《Journal of Agriculture and Food Research》：Metabolite dynamics and objective sensory responses during ripening determine flavor preference of ‘Shenqiuhong’ sea buckthorn juice: Implications for optimal harvest
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沙棘（Hippophae rhamnoides L. cv. Shenqiuhong）是一种特色经济水果，广泛种植于中国西北地区，新疆为核心产区。然而，其强烈的酸涩味严重限制了消费者接受度和市场拓展。确定最佳采收期对平衡风味品质和工业利用至关重要，但针对主导品
沙棘（Hippophae rhamnoides L. cv. Shenqiuhong）是一种特色经济水果，广泛种植于中国西北地区，新疆为核心产区。然而，其强烈的酸涩味严重限制了消费者接受度和市场拓展。确定最佳采收期对平衡风味品质和工业利用至关重要，但针对主导品种‘深秋红’的成熟依赖性代谢与感官偏好之间关系的系统性研究仍不充分。在本研究中，研究人员整合了靶向HPLC（高效液相色谱）分析可溶性糖、有机酸和游离氨基酸，结合电子舌分析、基于FaceReader的面部表情量化以及模糊综合评价，以表征五个采收阶段（8月至12月）的风味驱动因素。在成熟过程中，葡萄糖和果糖分别增加了3.70倍和1.50倍，而苹果酸和奎宁酸分别下降了0.75倍和2.35倍，导致糖酸比提升了69%。PLS-DA（偏最小二乘判别分析）识别出十个关键判别性代谢物，其中糖类和甜味氨基酸与甜味感知、积极情绪反应和总体喜好度呈正相关，而有机酸与酸味、涩味及负面感官/情绪反应密切相关。11月采收的果汁表现出酸甜平衡、最高强度的积极情绪和最佳的总体消费者偏好。这一整合的化学-感官框架阐明了风味偏好的代谢基础，并为新疆‘深秋红’沙棘提供了实用的采收指导，支持高酸果汁系统的品质控制和产品开发。
**论文解读文章：基于代谢物动态与感官响应的‘深秋红’沙棘汁风味偏好研究**
**1. 研究背景与问题**
沙棘（*Hippophae rhamnoides* L.）是中国西北地区重要的经济和生态果树，新疆是主产区，其中‘深秋红’品种因产量高、适应性强和营养丰富而广泛种植。然而，其果汁因强烈的酸涩味严重限制了消费者接受度和市场推广，这一感官缺陷源于果实固有化学组成——高有机酸和酚类化合物与低甜度并存。平衡风味品质成为栽培、采收和深加工的核心挑战。果实风味感知受成熟期间代谢物动态的严格调控，采收期是决定感官品质和消费者偏好的关键因素。对于高酸水果（如沙棘），糖积累、酸降解或相关代谢物的细微变化即可引发味觉感知和消费者反应的显著变化。尽管已有研究报道了沙棘果实发育过程中化学成分的变化，但这些变化如何转化为感官感知和消费者偏好仍不明确，尤其是针对中国主导品种‘深秋红’，缺乏从化学-感官整合视角的系统研究。因此，开展此项研究旨在阐明不同采收期下代谢物组成与风味偏好之间的关联，为确定最佳采收期和品质控制提供科学依据。
