日晒陈酿红枣醋基功能饮料的开发：发酵工艺、感官特性、挥发性成分及生物活性成分的综合分析

本研究针对传统果醋饮料酸度过高、适口性差的问题，开发了一种以日晒陈酿红枣醋为基料、辅以枸杞汁和蜂蜜的功能性饮料。通过优化配方和系统评估理化特性、抗氧化活性及挥发性成分，显著改善了饮料的感官接受度，并发现关键挥发性成分（如2,3-二氢-1,1,3-三甲基-3-苯基-1H-茚）通过分子对接显示与心血管代谢靶点（ACE、SGLT1、MAPK p38、IR）具有高结合亲和力，为功能性饮料的开发提供了理论和实践依据。

　　

在当今健康意识日益增强的背景下，功能性饮料市场迅速扩张，尤其是那些源自发酵水果、富含生物活性成分的产品。心血管疾病（CVD）和2型糖尿病（T2DM）作为全球主要的健康负担，常常因共同的病理生理机制如氧化应激、炎症、胰岛素抵抗和内皮功能障碍而共存。膳食干预，特别是富含抗氧化剂和生物活性物质的饮料，显示出缓解这些风险的潜力。水果醋通过受控发酵生产，不仅提供了营养和感官益处，如延长保质期、独特的挥发性成分和增强的抗氧化能力，还成为功能性饮料的理想基料。其中，红枣（Ziziphus jujuba）因其高酚类含量、维生素和矿物质而备受关注，这些成分贡献了其抗氧化和抗炎特性。然而，以日晒陈酿红枣醋为基础开发功能性饮料的研究仍不足，尤其是在感官优化和生物活性增强方面。

为了平衡醋的强酸度并提高消费者接受度，研究人员在发酵后添加了枸杞（Lycium barbarum）汁。这不仅增强了甜味和香气，还保留了果汁中的天然多酚和生物活性物质。枸杞广泛认可其类胡萝卜素、多糖和类黄酮，这些成分与免疫调节、血糖调节和心血管保护相关。支持这一方法的前期研究表明，将枸杞与红枣或其衍生物结合可以增强感官属性和整体接受度。例如，之前的研究发现，注入枸杞和红枣可以改善Kenaf叶茶的风味、香气和整体质量。类似地，将枸杞和红枣多糖加入山羊奶酪中，可以增强质地、保水性和结构完整性，从而提高产品吸引力。

除了理化和感官评估外，本研究还结合了分子对接技术，筛选主要挥发性化合物与代谢和心血管调节关键蛋白（如血管紧张素转换酶（ACE）、钠-葡萄糖协同转运蛋白1（SGLT1）和丝裂原活化蛋白激酶p38（MAPK p38））的潜在相互作用。这种生物信息学方法通过预测食物源化合物与靶蛋白的相互作用模式和能量适应性，补充了实验分析，为后续体外或体内研究提供了初步见解。

因此，本研究旨在开发一种新型醋基功能性饮料，以日晒陈酿红枣醋为核心成分。为了增强风味平衡、甜度和生物活性成分，加入了枸杞汁和蜂蜜。通过全面的分析——包括理化分析、植物化学和抗氧化测定、感官评价、挥发性成分表征和计算机分子对接——确定了最佳配方，并支持开发出一种消费者可接受的、具有潜在健康促进特性的饮料。

研究人员采用了多项关键技术方法开展本研究。首先，通过顺序酒精发酵和醋酸发酵生产红枣醋，并使用太阳老化过程（四个月）来增强风味和生物活性。其次，利用SPME-GC/MS（固相微萃取-气相色谱/质谱联用）技术分析了饮料中的挥发性成分，共鉴定出33种关键化合物。第三，通过电子舌（E-tongue）系统进行味觉分析，评估了苦味、酸度、咸味等多维感官特性，并结合偏最小二乘回归（PLSR）分析了与人工感官评分的相关性。此外，分子对接模拟（使用AutoDock Vina软件）用于预测挥发性成分与心血管代谢靶点蛋白（如ACE、SGLT1、MAPK p38和IR）的结合亲和力，ADMET分析（吸收、分布、代谢、排泄和毒性）则通过ADMETlab 2.0平台评估了候选化合物的药代动力学特性。样本来源于中国西安市场的红枣和宁夏的枸杞，确保了原材料的本地化和可追溯性。

3.1. 理化性质

通过分析不同配方饮料的pH、总可溶性固形物（TSS）、抗坏血酸含量和总碳水化合物含量，发现样品F（含14%醋、10%枸杞汁、9g蜂蜜和67mL水）具有最低的pH值（3.35）和最高的TSS（7°Brix），这归因于蜂蜜的添加和水分减少导致的酸性成分浓缩。抗坏血酸含量在5.11至9.71 mg/100mL之间，与枸杞汁的比例呈正相关，而碳水化合物含量相对稳定（4.23–4.62 g/100mL），表明配方优化有效平衡了酸度和甜度，增强了饮料的感官接受度和营养价值。

