为25.39 mmol/L,沙果贮藏过程中,可滴定酸含量呈现先增加后减少的趋势,这可能与贮藏期间沙果呼吸速率的增加有关,较高的呼吸速率可能促进了果实内部有机酸等酸性物质的降解,进而导致了可滴定酸水平的下降。对于有机酸组成,沙果果实中苹果酸含量最高,其次是柠檬酸、酒石酸、草酸、莽草酸,苹果酸的含量变化是影响沙果果实中有机酸变化的重要因素。贮藏过程中,沙果五种有机酸含量均呈现整体下降趋势,其中酒石酸、莽草酸呈现持续下降趋势,草酸、柠檬酸以及苹果酸贮藏2 d时含量有所上升,贮藏4 d出现急剧下降,可能由于苹果酸、柠檬酸等参与细胞呼吸作用,果实出现呼吸高峰,二者降解加快,含量大幅降低。沙果鲜果莽草酸、草酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸含量分别为0.12、0.29、1.66、3.20、12.43 mg/g。贮藏4 d后,五种有机酸含量分别下降10.01%、14.74%、25.81%、17.39%以及24.31%,贮藏末期(25 d)五种有机酸的含量分别降低了23.23%、43.24%、37.46%、35.70%、44.56%,其中苹果酸含量下降最快。有研究表明苹果酸在植物碳水化合物代谢的调节、果实成熟和采后软化中起着关键作用。因此,沙果采后贮藏2 d具有更高的有机酸含量和丰富的有机酸组成,实现酸味物质最大化保留与典型风味的精准表达,更适宜鲜食和制汁/浆加工。

图 2不同贮藏时间沙果可滴定酸及有机酸含量变化
Figure 2.Changes of titratable acid and organic acid content of crabapples in different storages
注:A:可滴定酸;B:莽草酸;C:草酸;D:酒石酸;E:柠檬酸;F:苹果酸。
2.4 不同贮藏期沙果可溶性糖含量变化与加工适宜性
沙果果实中主要的可溶性糖有葡萄糖、蔗糖以及果糖,主要的糖醇是山梨糖醇。这些糖可以相互转化并作为呼吸代谢的基质,从而影响水果的风味、品质和保质期。沙果果实中果糖含量最高,其次是葡萄糖。由图3可知,沙果贮藏过程中蔗糖含量逐渐降低,而葡萄糖含量基本不变,果糖呈现波动趋势,山梨糖醇含量随着贮藏期的延长逐渐下降。其中从0 d到25 d蔗糖含量由18.71 mg/g降低至6.00 mg/g,降低了67.93%,山梨糖醇含量由6.17 mg/g降低至4.41 mg/g,降低了28.53%。有研究表明山梨糖醇在果实中被山梨糖醇脱氢酶催化生成果糖,而蔗糖在合成酶或转化酶的作用下迅速分解成果糖和葡萄糖。果糖、葡萄糖等单糖部分在液泡中贮藏,多数会进入代谢过程,在己糖激酶(HxK)和果糖激酶(FRK)的催化下磷酸化生成为6-磷酸葡萄糖(G6P)和6-磷酸果糖(F6P),后续参与淀粉、纤维素、半纤维素和各种细胞成分的合成以及呼吸消耗,为生理活动提供能量。因此,沙果贮藏期间可溶性糖与糖醇的动态变化显著影响其加工品质。采后2 d内加工可保持蔗糖与山梨糖醇的功能性,11 d内利用果糖峰值优化甜味,超越该贮藏期将因糖代谢失衡导致产品品质与经济价值显著降低。