**2. 研究内容与结论**
研究人员系统分析了‘深秋红’沙棘果汁在五个采收阶段（8月至12月）中主要滋味代谢物（可溶性糖、有机酸和游离氨基酸）的动态变化，并结合电子舌分析、基于FaceReader的面部表情量化以及模糊综合评价，建立了代谢物与多维感官响应之间的关联模型。研究得出以下主要结论：随着成熟度增加，葡萄糖和果糖浓度显著升高（分别增加3.70倍和1.50倍），苹果酸和奎宁酸浓度显著下降（分别降低0.75倍和2.35倍），导致糖酸比提升69%，酸甜平衡得到改善。甜味氨基酸（如脯氨酸、苏氨酸等）与消费者积极情绪和总体喜好度呈正相关，而有机酸（尤其是苹果酸和奎宁酸）与酸味、涩味及负面情绪反应密切相关。综合所有指标，11月采收的果汁表现出最佳的酸甜平衡、最高强度的积极情绪和最高的消费者接受度，被确定为最佳采收期。该研究为新疆‘深秋红’沙棘的采收时机提供了实践指导，并建立了一套适用于高酸果汁系统的整合化学-感官评价策略。论文发表在《Journal of Agriculture and Food Research》。
**3. 关键技术方法**
本研究采用以下主要关键技术方法：（1）靶向高效液相色谱（HPLC）分析：分别测定可溶性糖（葡萄糖、果糖、蔗糖）、8种有机酸（苹果酸、奎宁酸、琥珀酸等）和7种游离氨基酸（天冬酰胺、脯氨酸、苏氨酸等）的含量；（2）电子舌分析：利用Astree II/LS16系统（法国Alpha MOS）配备5个电位传感器（分别对应酸味、甜味、苦味、咸味、鲜味）进行客观味觉表征；（3）FaceReader面部表情分析（Noldus Information Technology, version 7.1）：在受控光照条件下，30名经过培训的感官评价员（18-25岁，男女比例1:1）品尝果汁时，记录并量化其面部表情，提取8种基本情绪状态（中性、喜悦、悲伤、愤怒、惊讶、恐惧、厌恶、轻蔑）的强度；（4）模糊感官评价：采用模糊数学模型，30名评价员对香气、色泽、甜味、酸味、苦味、涩味和总体喜好度进行五级评分，计算综合感官得分；（5）偏最小二乘判别分析（PLS-DA）：利用SIMCA 14.1软件对理化指标和代谢物数据进行建模，识别关键判别性代谢物。样本来源：沙棘果实采自新疆阿勒泰市布尔津县商业果园（87°1′14.300″ E, 47°36′6.426″ N，海拔475 m），从8月至12月每月20日采集，共5个采收阶段。
**4. 研究结果**
**4.1. 不同采收期可溶性固形物含量（SSC）和糖组分的变化**
通过HPLC分析，SSC从8月9.57%增至12月14.73%（增加50%），还原糖从29.27 mg/g增至55.63 mg/g（增加90%）。葡萄糖和果糖为主要糖分，分别增加3.70倍和1.50倍；蔗糖含量较低且呈单峰模式（10月峰值）。结果表明，晚采收果实因内在成熟和新疆昼夜温差大，促进了糖分积累，为平衡酸度提供了物质基础。
**4.2. 不同采收期可滴定酸度（TA）、有机酸、pH和糖酸比的变化**
TA逐渐降低；苹果酸和奎宁酸显著下降（分别降低0.75倍和2.35倍，11月最低），琥珀酸和柠檬酸呈单峰趋势（10月峰值），酒石酸和抗坏血酸也显著下降。pH在11月达到最大值3.03，糖酸比（SSC/TA）从8月5.13升至12月8.69（增加69%）。这些代谢物变化降低了整体酸度，改善了酸甜平衡。
**4.3. 不同采收期氨基酸的变化**
HPLC定量了7种氨基酸（6种甜味、1种酸味）。总氨基酸含量波动上升，12月较8月增加33%。天冬酰胺总体增加（12月较8月增加14%），脯氨酸、丝氨酸和丙氨酸呈单峰模式（9-10月峰值，分别增加6.70倍、0.20倍、0.25倍），苏氨酸、组氨酸和甘氨酸持续增加（12月较8月分别增加1.43倍、0.62倍、0.60倍）。甜味氨基酸的积累与晚采收果实风味改善一致。
