《Food Science & Nutrition》：Traditional and Innovative Processing of Georgian Myrobalan Plum (P. cerasifera Ehrh): Effects on Phytochemical Content
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本研究系统评估了乔治亚野生樱桃李（P. cerasifera Ehrh.，俗称tkemali）及其加工产品的植物化学组成。采用UPLC–PDA–MS等技术鉴定出34种酚类化合物，包括花青素、羟基肉桂酸、黄烷-3-醇和黄酮醇苷。研究发现，传统高温加工（如果酱、敞口锅浓缩）导致热敏性酚类和花青素严重降解（损失超90%），而创新低温技术（如冻干、旋转真空浓缩）可保留高达9倍的花青素和7倍的酚酸含量，显著提升产品营养与功能品质。果实富含钾元素，有机酸以苹果酸为主。该研究为将乔治亚tkemali作为文化产品和现代功能性食品配料的价值提升提供了科学依据。
摘要
本研究对乔治亚野生樱桃李（Prunus cerasiferaEhrh.，当地称为tkemali）及其传统与创新加工产品进行了全面的化学和功能表征。通过UPLC–PDA–MS和LC–ESI–MS等先进分析方法，共鉴定出34种酚类化合物，涵盖花青素、羟基肉桂酸、黄烷-3-醇和黄酮醇苷。花青素谱以基于矢车菊素的色素为主，特别是矢车菊素-3-O-芸香糖苷（Cy-rut）和矢车菊素-3-O-半乳糖苷（Cy-gal），并首次在该物种中初步检测到白藜芦醇。有机酸分析显示苹果酸是主要的酸味成分，贡献了果实特有的酸味和强缓冲能力。比较加工研究表明，传统高热方法（果酱、敞口锅浓缩）导致热不稳定酚类和花青素严重降解，损失超过90%，并显著降低了抗氧化能力。相比之下，冻干和旋转真空浓缩等创新低温技术保留了高达九倍的花青素和七倍的酚酸水平，增强了加工产品的营养和功能品质。该果实还表现出高钾含量，增强了其营养价值。这些发现凸显了P. cerasifera作为生物活性化合物丰富来源的潜力，并强调了非热加工方法在保持其植物化学完整性方面的潜力。该研究为将乔治亚tkemali作为文化产品和现代功能性食品配料的价值提升奠定了科学基础。
1 引言
全球对来自Prunus科的富含生物活性化合物的原材料及其制成的产品兴趣浓厚。近年来，Prunus cerasiferaEhrh. 品种引起了最大的研究兴趣。其果实中已鉴定出多种生物活性化合物，并研究了新选择形式的化学组成及其对果实风味特性的影响。在几个品种中，研究了果实成熟过程中碳水化合物、有机酸和其他化合物的含量。研究了酚类化合物、有机酸的定量含量，杂交品种的化学组成，P. cerasifera果皮中脂肪和脂肪酸的含量，以及获得生物柴油的可能性，和果实的抗氧化和抗菌活性。使用HPC-DAD/ESI-MS方法研究了P. cerasifera叶片中花青素的含量；鉴定了几种酚酸。所得制剂用于制备纳米制剂。对P. cerasifera树胶的研究表明，主要成分是阿拉伯糖和半乳糖。
P. cerasifera在乔治亚是一种广泛分布的植物。存在该植物的野生和栽培物种。在乔治亚的不同角落，人们根据不同的配方用P. cerasifera的果实制备各种产品：酱汁、tklapi、korao、果酱等。然而，在我们查阅的大量文献中，只有1981年发表的著作涉及生长在乔治亚的P. cerasifera果实及其形态多样性的研究。
尽管P. cerasifera及其果实衍生产品很受欢迎，但在乔治亚尚未有关于Prunus果实生物活性化合物及其产品化学组成的研究，也未研究加工过程中发生的变化。本研究旨在调查乔治亚野生和栽培生态型P. cerasifera的化学组成，并表征传统果实加工方法对关键生物活性化合物的稳定性和谱图的影响。
2 材料与方法