图 3不同贮藏时间沙果可溶性糖含量变化
Figure 3.Changes of the soluble sugar content of crabapples in different storage times
注:A:果糖;B:葡萄糖;C:蔗糖;D:山梨糖醇。
2.5 不同贮藏期沙果总酚及抗氧化能力变化与加工适宜性
酚类物质是植物重要的次生代谢产物,与水果的成熟衰老、色泽变化以及抗氧化活性密切相关。如图4所示,随着贮藏时间的延长,沙果中总酚含量呈现先上升后下降的趋势,下降速度明显低于上升速度,其中贮藏18 d时总酚含量达到峰值3.61 mg GAE/g,25 d时总酚含量为鲜果的117.15%,与富士苹果、蓝莓等变化趋势一致。前期酚类物质的增加可能是由于乙烯的作用刺激苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性,而PAL是酚类物质生成的关键酶,促进酚类物质的产生。沙果在贮藏中抗氧化能力的变化通过DPPH自由基清除能力和铁离子还原能力表征。DPPH自由基清除能力整体上呈现上升趋势,贮藏11 d沙果果实的DPPH自由基清除能力由1.71 μmol/g上升至2.34 μmol/g。铁离子还原能力与DPPH自由基清除能力变化基本一致,贮藏4 d时,铁离子还原能力由12.92 μmol/g上升至21.54 μmol/g,随后没有显著性差异(P>0.05)。研究表明酚类物质与抗氧化潜力之间存在正相关关系,酚类物质是抗氧化能力的主要贡献者,此外果实的抗氧化水平还与类黄酮和L-抗坏血酸的合成有关。沙果贮藏过程中酚类物质与抗氧化能力的动态协同变化对其加工功能特性具有关键调控作用。贮藏中期沙果总酚的阶段性富集与抗氧化协同效应,适用于功能性果汁或干燥制品的开发。

图 4不同贮藏时间沙果总酚含量及抗氧化能力变化
Figure 4.Changes of total phenol content and antioxidant capacity of crabapples in different storage times
注:A:总酚含量;B:DPPH自由基清除能力;C:铁离子还原能力。
多酚氧化酶(PPO)的活性关系着水果贮藏中果实的成熟衰老和组织褐变过程。如图5所示,沙果鲜果PPO活性为70.20 U/g,贮藏期间PPO活性存在波动,但整体上呈现上升趋势,在贮藏25 d时达到130.95 U/g,PPO可能会加剧酚类物质的氧化络合,导致果实发生严重褐变。然而总酚含量变化情况与PPO活性变化情况存在一定差异,表明沙果果实中多酚酶促氧化是多种酶参与的氧化反应。进一步说明,贮藏时间延长至2 d以上,多酚氧化酶活性升高,极易发生酶促褐变,在生产加工时应注意PPO活性的变化,采取有效措施来抑制酶促褐变的发生。

图 5不同贮藏时间沙果PPO酶活变化
Figure 5.Changes in PPO enzyme activity of crabapples in different storage times
2.6 不同贮藏期沙果果胶结构和性质变化与加工适宜性
沙果果实的综合品质很大程度取决于其质地的稳定性,而果实质地与果肉细胞细胞壁物质组成含量密切相关,细胞壁物质主要成分是多糖,包括纤维素、半纤维素和果胶组分。果胶天然存在于细胞壁和胞间层中,有助于增强细胞之间的粘附和细胞的机械强度。而果实软化主要与细胞初生壁和胞间层的降解和修饰有关,因此沙果贮藏过程中果胶结构变化是引起也是反映果实质地及理化营养品质变化的关键因素之一。水溶性果胶(WSP)、螯合性果胶(CSP)、碱溶性果胶(NSP)是沙果果胶的主要组分,由图6可知,三种组分的沙果果胶得率下降,沙果鲜果三种果胶组分得率为0.79 g/1 g AIR,其中WSP得率最低,为0.11 g/1 g AIR;CSP得率最高,为0.42 g/1 g AIR;NSP为0.26 g/1 g AIR,与苹果果胶组成一致。贮藏过程中NSP得率显著降低(P<0.05),在贮藏25 d时降至0.17 g/1 g AIR,WSP和CSP得率没有明显变化。

