从甜到酸：新鲜石榴汁的理化性质、酚类化合物和挥发性物质

《Applied Sciences》：From Sweet to Sour: Physicochemical Properties, Phenolic Compounds and Volatiles of Fresh Pomegranate Juices

　　

石榴汁是生物活性化合物的丰富来源，而其品质和感官特性受糖与有机酸之间平衡的影响。本研究通过检测甜味、酸味和甜酸混合石榴汁的理化性质、颜色特性、酚类含量和挥发性成分，对这些果汁进行了比较评估。总酚类物质、花色苷和单宁采用分光光度法测定，单个酚类物质采用高效液相色谱-紫外/可见检测法（HPLC-UV/VIS）测定，挥发性化合物采用固相微萃取-气相色谱/质谱联用法（SPME-GC/MS）鉴定。在所有测定的理化和生物活性参数中，不同果汁类型之间均观察到显著差异（p < 0.05）。甜味果汁的可溶性固形物与可滴定酸度比（TSS/TA = 20.15）最高，单宁含量最低（6.71 mg KE/L）。酸味果汁的酸度（2.28%）和单宁浓度（39.64 mg KE/L）最高，同时L*和a*值较低。甜酸混合果汁的TSS/TA比（10.50）较为平衡，L*、a*和b*值更高。此外，该果汁的总酚类物质含量最高（363.4 mg GAE/L，分别比酸味和甜味果汁高10%和12%），花色苷含量也最高（342.05 mg C3G/L，分别比甜味和酸味果汁高25%和65%）。挥发性成分以(Z)-3-己烯-1-醇和1-己醇为主。主成分分析解释了91.9%的总方差，并根据酸度、糖平衡和生物活性组成清晰地区分了样品。这些结果凸显了果汁混合在增强化学成分和功能特性方面的潜力。

石榴汁富含酚类化合物（如酚酸、黄酮类、单宁和花色苷），具有抗氧化活性及减少心血管疾病、癌症和代谢紊乱风险的潜在健康益处。其品质和感官特性受糖与有机酸之间平衡的显著影响。尽管已有研究报道了广泛栽培品种（如Wonderful或Mollar）的理化特性，但对当地品种的酚类和挥发性成分仍缺乏全面认知。克罗地亚当地品种的理化性质变异已被记录，但将不同风味品种混合以优化果汁品质的潜力尚未被探索。为此，研究人员在《Applied Sciences》上发表了这项研究，旨在通过比较甜味、酸味和甜酸混合石榴汁的理化特性、颜色参数、酚类组成及挥发性成分，评估混合策略对果汁功能性品质的调控作用。

研究人员从克罗地亚东部亚得里亚海沿岸的传统品种中制备三种果汁类型：甜味果汁（由‘Barski slatki’、‘Sladun’和‘Slatki tankokora?’三个品种等体积混合）、酸味果汁（由‘Pastun’和‘Zamorac’两个品种混合）以及甜酸混合果汁（由全部五个品种等体积混合）。样品来源于克罗地亚斯普利特的地中海水果物种基因库。主要技术方法包括：分光光度法测定总酚（Folin-Ciocalteu法，以没食子酸当量GAE表示）、总花色苷（pH differential法，以矢车菊素-3-葡萄糖苷C3G表示）和总单宁（香草醛-HCl法，以儿茶素当量KE表示）；高效液相色谱-紫外/可见检测（HPLC-UV/VIS）分析单体酚酸和花色苷，使用C18反相柱梯度洗脱；固相微萃取-气相色谱/质谱（SPME-GC/MS）鉴定挥发性化合物，采用DVB/CAR/PDMS纤维在40°C平衡30分钟；颜色参数采用CIELAB系统测量L*、a*、b*、C*和h°。所有分析进行三次重复（挥发性分析两次），数据通过单因素方差分析及Tukey事后检验（p < 0.05）进行显著性分析，并应用主成分分析（PCA）和Pearson相关热图进行多变量分析。

