隨著對健康飲食的追求，最低加工食品受到更多關注。諸如，近年來，非濃縮還原果汁（NFC）的消費量逐年增加，而濃縮還原果汁（FC）則有所下降。
NFC 果汁是高附加值產品，不時會出現虛假描述或產品冒充。中國農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所徐貞貞副研究員課題組曾使用 DART-QTOF 構建判別模型來區分 NFC 和 FC 果汁，并應用于商業果汁的分析建模。（點擊鏈接查看）。
根據加工方法的不同，NFC 果汁可分為鮮榨果汁、熱加工果汁和非熱加工果汁，均被認為是最低加工食品。但不同加工方式的傳統品質特征太弱，不足以說明它們之間的差異。
徐老師課題組利用 LC-ESI-QTOF MS 和 SICRIT-QTOF MS 非靶向代謝組學探索不同加工方式下橙汁的質量和成分差異。原位質譜的引入，大大簡化了質譜分析，大幅度提升了實驗室效率。鮮榨橙汁和 HPP 高壓處理橙汁之間鑒定出2種差異化合物，鮮榨橙汁和巴氏殺菌橙汁之間鑒定出15種差異化合物。
橙汁中含大量揮發性化合物，并與其感官質量密切相關。SICRIT 是一種新型原位源，專注于揮發性化合物，無需任何溶劑或輔助氣體，直接通過“嗅聞”實現靈敏分析。
最近，SICRIT 技術已被應用于檢測原油和石化產品中的烷烴和多環芳烴（PAHs）等化合物，分析汽車發動機尾氣氣溶膠顆粒成分的變化，以及對止痛藥片和咖啡豆進行分子成像等。
本文亮點
通過代謝組學區分鮮榨果汁、HPP 果汁與巴氏殺菌果汁。
與巴氏殺菌橙汁相比，HPP 橙汁更“新鮮”。
NOVA 加工食品的分類體系需進一步優化完善。
實驗方法（詳情參見文獻）
1、樣品采集：橙汁來自江西的一家工廠。2020年12月采集了三批不同工藝的橙汁，冷鏈運輸至實驗室，并儲存在-20℃的冰箱中；
2、LC-ESI-QTOF MS 分析：使用 0.22 μm PTFE 膜清洗橙汁，并對每個樣品進行12次重復；
3、SICRIT-QTOF MS 直接分析未經任何預處理的橙汁，每個樣品進行9次重復。
圖1、 (A) 一級質譜（MS1）特征數量的韋恩圖：鮮榨橙汁（NC），巴氏殺菌橙汁（NP）和高壓處理橙汁（NH）；(B) 主成分分析（PCA）分值圖；(C) LC-ESI-QTOF MS 數據結果的聚類分析樹狀圖。
SICRIT-QTOF 揭示揮發性化合物概況
高通量 SICRIT-QTOF MS 與 DD-SIMCA 數據模型聯用，可用于評估非熱加工和熱加工橙汁樣品中的揮發性化合物概況。
傳統品質特征和代謝組學特征分析表明，與巴氏殺菌橙汁相比，HPP 高壓處理橙汁和鮮榨橙汁有更多相似性。因此，將鮮榨橙汁組（NC）和高壓處理橙汁組（NH）聯合建立 DD-SIMCA 模型，來確認巴氏殺菌橙汁組（NP）是否可以包含在內，并闡明低加工橙汁在非揮發性化合物方面的差異。
圖4、SICRIT-QTOF MS 數據結果的 DD-SIMCA 分類模型
圖4A：隨機選擇鮮榨橙汁組（NC）和高壓處理橙汁組（NH）中的14個果汁樣本（每組7個）作為訓練集，建立靈敏度為100%的模型。
圖4B：將剩余的4個鮮榨橙汁組（NC）和高壓處理橙汁組（NH）的果汁樣本（各2個）作為評估模型穩健性的測試集。所有剩余的果汁樣本均在可接受區域內，說明高壓處理橙汁組（NH）在揮發性化合物方面與鮮榨橙汁組（NC）一樣新鮮。
圖4C：而巴氏殺菌橙汁組（NP）的9個果汁樣本均在接受區域之外，表明巴氏殺菌橙汁組（NP）與鮮榨橙汁組（NC）和高壓處理橙汁組（NH）均有顯著差異。
綜上所述，除使橙汁具有新鮮的品質外，HPP 非熱高壓處理對橙汁中的揮發性化合物幾乎沒有影響。
結論表明
本研究分別采用 LC-ESI-QTOF MS 和 SICRIT-QTOF MS 對傳統品質特性（pH值、總酸度、總可溶物、總多酚、葡萄糖、果糖、蔗糖、總氨基酸、褐變和顏色）和代謝組學特征（非揮發性和揮發性化合物）進行分析，證明了高壓處理的非熱加工工藝比巴氏殺菌工藝提供了更新鮮的橙汁。
研究結果為 NOVA 食品分類系統的進一步細化提供了數據支持。例如在果汁方面：鮮榨果汁和非熱加工果汁具有最相似的特征；加工程度較高的熱加工果汁可以依靠代謝組學和揮發性化合物的特征被區分出來，這表明它可以被定義為加工食品；而濃縮（FC）果汁絕對是超加工食品。
本研究結果為闡明最低加工果汁的成分差異提供了依據。食品加工的程度需要進一步明確和分類，這將促進 NOVA 食品分類體系的進一步完善和人類健康的改善。
● 參考文獻：
Kewen Wang, Zhenzhen Xu. Comparison of Freshly Squeezed, Non-thermally and Thermally Processed Orange Juice Based on Traditional Quality Characters, Untargeted Metabolomics, and Volatile Overview. Food Chemistry. 30 March 2022
https: //doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131430
備注：巴氏殺菌橙汁為熱加工果汁；HPP 高壓處理橙汁為非熱加工果汁。
文章來源：華質泰科服務平臺 微信公眾號
