《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：Pre-harvest treatments for flavour enhancement in plant cell cultures
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植物细胞培养技术可为多种工业领域生产高价值化合物。由于传统农业面临气候变化与粮食供应等挑战，以植物细胞作为食品原料的兴趣日益增长。生物反应器培养的细胞可提供高产品一致性且无需农药风险。尽管植物细胞培养具备较高营养价值，但其整体风味仍偏清淡。本研究针对北极覆盆子
植物细胞培养技术可为多种工业领域生产高价值化合物。由于传统农业面临气候变化与粮食供应等挑战，以植物细胞作为食品原料的兴趣日益增长。生物反应器培养的细胞可提供高产品一致性且无需农药风险。尽管植物细胞培养具备较高营养价值，但其整体风味仍偏清淡。本研究针对北极覆盆子（arctic bramble）、草莓与越橘（lingonberry）植物细胞培养体系，探究通过添加剂与温和加热诱导风味的方法。由训练有素评价小组进行感官气味轮廓分析，并对选定样品采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GC–MS）分析挥发性化合物。在七项实验中，0.25–0.50%（v/v）低剂量乙醇处理增强了果香、浆果香与甜香气味属性，短时暴露效果最强。北极覆盆子细胞表现出最显著的果香响应，而草莓细胞更多关联浆果样气味。40?°C温和加热在部分培养物中提升果香与甜香，但也带来坚果香调。乙醇及葡萄-蔓越莓汁等商业果汁使果香（0–15量表中平均提升2单位）、浆果香与甜香增强。挥发性分析鉴定出114种化合物；乙醇处理样品特别关联乙酸乙酯、乙醛与6-甲基-5-庚烯-2-酮，这些化合物与果香和甜香气味相关。低量乙醇可诱导植物细胞培养中理想风味，是一种具成本效益且安全的食品添加剂。此外，于部分被商业果汁替代的培养基中短期孵育亦具潜力。
研究背景方面，植物细胞培养技术自20世纪初建立，基于细胞全能性理论，已在制药、食品与化妆品领域用于生产高价值化合物。传统农业受全球气候变化、耕地减少与粮食供应压力影响，推动细胞农业作为增量方案受到关注。生物反应器培养的植物细胞不受季节地理限制，产品一致性高且无农药残留，已有研究表明浆果类植物细胞营养丰富，但整体风味偏淡，限制了其作为直接食用原料的接受度。因此研究人员开展本研究，旨在探明培养期内收获前处理能否诱导北极覆盆子、草莓与越橘细胞培养物产生更强烈的典型浆果与果香气味，并将感官属性与挥发性化学成分关联。
关键技术方法上，研究人员采用摇瓶培养三种浆果植物细胞系（草莓 Fragaria × ananassa、北极覆盆子 Rubus arcticus L.、越橘 Vaccinium vitis-ideae），在收获前施加六类处理，包括不同孵育温度与时间、甲基茉莉酸（MeJA）、D-果糖-1,6-二磷酸、低剂量乙醇（0.25–0.50% v/v）、商业果汁部分替换培养基（橙汁、葡萄-阿里亚-越橘汁、葡萄-蔓越莓汁）及组合处理；感官评价由VTT受训评价小组在ISO-8589实验室以0–15量表进行气味轮廓分析，样品置于棕色玻璃小瓶不品尝；挥发性分析选用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GC–MS），使用DVB/CAR/PDMS纤维，HP-Innowax柱，Agilent 6890/7890系列仪器；统计采用单因素/混合模型方差分析、Tukey HSD事后检验、主成分分析（PCA）与偏最小二乘回归（PLSR）。
研究结果部分，3.1节孵育条件效应（实验I）显示，温度是关联感官响应的最强变量，40?°C短时（6?h）孵育提升总气味、果香与甜香强度，培养龄与孵育时间在后续实验中固定。3.2节添加剂效应（实验II）表明，MeJA与D-果糖-1,6-二磷酸对风味提升有限，而0.25% v/v乙醇在北极覆盆子中显著提升总气味、果香、甜香，草莓细胞则偏浆果香，定性描述含桃、杏、香蕉；乙醇被选为最有效化学诱导剂。3.3节乙醇添加效应（实验III、IV）中，乙醇联合40?°C加热对越橘有轻微提升但不显著；北极覆盆子经0.25%与0.50%乙醇处理3?h后在总气味、果香、浆果香、甜香上差异显著，48?h反而无差异，浓度间无显著差，短时低温乙醇即足矣；冻融对照出现沼泽、硫、袜子等异味，说明细胞裂解致异味。3.4节果汁添加效应（实验V–VII）显示，橙汁与葡萄-阿里亚-越橘汁使细胞分别呈黄、红色并带谷物甜香或糖果香；实验VI分离细胞与培养基后发现50% v/v葡萄-蔓越莓汁处理下两者果香、浆果香、甜香均最高，细胞洗脱后仍保留香蕉样气味，证明风味可细胞内或表面结合；实验VII综合比较中，果汁添加细胞在果香、浆果香、甜香得分最高，室温1?h乙醇次之，40?°C加热引出坚果香且理想属性最低。3.5节挥发性分析表明，实验IV的PLSR中乙醇处理关联乙酸乙酯、乙醛；实验VII共鉴114种挥发物，果汁样品以酯类（乙酸乙酯、丙酸乙酯、苯甲酸甲酯）驱动PC1分离，非果汁样品模型中乙醇提升乙醇、乙偶姻（acetoin）、乙醛、乙酸乙酯含量；6-甲基-5-庚烯-2-酮与加热及乙醇相关；坚果香关联2-戊基呋喃等但阈值高，可能为多物浓度比结果；低剂量乙醇促酯化产果香，与文献中 cider 与奶酪体系一致。
讨论部分指出，化学诱导（乙醇、果汁）比物理参数影响更强，感官变化多组分无单挥发物可解释，短时低量乙醇减代谢负担且不损活性，两阶段生物工艺（生长与诱导分离）具潜力；果汁部分替换培养基既降成本又直接增香，细胞洗脱后留香利于下游加工。结论部分翻译为：所有实验中化学诱导（乙醇、果汁）对风味感知的影响强于物理孵育参数；感官效应可重复但多组分，无单一挥发物解释感知变化；短暴露与低剂量乙醇最小化代谢负担并避免对细胞活性的潜在负面影响；两阶段生物工艺中短暂诱导相与生长相解耦是潜在高产策略；乙醇添加可放大且食品级安全，易整合入食品级生物反应器；以果汁替换部分培养基可降低植物细胞培养基消耗并直接增强生物质感官；细胞在移除培养基后保留感官属性，表明果汁添加产生细胞内或表面结合风味物，对可食用生物质下游加工极有利。细胞农业中达到常规植物感官匹配是挑战，低剂量乙醇与短时果汁诱导能触发理想感官属性，证明风味生成可整合入生物工艺，将植物细胞培养从纯生物质输出转为增值风味或色泽配料，拓展细胞培养食品组合。
该研究发表于《Innovative Food Science》，意义在于为收获前物理-化学联合处理增强培养植物细胞风味提供系统证据，推动细胞农业食品从营养载体走向风味可接受的商品化原料。
