《Journal of Food Composition and Analysis》：1H NMR-Based Metabolomic Profiling and Chemometric Discrimination of Authentic and Adulterated Brazilian Grape Juices
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葡萄汁在巴西及全球广泛消费，但其真实性控制与掺假检测仍具挑战。研究人员考察了巴西南部葡萄汁的代谢组学组成，并评估了基于1H核磁共振（1H Nuclear Magnetic Resonance，1H NMR）代谢组学检测苹果汁掺假的可行性。共分析65份样品，包括
葡萄汁在巴西及全球广泛消费，但其真实性控制与掺假检测仍具挑战。研究人员考察了巴西南部葡萄汁的代谢组学组成，并评估了基于1H核磁共振（1H Nuclear Magnetic Resonance，1H NMR）代谢组学检测苹果汁掺假的可行性。共分析65份样品，包括纯葡萄汁、苹果汁及商业果汁配方。于300 MHz NMR谱仪采集1H NMR谱并进行谱学与化学计量学处理。主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）、置换多元方差分析（Permutational Multivariate Analysis of Variance，PERMANOVA）与偏最小二乘判别分析（Partial Least Squares Discriminant Analysis，PLS-DA）支持了葡萄汁与苹果汁的区分。2.59 ppm处苹果酸为主要判别代谢物，关联苹果汁；碳水化合物相关信号主要与配方及加工效应相关。ANOVA（Analysis of Variance）结合Tukey事后检验（p < 0.05）验证了类别间显著差异。结果表明，1H NMR代谢组学联合化学计量学可提供快速、可重复、非破坏性的葡萄汁真伪与掺假检测方法，有望用于常规质量控制与食品真实性验证。
研究背景方面，葡萄（Vitis spp.）全球年产量约77.7百万吨，其中约33.3百万吨经工业加工，葡萄汁因感官特性与生物活性化合物成为研究热点。巴西以美国葡萄品种（Vitis labrusca）及Embrapa杂交种为主产高附加值葡萄汁，但面临加糖、兑自来水、掺低价苹果汁等欺诈风险。现有真实性控制方法有限，基于1H核磁共振（1H NMR）代谢组学结合化学计量学在果汁认证中具潜力，然而针对巴西葡萄汁、商业配方异质性与苹果源掺假的系统研究仍稀缺，故研究人员开展此项工作。该研究发表于《Journal of Food Composition and Analysis》，旨在建立最小前处理1H NMR指纹结合多变量统计的鉴别流程，为果汁行业与监管监测提供方法学支撑。
关键技术方法上，研究人员构建65份样品队列：22份巴西南部市场商业果汁（整汁、花蜜、复原饮，编号JB 1–22）与43份南里奥格兰德州产区直采纯葡萄汁（2019–2022年多个品种，编号AP 23–65），另含3份苹果汁、2份葡萄-苹果、1份葡萄-蓝莓配方。样品4 °C保存，取20 μL加500 μL氘代水（D2O）超声20秒，无提取衍生化；于Bruker 300.13 MHz、298 K采1H谱（zgpr水饱和压制，残水HDO定标4.69 ppm），三复孔。谱学处理在NMRProcFlow对齐、剔除4.50–5.10 ppm残水区、0.2 ppm分箱得65×292矩阵，总和平缩放（Total Sum Scaling，TSS）与Pareto标度化；R环境下行PCA、PLS-DA（含7折交叉验证与200次置换）、PERMANOVA（Bray–Curtis距离，999置换）、双向ANOVA及Tukey HSD。
研究结果部分，3.1节核磁共振谱表征与代谢物指认中，研究人员通过化学位移对照数据库指认葡萄汁中α/β-葡萄糖、果糖、蔗糖、酒石酸、苹果酸、柠檬酸、丙氨酸与乙醇等，明确有机酸与碳水化合物构成主要共振，为后续判别提供指纹基础。3.2节果汁样品主成分分析中，PERMANOVA显示果汁类型与品种整体效应显著（F=2.508，p=0.001，R2=0.455）；PCA无监督得分图沿PC1（36.3%方差）清晰分离葡萄与苹果基质，载荷图表明2.59 ppm苹果酸与碳水信号主导分离，苹果基质富苹果酸、葡萄基质富酒石酸，纯葡萄汁跨品种年份聚紧凑簇。3.3节精制PCA判别商业配方中，剔除纯苹果汁后，葡萄-苹果混合样偏离纯葡萄簇，甜化与花蜜样因糖组成分散更宽，证明配方与加工效应强于品种效应。3.4节PLS-DA建模与变量重要性分析中，VIP>1变量为2.59 ppm苹果酸及3.40–5.30 ppm碳水区；单潜变量模型R2X(cum)=0.143、R2Y(cum)=0.148、Q2(cum)=0.110，置换检验p=0.005，表明非随机分类。3.5节选定生物标记物单变量评价中，双向ANOVA（p<0.05）结合Tukey检验确认2.59 ppm苹果酸在葡萄vs葡萄-苹果间差异显著（p=0.034），4.01 ppm果糖区分葡萄vs甜化（p=0.041），5.27 ppm蔗糖区分葡萄vs花蜜（p=0.049），3.85 ppm葡萄糖ANOVA显著但Tukey未达显著（p=0.058）；谱图直观显示苹果汁2.59 ppm尖峰、葡萄汁近无、花蜜蔗糖区增强。3.6节实践意义与局限中，研究人员指出加工条件可掩盖品种产地特征，本研究为方法学验证而非新生物标记发现，未做梯度掺假系列故不能给定量限，需后续跨产区与外部验证。
讨论总结方面，研究人员强调最小前处理1H NMR代谢组学以相对信号强度实现组成判别，苹果酸作苹果源掺假指示、碳水信号反映配方加工，比靶向HPLC（High Performance Liquid Chromatography）更快但需色谱质谱绝对定量互补；PCA探自然聚类、PLS-DA做有监督判别，未来可引入随机森林等算法但需大样本外验。结论部分翻译如下：本研究证明基于1H NMR代谢组学联合化学计量学是葡萄汁表征与认证的有效策略，该方法清晰区分纯葡萄汁与掺假/混合产品，苹果酸为苹果源掺假主要关联代谢物，碳水信号主要关联配方与加工效应，凸显工业实践对代谢变异的影响；结果进一步展示1H NMR代谢组学作为快速、可重复、指纹化、非破坏性平台在果饮真实性评估与质控中的潜力，虽需更广地理验证与定量掺假评估，未来还应考察外源蔗糖添加与水稀释等场景，该策略有望用于果汁行业常规分析与监管监测。