图 6不同贮藏时间沙果果胶得率变化
Figure 6.Changes of pectin yield of crabapples in different storage times
对不同贮藏期的沙果果胶的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)、多分散性(PDI)及中性糖(表5)组成进行分析,在贮藏过程中CSP的Mw、Mn分别由19.05×104、13.75×104 g/mol增加至26.90×104、20.05×104 g/mol;NSP的Mw、Mn由13.50×104、6.55×104 g/mol增加至27.30×104、10.20×104 g/mol;WSP的Mw、Mn先增加后减少。PDI表示果胶分子的多分散性。三种果胶组分贮藏过程中的PDI无显著差异(P>0.05),表明三种果胶组分的分子分散性分布随着贮藏时间延长没有显著变化。果胶中性糖组成和含量与果胶主链、侧链结构特性相关,沙果中三种果胶组分的中性糖组成随着贮藏时间延长发生不同程度变化。贮藏25 d时三种果胶组分总中性糖含量(岩藻糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸)最高,为568.13 mg/g。其中,WSP中性糖含量最高,其次是NSP,CSP含量最低。Ratio 1表示果胶的线性度,与同型半乳糖醛酸聚糖域(homogalacturonans,HG)有关。三种果胶组分中,WSP和CSP的线性度高于NSP,贮藏期间,NSP的线性度降低,表明其主链发生降解。Ratio 2反映了果胶中RG-I结构域的占比。NSP中Ratio 2的值高达0.18~0.26,表明NSP结构中RG-I具有较高的占比。Ratio 3代表RG-I域的分支程度,三种果胶中,WSP的支链化程度最高,WSP和NSP在贮藏过程中支链化程度发生较大的变化,这与贮藏过程中果胶组分之间的相互转化,以及其它大分子多糖与果胶组分的转化相关。
表 5不同贮藏时间沙果果胶性质变化
Table 5.Changes of pectin properties of crabapples in different storage times

注:Ratio 1=半乳糖醛酸/(岩藻糖+鼠李糖+阿拉伯糖+半乳糖+木糖);Ratio 2=鼠李糖/半乳糖醛酸;Ratio 3=(阿拉伯糖+半乳糖)/鼠李糖;Mn:数均分子量;Mw:重均分子量;PDI多分散性:Mw/Mn;不同小写字母表示不同贮藏时间差异显著(P<0.05)。
不同贮藏时间沙果三种果胶组分WSP、CSP和NSP的红外光谱分别如图7所示,3400 cm−1附近的峰值被认为是半乳糖醛酸分子内或分子间-OH的伸缩振动引起的,2930 cm−1附近的峰值是由甲基C-H键不对称伸缩振动引起的,1740 cm−1和1620 cm−1处主要是游离羧基以及酯基(COO-)结构的C=O振动。1400 cm−1处主要是C-C对称伸缩振动吸收峰,与1620 cm−1处吸收峰共同构成了羧基的特征峰。在0~25 d的贮藏过程中,WSP的-OH键伸缩振动峰发生蓝移,NSP的-OH键伸缩振动峰发生红移,表明贮藏过程中WSP分子间的相互作用增强,NSP分子间的相互作用减弱。在贮藏0 d的沙果WSP样品中,于2856 cm−1处观察到一个特征吸收峰,该波数处的吸收通常与长链亚甲基结构中的C-H键振动有关。此峰在后续贮藏中消失,表明相应物质结构在贮藏初期的生理代谢过程中被降解或转化。

图 7不同贮藏时间沙果果胶结构变化
Figure 7.Changes of the pectin structure of crabapples in different storage times
注:(A)WSP;(B)NSP;(C)CSP。
在果实贮藏过程中,多种细胞壁相关酶参与细胞壁组分及结构的改变,从而影响果实果胶组成和含量的变化进程。多聚半乳糖醛酸酶(PG)主要作用于α-1,4糖苷键,产生半乳糖醛酸。针对大多数呼吸跃变型果实,PG是果实质地品质变化的关键酶。如图8所示,沙果鲜果PG活性为4.08 U/g,贮藏期间PG酶活性呈现先上升后下降趋势。贮藏第11 d PG酶活性达到最大值8.87 U/g。杏和猕猴桃在贮藏过程中表现出相同趋势,PG催化果胶分解为小分子物质,这导致细胞壁松动和果实软化。综上,随着沙果原料贮藏时间延长果胶组分发生显著改变,果胶得率显著下降,NSP得率降低,且随着PG酶活性升高,果胶将加速降解,有助于形成适度柔韧的质地,适配果脯或果酱加工中对“软而不烂”质构的需求。此外,PG酶活性峰值的合理利用可优化细胞壁多糖的降解效率。定向选择最佳果胶状态将有助于提升沙果加工产品的流变适配性与质构稳定性。