**3.1 理化性质**
通过测定可溶性固形物（TSS）、可滴定酸度（TA）及TSS/TA比值，研究人员发现三种果汁的理化参数均存在显著差异（p < 0.05）。酸味果汁的TSS最高（18.63 °Brix），但TA也最高（2.28%），导致TSS/TA比值最低（8.16）；甜味果汁的TSS最低（17.57 °Brix），TA最低（0.87%），TSS/TA比值最高（20.15）；甜酸混合果汁的TSS/TA比值为10.50，介于两者之间。这些结果表明，糖酸平衡是区分果汁风味特征的关键指标，且与品种密切关联。

**3.2 酚类化合物**
通过分光光度法测定总酚（TP）、总花色苷（TAnts）和总单宁（TT），并结合HPLC分析单体酚酸和花色苷，研究人员发现甜酸混合果汁的TP（363.37 mg GAE/L）和TAnts（342.05 mg C3G/L）均为最高，分别比酸味和甜味果汁高10%–65%。酸味果汁的TAnts最低（117.56 mg C3G/L），但TT最高（39.64 mg KE/L），而甜味果汁的TT最低（6.71 mg KE/L）。HPLC分析显示，所有样品中矢车菊素-3-葡萄糖苷和矢车菊素-3,5-二葡萄糖苷是主要花色苷，甜酸混合果汁浓度最高；酚酸中没食子酸和咖啡酸占主导，甜酸混合果汁同样浓度最高。这些结果说明，品种特异性代谢途径在酚类分布中起主导作用，而混合果汁的组成并非简单算术平均，受品种比例、pH及辅色效应等因素影响。

**3.3 颜色特性**
通过CIELAB颜色参数测量，研究人员发现甜味果汁的a*值最高（更红），酸味果汁的b*值最高（更黄），甜酸混合果汁的a*和b*值居中。L*值（21.42–22.00）与文献报道的意大利品种相当。颜色差异不仅与总花色苷含量有关，还受花色苷组成（如天竺葵素衍生物比例）的影响，酸味果汁中较高的b*值可能源于其更丰富的橙红色调色素。

**3.4 挥发性化合物**
通过SPME-GC/MS定性分析，研究人员发现所有果汁的挥发性成分以C6化合物为主，1-己醇是含量最高的物质（甜味果汁中达58.81%），其次是(Z)-3-己烯-1-醇（19.28%–25.66%），这些化合物赋予绿色清新的香气。酸味果汁和甜酸混合果汁的萜烯类物质（如α-松油醇约13%）和水杨酸甲酯（酸味果汁中11.95%）含量更高，后者可能与酸味品种的尖锐香气特征相关。未检测到糠醛类物质，表明未受热加工处理，保持了天然风味。

**3.5 多变量和相关性分析**
通过PCA（主成分分析）和Pearson相关热图，研究人员发现前两个主成分解释了91.9%的总方差，酸味果汁与TA、b*和TSS向量聚类，甜酸混合果汁与TP和TAnts向量聚类，甜味果汁主要沿L*方向分离。相关热图显示两个簇：花色苷二葡萄糖苷衍生物与总花色苷强正相关，而总酚、单体酚酸和花色苷形成另一簇，两者呈负相关，反映了品种间苯丙烷类前体在不同生物合成途径中的分配差异。这些分析证实了果汁类型主要由品种特异性酚类组成决定，支持混合策略用于调控果汁品质。

讨论部分指出，本研究聚焦于组成参数（营养与功能性品质），未直接评估消费者感知和感官接受度。未来研究应结合感官评价小组和消费者测试，以明确感官特性与功能价值对偏好的相对贡献。

研究结论翻译如下：本研究显示，甜味、酸味和甜酸混合石榴汁在理化特性、生物活性组成、颜色参数和挥发性成分上存在显著差异。观察到的差异证实了品种类型在决定果汁品质中的关键作用，尤其是通过可溶性固形物与酸度的平衡、生物活性酚类化合物和花色苷的积累，以及由此产生的颜色和香气属性。在所分析的样品中，甜酸混合果汁在生物活性组成和理化性质方面表现出最均衡的整体特征，使其特别适用于功能性饮料应用。研究结果表明，混合来自不同风味品种的果汁可能是生产具有改善功能价值、感官特性和理想品质属性的石榴饮料的有效策略。未来研究应包含更广泛的品种范围和感官评价小组，以进一步确认和扩展本研究的结果。