类胡萝卜素是一类天然呈色物质，含多个共轭双键的萜类化合物，包括胡萝卜素类（典型代表为β-胡萝卜素和番茄红素）和含氧类胡萝卜素类（典型代表为叶黄素）。类胡萝卜素不仅是呈色物质，同时也是重要的生物活性成分，具有抗氧化、调节免疫、保护眼睛等作用。由于类胡萝卜素具有高不饱和的分子结构，致使其稳定性较差，易受压力、温度、光照、氧气等因素的影响，发生降解及异构化，降解产物包括紫罗兰酮、大马酮、异氟尔酮等降异戊二烯香气物质，影响食品基质气味及风味。此外，研究发现，类胡萝卜素在多种植物性食品中与抗高血糖和抗糖尿病相关活性因子密切相关，其含量升高通常伴随着对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制能力的增强，并与抗氧化作用协同发挥功能。
枸杞（Lycium barbarum L.）作为重要的药食同源植物，已被《中华人民共和国药典》收载，其营养价值及功能活性得到了广泛关注。已有研究表明枸杞干果和鲜果中的总类胡萝卜素含量分别为320～620 mg/100 g和20.36～89.91 mg/100 g，其中玉米黄素双棕榈酸酯（DP）作为核心组分，占总类胡萝卜含量的80%以上。枸杞原浆作为枸杞深加工领域的新型产品类型，以枸杞鲜果为唯一原料，不添加防腐剂，经过打浆、过滤、均质、灭菌、灌装等工艺制成，高效保留枸杞鲜果中的营养成分及风味，具有抗氧化、增强免疫活性等作用。宁夏是枸杞原浆的主产地和原产地，占市场份额70%。在食品加工过程中，热处理、机械破碎、pH值及氧气浓度变化等因素均会造成类胡萝卜素的降解与损失，进而导致产品营养成分降低、色泽劣变等问题。2025年制定发布的T/NGA 001—2025《枸杞鲜果原浆》中明确要求作为类胡萝卜素核心组分，ZDP含量不应低于20 mg/100 g。但目前关于枸杞原浆加工过程中类胡萝卜素的变化及其对产品品质影响的研究鲜见报道。
宁夏大学食品科学与工程学院的王思玉和宁夏农林科学院枸杞科学研究所的禄璐*、闫亚美*等人以宁夏枸杞原浆为对象，考察其在不同加工阶段（破碎、打浆、胶体磨、均质、灭菌及贮藏样品）类胡萝卜素含量、色泽和气味特征的变化，并评价其对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性的抑制作用，进一步分析加工过程中ZDP含量变化与枸杞原浆品质特征的相关性，旨在为枸杞原浆工艺优化与品质控制提供基础数据支撑。
1 枸杞原浆加工过程中总类胡萝卜素含量变化
如图1所示，不同加工过程中的枸杞原浆总类胡萝卜素含量差异显著（P＜0.05），总体呈现先升高后降低的变化规律：破碎至均质阶段样品总类胡萝卜素含量逐步上升，灭菌及贮藏阶段显著降低（P＜0.05）。破碎阶段含量最低（44.26 mg/100 g），均质阶段达到最高值（128.96 mg/100 g），灭菌后及贮藏样品较均质阶段分别下降约25.47%、36.84%。
制浆过程中伴随机械作用和温度变化等因素可引起类胡萝卜素含量变化。研究表明，类胡萝卜素作为脂溶性物质，主要被细胞壁及细胞内脂质结构包裹在细胞内部，因此破碎与打浆等常规机械外力对细胞壁的破碎程度有限，致使样品中类胡萝卜素未充分释放，含量较低。在胶体磨与高压均质的高剪切力作用下细胞壁受到显著破碎，颗粒细化，进而促进类胡萝卜素从果实细胞中溶出，含量显著上升。上述结果均与本结论一致，表明高强度机械外力可促进类胡萝卜素的溶出。由于类胡萝卜素对热和氧较为敏感，本研究发现杀菌工艺（90 ℃、30 min）可导致总类胡萝卜素含量显著降低。
采用高效液相色谱技术结合绝对定量方法，对加工过程中枸杞原浆样品进行类胡萝卜素组成及其含量的测定，结果如表2、图2所示。枸杞鲜果在原浆加工过程中ZDP、β-隐黄质、玉米黄质、β-胡萝卜素及β-隐黄质棕榈酸酯的含量均呈现显著差异（P＜0.05）。整体呈现先升高后降低的变化规律：各组分在破碎阶段含量最低，随打浆、胶体磨及均质的处理逐步上升，并在均质阶段达到最高值（其中ZDP含量达到46.77 mg/100 g），灭菌及贮藏阶段含量显著下降。这与总类胡萝卜素含量的变化趋势保持一致。各组分中，ZDP含量在各加工阶段中均高于其他组分，为枸杞原浆中主要的类胡萝卜素组分，打浆、胶体磨、均质后样品中ZDP含量分别是破碎阶段的2.27、3.75、5.35 倍，灭菌后及贮藏样品较均质阶段分别下降约13.94%、19.46%。
