山茱萸酸味与涩味相关候选化合物的整合分析：化学谱、感官评价与分子对接

《Food Chemistry: X》：Candidate compounds associated with sourness and astringency in Corni Fructus: an integrated analysis of chemical profiles, sensory evaluation, and molecular docking

　　

整合筛选策略在山茱萸（Corni Fructus, CF）中识别出味觉相关标志物。共表征了82个特征物，包括52种有机酸、28个鞣质（tannin）相关特征物和2个未分类特征物。苹果酸（malic acid）衍生物是与酸味（sourness）相关的候选标志物。没食子酰基鞣质（galloylated tannins）与涩味（astringency）及苦味（bitterness）相关响应有关联。分子对接（molecular docking）为可能的化合物-蛋白相互作用提供了初步支持。

山茱萸（Corni Fructus, CF）是我国传统药食两用资源，2023年正式获批药食同源物质后，其风味品质评价与产品开发需求日益迫切。该药材以明显的酸味和涩味为感官特征，但长期以来其化学物质基础未被充分阐明。现代食品化学认为，酸味主要由苹果酸、酒石酸、柠檬酸等有机酸贡献，涩味则多与没食子酸及其衍生物、水解鞣质等多酚类化合物相关。然而，CF中具体哪些化合物与酸味、涩味感知最密切关联，此前尚缺乏系统性研究。既往工作多集中于CF的植物化学成分鉴定、药理活性或一般质量评价，针对酸味与涩味相关化合物的整合筛选仍属空白。为此，研究人员采用多维度整合策略，从不同产区CF样品中筛选酸味与涩味相关候选化合物，旨在为CF特征风味的食品化学解释和面向风味的质量控制提供依据。

研究人员共收集27批CF样品，涵盖四大主产区：河南西峡（CFA，n=10）、陕西佛坪（CFB，n=7）、浙江淳安（CFC，n=6）和山西阳城（CFD，n=4），均为成熟干燥果肉。该研究整合超高效液相色谱-串联质谱（UHPLC-MS/MS）化学谱分析、电子舌（E-tongue）味觉指纹、人体感官评价、分子对接（molecular docking）及多种化学计量学方法，对CF酸味与涩味相关化合物进行系统筛选。结果表明，苹果酸（malic acid）相关成分是酸味的候选标志物，没食子酰基鞣质（galloylated tannins）与涩味及苦味响应密切关联。研究为CF风味导向的质量评价提供了候选标志物，并为后续味觉机制验证奠定了数据基础。

在关键技术方法上，研究人员首先采用UHPLC-MS/MS对70%甲醇提取的CF样品进行化学成分定性定量分析，并结合电子舌传感器系统（SA402B）获取味觉响应数据；同时招募20名健康受试者进行人体感官评价，使用酸味受体OTOP1、PKD2L1等及涩味模型蛋白β-酪蛋白（β-casein）开展分子对接模拟。数据整合采用主成分分析（PCA）、偏最小二乘判别分析（PLS-DA）、偏最小二乘回归（PLSR）和Pearson相关分析等方法。

### 3.1 有机酸与鞣质相关成分的注释与表征

研究人员通过总结已知有机酸和鞣质的特征碎片离子，结合全扫描和MS/MS数据，共鉴定出82个成分，包括52种有机酸、28个鞣质相关成分和2个未分类特征物。层次聚类分析显示，CFC组富集鞣质类代谢簇，CFA和CFD组则以有机酸主导簇为主，表明产区间化学组成存在明显差异。

### 3.2 山茱萸酸味与涩味相关化学成分的多变量统计分析

PCA分析显示，前两个主成分解释54.7%的总方差，CFA与CFB部分重叠，CFC与CFD分离更明显。PLS-DA模型进一步改善了组间分离，模型R2=0.89、Q2=0.67，100次置换检验确认模型无过拟合，证实四个产区的有机酸和鞣质谱差异显著。

### 3.3 12种标准品确认成分的含量测定

定量分析显示，CFC组酒石酸、柠檬酸和莽草酸含量显著高于其他三组，而咖啡酸、咖啡酰酒石酸和对香豆酸含量显著较低。总有机酸测定也证实CFC组整体有机酸水平最高，说明高丰度有机酸构成了CFC样品的酸性化学背景。