3.2. 植物化学成分

植物化学分析显示，总酚含量（TPC）范围为2.96至3.45 mg GAE/mL，总黄酮含量（TFC）为0.51至1.00 mg Ru/mL，总类胡萝卜素含量（TCC）为0.46至1.49 μg/mL。样品F在TPC和TCC方面表现突出，分别达到3.35 mg GAE/mL和1.49 μg/mL，表明其具有较高的抗氧化潜力和功能应用 suitability。这些结果与先前对红枣醋和枸杞提取物的研究报告一致，证实了配方在保留生物活性成分方面的有效性。

3.3. 抗氧化活性

通过DPPH和ABTS测定评估抗氧化活性，样品E显示出最高的自由基清除能力（DPPH为1.65 mg TE/mL，ABTS为4.20 mg TE/mL），这与其较高的TPC和TFC相关。样品F的ABTS值为3.79 mg TE/mL，尽管略低于样品E，但仍表现出显著的抗氧化性能。这些发现强调了多酚类成分在增强饮料功能性中的作用，并为开发健康促进产品提供了依据。

3.4. 感官分析结果

感官评估表明，样品F在味道、质地和整体接受度方面得分最高（分别为7.80、7.53和7.73），这归因于其平衡的配方，包括较高的醋、枸杞汁和蜂蜜比例。雷达图和主成分分析（PCA）进一步证实了样品F的优越性，其在所有面板中均表现出良好的风味复杂性和接受度。电子舌分析显示，样品F具有最低的苦度（-1.82）和最高的咸度（3.98），这些属性与消费者偏好一致，支持其作为市场潜力产品的地位。

3.4.1. 电子舌味觉分析

电子舌分析揭示了样品F的独特感官 profile，包括低苦度、高咸度和良好的后味（0.13），这些特性显著增强了其适口性。偏最小二乘回归（PLSR）分析显示，电子舌数据与感官评分之间存在94%的相关性，验证了仪器分析在预测消费者接受度方面的可靠性。这些结果强调了优化风味属性在饮料开发中的重要性，并为样品F的进一步推广提供了依据。

3.5. 关键香气化合物和风味特征

SPME-GC/MS分析鉴定出样品F中含有33种挥发性化合物，主要包括烃类、酯类、酮类和醇类。关键成分包括乙酯乙酸（26.15 mg/L）、2-甲基-3-庚酮（194.33 mg/L）和油酸（34.41 mg/L），这些化合物贡献了饮料的果香、花香和黄油香气。与样品E（仅含15种化合物）相比，样品F的挥发性 profile 更为复杂，这与其较高的感官评分和生物活性潜力一致。这些发现突出了配方优化在增强 aroma 复杂性和功能特性方面的作用。

3.6. 计算机分析结果

分子对接模拟显示，挥发性化合物2,3-二氢-1,1,3-三甲基-3-苯基-1H-茚（CAS 3910-35-8）与ACE、MAPK p38、SGLT1和IR的结合能分别为-8.4、-8.4、-8.2和-7.1 kcal/mol，表明其具有多靶点相互作用潜力。相互作用的残基包括His353（ACE）、Trp197（MAPK p38）、Gln1107（IR）和Tyr138（SGLT1），这些与心血管和代谢调节相关。ADMET分析进一步预测了该化合物的良好药代动力学特性，如可接受的溶解性、脂溶性和血脑屏障穿透性，支持其作为先导化合物的潜力。

3.6.1. ADMET分析结果

ADMET分析表明，2,3-二氢-1,1,3-三甲基-3-苯基-1H-茚具有 favorable 的溶解性（LogS）、分布性（LogD）和脂溶性（LogP），以及中等的分子量和可接受的极性表面积（TPSA）。这些特性表明该化合物具有良好的生物利用度和较低的毒性风险，为其在功能性饮料和 therapeutic 应用中的进一步开发提供了依据。

研究结论部分强调，本研究成功开发了一种以日晒陈酿红枣醋为基础的功能性饮料，通过优化配方显著改善了感官接受度和生物活性。关键挥发性成分2,3-二氢-1,1,3-三甲基-3-苯基-1H-茚通过分子对接显示出与心血管代谢靶点的高亲和力，提示其潜在的健康促进特性。这些发现不仅为功能性饮料的开发提供了理论和实践依据，还突出了多学科方法（包括感官科学、挥发性成分分析和计算机模拟）在食品创新中的重要性。未来研究应通过体外和体内实验验证这些计算预测，以进一步证实其生物活性和应用潜力。

本研究发表在《Food Chemistry: X》期刊上，为功能性食品领域提供了有价值的见解，并促进了健康饮食策略的发展。通过结合传统发酵技术和现代分析方法，研究人员展示了如何将常见的食品原料转化为具有增强健康 benefits 的产品，满足了市场对美味且功能性饮料的需求。