2 枸杞原浆加工过程中色泽变化
如表3所示，不同加工阶段间色泽差异显著（P＜0.05）。L*值随加工过程整体呈上升趋势，并在灭菌阶段达到最大值；而a*值表现为先升高后降低的变化趋势，在均质阶段达到最高值，灭菌处理后a*值降低13.59%；b*值与C值变化趋势一致，均在破碎至均质阶段逐步升高、贮藏阶段下降，并在灭菌阶段达到峰值，较均质阶段b*值升高8.51%。
破碎阶段因枸杞细胞壁未完全破裂，果肉颗粒粗大，类胡萝卜素等色素物质未充分溶出，因此该阶段枸杞原浆L*、a*、b*、C值均处于较低水平；打浆到均质工艺处理阶段机械力作用增强，细胞壁进一步破碎，色素逐步释放，L*、a*、b*值显著升高，尤其是a*值，达到最大值（40.63）。研究表明，高压均质处理可对多酚氧化酶产生钝化作用，减少褐变现象，提升产品色泽，这与本研究结果一致。同时在橙汁、NFC胡萝卜水蜜桃复合果汁、苹果汁等多项研究中发现，高压均质处理可显著提高果汁亮度。灭菌是果蔬汁生产关键工艺环节，灭菌后枸杞原浆色泽红度降低，黄度升高。这与刘亚等对不同灭菌方式后枸杞汁色泽变化的研究结论一致，推测是类胡萝卜素的异构化和热处理导致枸杞原浆中类胡萝卜素的损失，从而引起色泽变化；贮藏阶段枸杞原浆中类胡萝卜素的进一步降解，导致色泽暗化及红黄色调衰减。
3 枸杞原浆加工过程中气味分析
采用电子鼻测定枸杞原浆的挥发性气味，对10 种传感器响应值数据进行处理，并结合主成分分析。如图3A所示，枸杞原浆的挥发性气味物质主要在W1W、W2S、W1S传感器的响应值较高，而W5S、W6S、W3C传感器响应值较弱。不同加工处理导致的气味差异集中在W2S、W1W、W2W和W1S传感器，尤其是灭菌处理后，这4 个传感器响应值降低，表明破碎、打浆、均质、灭菌关键制浆工艺影响硫化物、醇醛酮类、甲烷类物质。研究表明，高剪切过程可改变脂质所处的分子环境，影响醛、酮类挥发性物质的变化。郭建华报道高温条件下挥发性物质发生转化，与本研究中灭菌阶段挥发性气味响应值变化趋势一致。枸杞原浆在加工过程中挥发性气味变化可能与机械作用导致细胞壁破坏、美拉德反应及脂质氧化作用有关，后续将进行深入研究。
基于电子鼻数据进行主成分分析，如图3B所示，不同阶段加工产品表现出较好的组间分离，PC1、PC2的方差贡献率分别为78.8%和17.9%，累计方差贡献率达90%以上，表明基于电子鼻检测的气味数据能较好地反映枸杞原浆加工过程中的主要品质变化信息。
4 枸杞原浆对降血糖关键酶活性的抑制作用
α-葡萄糖苷酶与α-淀粉酶是碳水化合物代谢过程中的关键酶，其中α-葡萄糖苷酶是调控血糖水平的关键酶，对于干预糖尿病及相关代谢病至关重要，α-淀粉酶主要参与淀粉消化过程，是调节餐后血糖水平的有效酶类。如图4所示，整体来看，各加工阶段枸杞原浆对α-葡萄糖苷酶的抑制率均显著高于α-淀粉酶的抑制率。在破碎至胶体磨阶段，对两种酶的抑制率均呈上升趋势，其中α-葡萄糖苷酶抑制率提高至74.85%，α-淀粉酶抑制率提高至62.40%。经均质处理后，这两种酶的抑制率分别达到最高值（83.85%和66.40%）。灭菌阶段两种酶的抑制作用较均质阶段有所下降，但仍维持在较高水平。
研究表明，叶黄素、玉米黄质等类胡萝卜素对α-葡萄糖苷酶具有较强的抑制作用。此外，高压均质过程中产生的强剪切力可进一步破坏细胞壁结构，并促进不同活性成分之间的协同作用，从而增强对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制效果。
5 相关性分析
类胡萝卜素作为枸杞原浆色泽形成的核心呈色物质和重要功效成分，其组成及含量变化直接影响产品色泽、气味及酶活性。ZDP作为枸杞类胡萝卜素的主要成分，在总类胡萝卜素中占比最高（80%以上），因此，以不同加工阶段的ZDP含量为核心指标，分析其与色泽、气味，以及对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制活性的相关性，明确枸杞类胡萝卜素核心组分变化对枸杞原浆品质的影响。