**4.4. 不同采收期滋味相关代谢物的PLS-DA分析**
PLS-DA模型（R2X=0.955, R2Y=0.975, Q2=0.95）显示不同采收期样本在得分图中明显分离。200次置换检验验证模型有效。VIP>1的10个关键判别性代谢物为：葡萄糖、果糖、苹果酸、奎宁酸、琥珀酸、柠檬酸、酒石酸、天冬酰胺、苏氨酸和脯氨酸。早期果实富含苹果酸和奎宁酸（酸涩味），晚期果实积累葡萄糖、果糖、脯氨酸和苏氨酸（甜味增强）。
**4.5. 基于采收期的多变量检验及主体间效应检验**
全因子多变量方差分析（MANOVA）显示，采收期对23个因变量（SSC、还原糖、葡萄糖等）的联合分布有极显著影响（F=5.012, P=0.001, Partial η2=0.926）。除TA外，其余变量均受采收期极显著影响（P<0.01）。
**4.6. 不同采收期的电子舌分析**
电子舌传感器响应显示，酸味信号在早期最高，随成熟度降低；甜味信号在中期至晚期达最大；苦味、咸味和鲜味变化较小。相关性分析表明，甜味传感器与葡萄糖、果糖、SSC强正相关，酸味传感器与苹果酸、奎宁酸强正相关。电子舌有效捕捉了味觉转变。
**4.7. 不同采收期的FaceReader分析**
FaceReader面部表情分析显示，早期果汁引发更强负面情绪（厌恶、愤怒、悲伤），晚期果汁积极情绪（喜悦、惊讶）显著增加，11月样本情绪平衡最佳。吞咽后积极情绪增强，负面情绪减弱。相关性分析证实，积极情绪与葡萄糖、果糖和甜味氨基酸正相关，负面情绪与有机酸正相关。
**4.8. 不同采收期的模糊感官评价**
模糊综合评价中，甜味和酸味权重最高，主导总体喜好度。中期（11月）果汁综合得分最高，体现最佳感官平衡；早期样品因酸度过高得分低；晚期样品虽糖酸比高，但偏好略降，可能因过熟异味。总体偏好与电子舌、FaceReader结果高度一致。
**4.9. 研究局限性**
本研究仅定量了主要滋味代谢物（可溶性糖、8种有机酸、7种游离氨基酸），未检测导致涩味和苦味的多酚类物质（酚类、单宁、黄酮），因此PLS-DA模型和化学-感官关联模型仅能解释糖-酸-甜氨基酸系统调控的酸甜偏好，而非完整风味网络。此外，单年采样（8-12月）伴随季节环境波动（积温、昼夜温差、霜冻、降水），未进行实时气象监测和协变量校正，因此代谢物动态变化是果实成熟与环境因素共同作用的结果。未来需整合多酚定量、多年多地点采样和设施控制实验以验证结论。
**5. 结论**
本研究系统表征了‘深秋红’沙棘果汁在五个采收阶段中主要滋味相关代谢物（可溶性糖、有机酸和游离氨基酸）的动态变化，并将这些化合物与多维客观感官响应和消费者酸甜偏好关联起来。在成熟过程中，葡萄糖和果糖显著增加，结合苹果酸和奎宁酸的减少，提高了糖酸比并改善了酸甜平衡。甜味氨基酸与消费者积极情绪和总体喜好度正相关，而有机酸驱动酸味和负面感官反馈。仅基于主要代谢物分析，11月被确定为具有平衡酸甜口感、最强积极情绪强度和最高消费者接受度的最佳采收期。需要强调的是，该框架仅解释由糖-酸-甜氨基酸系统调控的酸甜风味偏好；导致涩味和苦味的多酚类物质未在本试验中定量，因此结论不能推广至沙棘的完整风味代谢网络。这些发现为新疆‘深秋红’沙棘栽培提供了针对性的采收指导，并建立了一套评价高酸果汁酸甜品质的整合分析策略。本工作有两项主要局限：第一，未测定多酚化合物；第二，单年采样且无气象监测，无法区分成熟与环境效应。未来多年多点和设施控制试验将区分成熟与环境影响，补充多酚定量，探索基因型×环境互作，并开发关键初级风味代谢物的快速检测技术。