图 8不同贮藏时间沙果多聚半乳糖醛酸酶酶活变化
Figure 8.Changes of PG enzyme activity of crabapples in different storage times
2.7 主成分分析
以贮藏时间为因变量(贮藏0、2、4、11、18、25 d分别表示为T1、T2、T3、T4、T5、T6),以沙果不同贮藏时间感官理化和营养指标为自变量,进行主成分分析(principal component analysis,PCA)。获得两个主成分PC1和PC2,并分别解释58.7%和13.4%的变异。由图9(A)得分图可知,相同贮藏时间的沙果样品呈现聚集,而不同贮藏时间沙果样品显示出明显的分离,且按照贮藏时间依次排开保持一定的距离,其中T1、T2与T5、T6均得到较好区分,表明不同贮藏时间沙果的感官理化和营养品质指标呈现显著变化。图9(B)载荷图,同一方向的指标表明指标之间存在正相关性;而朝相反方向的指标则表明它们之间存在负相关性。果皮b*值与总酚、FRAP铁离子还原能力、DPPH自由基清除能力、PPO活性存在正相关关系,而与有机酸以及可溶性糖含量之间存在负相关关系。果皮、果肉的L*值与有机酸以及可溶性糖含量之间存在正相关关系,与总酚、FRAP铁离子还原能力、DPPH自由基清除能力、PPO活性存在负相关关系。此外,果实硬度与其有机酸含量呈现正相关关系,表明果实贮藏过程中有机酸含量的降低伴随着果肉组织的绵软化。

图 9沙果主成分分析
Figure 9.Principal component analysis of crabapples
注:(A)理化营养特性得分图;(B)理化营养特性载荷图;(C)果胶性质得分图;(D)果胶性质载荷图。
以贮藏时间为因变量(贮藏0、11、25 d分别表示为T1、T4、T6),以不同贮藏时间沙果样品三种果胶组分特征性指标为自变量,进行主成分分析,获得两个主成分PC1和PC2,分别解释56.7%和30.4%的变异。由图9(C)(D)可知,不同贮藏时间沙果的果胶性质有显著差异,T1、T4、T6分布在三个象限,果皮和果肉L*值与NSP得率、CSP中性糖含量、NSP的Ratio1存在正相关关系,与WSP的Ratio3、CSP和NSP的分子量、NSP的中性糖含量呈负相关关系,表明沙果色泽变暗与三种果胶组分的降解与转化有关。此外,沙果硬度与WSP和NSP的得率呈正相关,与CSP的得率呈负相关,表明贮藏过程中沙果果实的软化与三种果胶组分的相对含量密切相关。
2.8 加工适宜性评价
基于沙果贮藏过程中感官品质、理化特性及营养组分的动态变化规律,可将其贮藏周期划分为三个阶段并针对性适配加工工艺:贮藏前期(0~2 d)果实呈现高酸性特征(可滴定酸含量增加,有机酸组分以苹果酸为主导),总酚积累(达3.11 mg GAE/g),而抗氧化活性(2 d时DPPH自由基清除率1.69 μmol/g及FRAP值13.61 μmol/g)较低,伴随PPO活性(峰值达117.32 U/g)及PG活性(峰值达6.60 U/g)上升,果胶组分中WSP分子量分布稳定。该阶段适宜果汁等高附加值产品开发,PG活性较高有助于提高出汁率。此外结合相应的果胶特性,利用其凝胶性能,考虑酸性果酱产品的开发。但需抑制PPO介导的酶促褐变并调控蔗糖-果糖转化;贮藏中期(2~18 d)有机酸显著衰减(2~18 d苹果酸降解率达30.93%),总酚持续保持高水平(18 d,3.61 mg GAE/g)而抗氧化能力持续提升,硬度下降(2~18 d降低26.35%),同时PG酶活维持在较高水平(11 d达峰值8.87 U/g),该阶段较低的酸度和硬度利于渗糖与干燥,因此适于果脯和果干产品的生产,此外有机酸和糖分变化可能促进特定微生物发酵(如果醋),适于发酵制品开发。但需通过复合护色剂缓解色泽劣变;贮藏末期(18 d后)果实呈现显著质地软化(25 d硬度1249.58 g),果胶分子重构,NSP分子量增加(25 d NSP分子量Mw 27.30×104 g/mol,Mn 10.20×104 g/mol),抗氧化能力仍保持较高水平(25 d时DPPH自由基清除率2.19 μmol/g及FRAP值18.29 μmol/g),可加工为低质地要求的果泥等产品,或作为功能性提取物使用。但需外源补充酸味剂以改善产品风味并持续监控PPO活性以维持产品稳定性。


引用本文:徐莹,王文月,李旋,等. 不同贮藏时间‘黄太平’沙果品质评价及加工适宜性研究[J]. 食品工业科技,2026,47(5):315−327. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2025030133.
Citation:XU Ying, WANG Wenyue, LI Xuan, et al. Evaluation of Quality and Processing Suitability of 'Huang Taiping' Crabapples during Different Storage Periods[J]. Science and Technology of Food Industry, 2026, 47(5): 315−327. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2025030133.