5.1 ZDP与色泽相关性分析
如图5所示，加工过程中，ZDP含量与枸杞原浆色泽特征参数（L*、a*、b*）之间呈正相关。其中，ZDP含量与a*值整体呈正相关（0.63≤r≤0.99，P＜0.05），表明枸杞制浆过程中色泽变化对类胡萝卜素含量具有较强的指示性。随着加工的进行，ZDP含量与b*值的相关性系数逐渐增大（贮藏阶段除外），胶体磨和灭菌阶段相关系数分别达到0.98、1.00。同时，ZDP含量与L*值呈显著正相关（0.57≤r≤1.00，P＜0.05）。综上，加工过程中枸杞原浆色泽变化可反映枸杞类胡萝卜素变化，该类色泽特征值可作为反映枸杞原浆中ZDP含量变化的潜在指标。
5.2 ZDP与气味相关性分析
如图6所示，加工过程中，ZDP含量与枸杞原浆传感器响应值（W2S、W1S）之间呈正相关。而除灭菌阶段外，ZDP含量与W1C、W3C和W5C传感器响应值的相关性整体较弱。综上，枸杞原浆中类胡萝卜素组分变化与醇醛酮类、甲烷类物质的气味响应特征存在一定关联性。
5.3 ZDP与酶抑制作用相关性分析
如图7所示，除破碎外，ZDP含量与α-淀粉酶抑制率呈正相关（0.86≤r≤0.99，P＜0.05），与α-葡萄糖苷酶抑制率呈正相关（0.74≤r≤0.99，P＜0.05），其中ZDP含量与α-淀粉酶抑制率的相关性高于与α-葡萄糖苷酶抑制率的相关性，表明类胡萝卜素具有潜在的降糖活性。Ali等发现类胡萝卜素在糖尿病以及调节葡萄糖代谢过程中具有调控作用。
结 论
随着枸杞制浆工序的进行，枸杞原浆样品中总类胡萝卜素含量和核心组分ZDP含量显著升高，均质后分别达到最高（128.96 mg/100 g和46.77 mg/100 g），灭菌后总类胡萝卜素和ZDP含量分别降低25.47%和13.94%；色泽L*、b*、C值逐渐增大，在均质阶段红度a*值达到最大，灭菌后a*值降低13.59%，b*值升高8.51%，与总类胡萝卜素及ZDP含量变化趋势一致。加工过程中，气味轮廓未发生改变，但对W1W、W2S、W1S传感器响应值存在差异；不同加工阶段，枸杞原浆样品对α-葡萄糖苷酶的抑制率均显著高于α-淀粉酶的抑制率（P＜0.05），且两者均在均质阶段达到最高抑制率（83.85%、66.40%）。相关性分析显示，ZDP含量与L*、a*、b*值及与W1S、W2S传感器响应值呈正相关，并与α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制作用呈正相关。因此，ZDP可作为枸杞原浆加工过程中质量控制的重要指标。以上研究结果可为枸杞原浆生产工艺条件的优化以及产品货架期延长和感官品质提升提供理论依据。
引文格式：
王思玉, 车章斌, 米佳, 等. 宁夏枸杞原浆加工中类胡萝卜素变化与品质相关性分析[J]. 食品科学, 2026, 47(8): 67-74. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251124-185.
WANG Siyu, CHE Zhangbin, MI Jia, et al. Correlation between carotenoid changes and quality during the processing of Lycium barbarum L. puree[J]. Food Science, 2026, 47(8): 67-74. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251124-185.
实习编辑：王雨婷；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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