### 3.4 山茱萸风味的感官定量描述分析

#### 3.4.1 人体感官评价

人体感官评价显示，CFC组酸味得分最高（8.02±0.60），CFA和CFB组涩味较强（分别为7.02±0.57和7.01±0.60），CFC组苦味更突出。感官结果与电子舌酸味响应高度一致（p<0.001），而涩味和苦味相关性中等（p<0.05），说明电子舌不能完全替代人体对涩味和苦味的感知。

#### 3.4.2 电子舌味觉分析

电子舌检测显示，27批样品酸味值范围1.18–7.78，涩味值范围?2.95–0.19。Ward聚类分析将样品分为三簇，CFC组明显分离。雷达图显示，CFA和CFB组以涩味为特征且酸度较低，CFC和CFD组酸度明显较高，CFC组苦味值高而涩味和涩味回味较低，表明味觉谱可有效区分不同产地的CF样品。

### 3.5 化学谱与电子舌响应的整合分析

Pearson相关分析显示，酸味与苹果酸及其衍生物、乳酸和奎宁酸葡萄糖苷呈正相关；苦味与涩味回味（aftertaste-B）与多种没食子酰基化合物正相关；涩味与3-O-没食子酰基葡萄糖和对香豆酸正相关，但与1-O,7-O-二没食子酰基葡萄糖负相关。PLSR模型中，酸味模型预测性能最佳（R2=0.945，RMSE=0.293），苦味模型R2=0.820，涩味模型R2=0.597，说明目前化学变量仅能部分解释涩味相关响应。

### 3.6 酸味和涩味相关成分的分子对接分析

对接结果显示，反式乌头酸、苹果酸葡萄糖苷等酸味相关化合物与OTOP1、PKD1L2和PKD2L1酸味受体具有较好的结合能；没食子酰基化合物与苦味相关受体亦表现出有利对接。涩味相关化合物与β-酪蛋白的对接仅作为多酚-蛋白相互作用的模型参考，不能直接作为感官证据。

### 3.7 70%甲醇与分析用水提取体系的交叉一致性

交叉提取分析显示，70%甲醇与分析用水提取体系的整体相关性中等（r=0.308，置换检验P<0.001），有机酸类相关系数0.343、鞣质类0.266；其中61个（77.2%）分析物呈正相关，24个在FDR校正后仍显著。苹果酸、富马酸、酒石酸、咖啡酸、没食子酸和赤藓酮糖没食子酸酯的一致性较强（r=0.683–0.929，q<0.001），支持70%甲醇作为探索性化学筛选提取溶剂的可行性。

讨论部分指出，不同味觉属性的模型预测稳健性差异较大：酸味可被高精度预测，涩味和酸味回味模型性能有限。涩味作为一种复杂的口腔感觉，受鞣质聚合度、唾液蛋白相互作用、口腔润滑和个体差异等多种因素影响。此外，82个化合物的注释置信度不一，部分没食子酰基衍生物仍需标准品或正交结构方法确认。相关分析和PLSR基于70%甲醇提取物，具有基质依赖性和假说生成性质，需要通过重组实验、缺失实验、阈值实验和唾液蛋白结合实验进行因果验证。

研究结论可翻译为：本研究整合人体感官评价、电子舌指纹图谱、化学谱分析、化学计量学分析与分子对接，筛选了与山茱萸酸味和涩味特征相关的候选化合物。苹果酸相关成分与酸味相关响应、没食子酰基鞣质与涩味或苦味相关响应分别表现出探索性关联。交叉提取分析显示70%甲醇与分析用水提取物间存在中等且依赖分析物的相关性（r=0.308），苹果酸、酒石酸、富马酸、没食子酸、咖啡酸和赤藓酮糖没食子酸酯的一致性更强（r=0.683–0.929，q<0.001）。由于相关分析和PLSR分析基于70%甲醇提取物，这些关联仍具有基质依赖性且属于假说生成性质，需要通过进一步的基质匹配感官验证。该研究为CF风味导向的质量评价提供了候选标志物，并为味觉机制的深入验证奠定了方法学基础。