通讯作者简介

毕金峰,男,博士,二级研究员,博士生导师。中国农业科学院农产品加工研究所首席战略科学家、果蔬加工智造与营养健康创新团队首席科学家,中国农业科学院有关人才计划入选者,国家桃产业技术体系桃加工岗位科学家兼功能研究室主任,新疆自治区“天池英才”特聘专家,贵州省领军人才工作站专家、云南省院士专家工作站专家、内蒙古农牧厅果蔬加工首席专家,中国食品科技学会杰出青年奖、突出贡献奖获得者。兼任中国食品科学技术学会休闲食品加工技术分会副主任委员兼秘书长、国家林业和草原局冻干果品国家创新联盟副理事长兼秘书长、国家农产品加工科技创新联盟果蔬加工与智能制造专业委员会主任委员、中国食品和包装机械工业协会休闲食品加工技术与智能装备委员会常务副会长、北京食品学会休闲食品专业委员会主任委员、农业农村部农产品加工标准化技术委员会果品加工分技术委员会委员、中国农学会食物与营养专业委员会委员和中国工程教育专业认证协会认证专家等。主要研究领域:以大宗(桃、苹果、柑橘、枣、胡萝卜、食用菌等)和优势特色果蔬(浆果、热带亚热带果蔬等)为原料,开展果蔬精深加工、营养健康果蔬基食品智造和果蔬资源梯次高值利用理论及技术研究,揭示果蔬加工与食品智造过程中的食品化学、生物化学、食品组学、营养组学、代谢组学、品质学、工艺学、工程学和质量安全学等基础理论,创制均衡、营养、健康、精准、复配、个性化等果蔬基食品,为我国果蔬加工科技创新、装备研发、产品创制和产业升级等提供科技支撑。主要研究方向:1.果蔬物质基础挖掘与营养健康机理。建立果蔬物质基础营养功能数据库,开展果蔬品质综合评价与加工适宜性研究,揭示原料物质基础、加工过程中变化与互作规律及其影响品质形成机理,探究果蔬原料及加工过程中多糖、多酚、维生素、花青素、类胡萝卜素等营养功能因子变化与健康分子机理。2.果蔬加工品质形成机理与调控技术。开展果蔬新型干燥(脉动压差闪蒸、节能真空冷冻、优质冰温干燥、高效真空油浴、精准热风和热泵等)理论、技术与装备研究,果蔬高效节能优质组合干燥理论与技术研究,传统果蔬干燥技术升级与装备研发;果蔬粉高效制备及粉体行为理论研究,果蔬均衡营养复合超微粉及片剂研制理论与技术;果蔬高效低温杀菌、高品质速冻解冻理论及技术;果蔬干制、制汁、制粉、罐藏、糖制等色泽、风味、质构、营养功能品质形成机理与调控技术研究等。3.营养健康食品精准设计与智能制造。研究果蔬营养与健康的物质基础,揭示果蔬中果胶、纤维素、半纤维素等膳食纤维,以及维生素、矿物元素、多酚、类胡萝卜素等小分子物质结构、性质、交互作用与功能调控;创制均衡营养健康果蔬基食品精准设计(复合汁/浆/酱/粒、复合粉/片、复合胶囊、复合功能食品等)与制造理论、技术与智能装备。4.果蔬资源梯次高值利用理论与技术。以果蔬新资源及加工副产物(皮、渣、籽、核等)、非商品果蔬、枝、叶等为原料,采用食品组学、营养组学与代谢组学等研究手段,揭示果蔬资源的化学与生物学物质基础,采用现代高新技术与装备,进行果蔬新资源及加工副产物中生物活性物质分离提取、高效制备、功效评价、稳态化(包埋、控释)、生物利用度提升及天然食品配料开发等研究。5.果蔬加工智造标准及质量控制技术。跟踪研究国内外果蔬原料及其加工制品标准体系,制修订加工用果蔬原料及其制品标准,推广果蔬加工与食品智造标准及全程质量控制技术体系等。
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