引言
Prunus mume(韩语称为"??",即梅子)在东亚地区被广泛食用,包括韩国、中国和日本(Bailly, 2020)。P. mume果实富含各种功能性化合物,尤其是酚类化合物(Chen et al., 2023; Mitani et al., 2013)。P. mume果实中各种功能性成分的抗氧化活性提供了多种健康益处,如维持葡萄糖稳态、减轻炎症以及降低高血压和糖尿病的风险(Jo et al., 2023; Pan et al., 2016; Shin et al., 2013)。
然而,P. mume果实的种子中含有氰化物,这是一种高毒性化合物。氰化物是含有氰基的化合物的统称。游离氰化物是指氢氰酸(HCN)和氰离子(CN?)的总和,它们是毒性最强的形态。氰离子(CN?)可与细胞色素氧化酶中的三价铁离子(Fe3+)结合,从而抑制细胞呼吸(Bhattacharya & Flora, 2009)。
在植物中,如核果类水果,包括P. mume,氰化物主要以氰苷的形式存在。苦杏仁苷(D-苦杏仁腈6-O-β-D-葡萄糖苷基-β-D-葡萄糖苷)和苦杏仁酸苷(D-苦杏仁腈6-O-β-D-葡萄糖苷)是P. mume果实中主要的氰苷(Kim et al., 2005)。苦杏仁苷和苦杏仁酸苷分别含有两个和一个葡萄糖单位与它们的苷元苦杏仁腈结合。一般来说,氰苷本身毒性不高。然而,当外界物理力破坏果实组织时(如咀嚼吞咽),果实中存在的β-葡萄糖苷酶会酶解氰苷生成苦杏仁腈(Rodríguez Madrera & Suárez Valles, 2021),苦杏仁腈会自发分解形成苯甲醛和游离氰化物,后者具有高度毒性(Jaszczak-Wilke et al., 2021)。
在P. mume衍生的各种食品中,梅糖浆(韩语称为"???")是一种传统且被广泛消费的产品。它通过将整颗新鲜果实与糖混合后,经历长时间的糖渍阶段来生产。在此阶段,渗透压促进水分、有机酸和植物化学物质从果实基质转移到糖浆中。糖渍过程通常持续3–4个月,之后取出果实,滤液再经过至少六个月的陈化期(Ramalingam et al., 2022)。陈化过程稳定了P. mume梅糖浆的理化性质,并有助于其风味、香气和生物活性化合物谱的形成(Mun et al., 2019)。最终产品通常用作饮料基底或天然甜味剂(Bae et al., 2023)。与大多数核果在去核后加工不同,P. mume梅糖浆通常以完整的种子制备,这使得氰苷化合物能够迁移到糖浆中。因此,尽管保留了理想的感官和功能特性,P. mume梅糖浆可能仍然是膳食氰化物暴露的一个潜在来源(Park et al., 2020)。
鉴于P. mume果实在东亚地区被广泛消费,尤其是对于梅糖浆产品,合理监管其氰化物含量对于确保食品安全至关重要。考虑到氰化物暴露的潜在健康风险,多个监管机构已制定了食品和饮用水中氰化物水平的最大允许限值。例如,日本厚生劳动省(2017)对含有P. mume、亚麻籽、杏、桃和枇杷等种子的食品设定了氰化物最大限值为10 mg CN? 当量/kg。欧盟委员会(2008)将牛轧糖中的氢氰酸水平限定为50 mg/kg,罐装核果中限定为5 mg/kg,酒精饮料中限定为35 mg/kg。木薯基产品的氰化物含量也受到食品法典委员会的监管(FAO和WHO, 2022)。美国和加拿大两国均将饮用水中总氰化物的监管限值设定为0.2 mg/L(美国环境保护署(US EPA), 2020; 加拿大卫生部, 2008)。
尽管已建立了食品中氰化物的国际监管指南,但专门针对P. mume梅糖浆中氰化物降低的研究有限。已对包括浸泡、研磨、煮沸和超声波处理在内的各种加工方法进行了研究,用于降低木薯、亚麻籽和苦杏仁等含氰食品中的氰化物(Li et al., 2011; Wu et al., 2008; Yang et al., 2008; Zhang et al., 2019)。例如,挤压和沸水处理可有效降低亚麻籽中的氰化物水平(Wu et al., 2008; Yang et al., 2008),而超声波处理则被证明对亚麻籽和苦杏仁的氰化物降低具有快速高效的特性(Li et al., 2011; Zhang et al., 2019)。
然而,不能假定这些加工方法可以直接适用于P. mume果实,因为其基质组成与之前研究的材料有显著差异。与木薯富含淀粉的基质或亚麻籽和杏仁富含脂质的基质不同,P. mume果实呈现出高水分、果肉为主的结构,富含有机酸和酚类化合物(Gong et al., 2021; Mitani et al., 2018)。这些特性可能会改变超声波处理期间的空化行为、组织破坏和内在酶活性(Prempeh et al., 2025; Wang et al., 2018)。
大多数关于P. mume梅糖浆的研究侧重于监测氰苷化合物、优化配方变量以及在糖渍后管理氰化物水平。尽管对P. mume原料果实进行预处理可能影响后续陈化过程中氰苷化合物的释放、降解和转化,但对此关注的很少。关于果实预处理对多种氰化物相关化合物(包括氰苷、苦杏仁腈和游离氰化物)在长期陈化期间动态变化的影响知之甚少。因此,本研究探讨了在糖渍前对P. mume原料果实进行超声波处理和浸泡是否能改变氰化物相关化合物谱并在梅糖浆陈化期间改善氰化物降低效果。
本研究旨在评估在糖渍前进行的浸泡(24、48和72小时)和超声波处理(30分钟)对P. mume梅糖浆在糖渍及后续陈化阶段氰化物水平的影响。采用超高效液相色谱联用电喷雾电离三重四极杆质谱(UHPLC–(ESI)–QqQ–MS/MS)定量测定了氰化物相关化合物,包括苦杏仁苷、苦杏仁酸苷、苦杏仁腈和游离氰化物。同时评估了热处理——即P. mume梅糖浆商业生产中的常见做法——在降低氰化物含量方面的有效性。此外,还检测了β-葡萄糖苷酶活性和功能性质量参数——特别是总酚含量(TPC)和2,2-二苯基-1-苦基肼基自由基(DPPH)清除活性——以考察这些处理对糖浆营养和抗氧化特性的影响。
Hyunjun Lee|Jonghyub Park|Kwang-Won Lee|Young-Kyoung Kim|Hyang Sook Chun|Hyun-Seok Kim|Jihyun Lee