2.1 化学品与试剂
所有化学品、溶剂和试剂均为分析级或HPLC级，以确保实验结果的最高准确度和重现性。
2.2 植物材料
本研究的植物材料为野生樱桃李（P. cerasifera），当地称为Tkemali，属于蔷薇科。果实于2016年至2024年的采收季从乔治亚西部阿扎尔地区Khulo市的具体地理位置采集。为确保一致性和消费相关性，所有果实均在最佳消费成熟度时仔细采收。
2.3 样品制备
采集后，20公斤批次的新鲜植物材料立即运至实验室。果实经手工仔细分选以去除任何外来物质，确保仅保留健全、成熟的李子用于分析。为保存植物化学完整性和抑制酶降解，清洗后的样品迅速冷冻并储存在-20°C直至进一步处理。
2.4 加工方法
2.4.1 果汁提取：冷榨 vs. 热提取
初级果汁使用两种根本不同的方案从复合样品中提取，以评估热处理在初始阶段的影响。
冷榨法作为非热方案实施，旨在保护热敏化合物的天然状态。热提取法模拟了涉及热预处理的常见工业实践。
2.4.2 李子产品的制备
来自复合样品的果汁和果渣被进一步加工成一系列传统的乔治亚食品产品，每种产品均通过传统的高热方法和现代的低温替代方法制成。
包括Korao、Tklapi、果酱和Satsebeli的制备。
2.5 分析方法
2.5.1 酚类化合物的分离、鉴定和定量
使用UPLC–PDA–MS对P. cerasifera提取物进行全面的色谱分析，能够鉴定出28种非花青素酚类化合物。化合物鉴定基于质谱中特征碎片模式和加合物离子形成的评估，以及每个酚类特有的UV-Vis吸收最大值。
2.5.2 有机酸和碳水化合物的定量
使用两种不同的高效液相色谱系统对主要有机酸和碳水化合物进行定量。
2.5.3 阳离子的测定
使用专用的离子色谱系统定量测定李子汁中主要阳离子的浓度。
2.5.4 抗氧化活性的测定
使用DPPH自由基清除法评估抗氧化活性。
2.5.5 总黄酮含量的测定
采用分光光度法测定总黄酮含量。
2.5.6 总酚含量的测定
采用Folin–Ciocalteu法测定总酚含量。
2.5.7 可滴定酸度、pH值和可溶性固形物含量的测定
通过用0.1 M NaOH滴定样品至终点pH 8.3来测定可滴定酸度。用校准的数字pH计直接测量每个样品的pH值。用数字折光仪测量可溶性固形物含量。
2.5.8 无色花青素的定量测定
采用TLC法进行无色花青素的定量测定。
2.6 统计分析
使用Microsoft Excel计算每个数据点的标准误差。置信区间为p≤ 0.05。
3 结果
3.1 原始果实的形态学和基线组成
3.1.1 果实形态与大小
P. cerasifera的果实，当地称为野生tkemali，在从乔治亚阿扎尔地区Khulo区采样的四个生态型中表现出显著的形态测量和表型变异。观察到的多样性包括形状和色素沉着：果实通常为细长或近似球形，果皮颜色从鲜红色到深酒红色不等。所有生态型共享典型的酸甜感官特征，反映了高有机酸含量与适度糖积累的平衡。平均果实长度范围从21.28 ± 0.7 mm到26.4 ± 1.1 mm，而宽度范围在20.48 ± 0.7 mm和27.4 ± 1.1 mm之间。平均果实质量从5.3 ± 0.20 g到10.2 ± 0.35 g不等，对应体积为5.2 ± 0.2 mL到10.0 ± 0.4 mL。这些指标将P. cerasifera归类为小果型李组，与其野生遗传背景一致。形态变异与海拔和小气候相关：来自中海拔、中等湿润区的Khulo 24.09生态型产出的果实最大、最多汁，而在较高海拔采集的Mkvirala山地生态型则表现出更小、更致密、色素沉着更深的果实。这种分化可能反映了对温度梯度的生态生理适应，影响了果实细胞壁弹性和代谢物浓度。这些发现证实了先前的报告，即山区P. cerasifera种群作为对较冷成熟条件的适应性反应，会形成具有升高生化密度的紧凑果实。
3.1.2 鲜榨果汁中的有机酸
通过UPLC-MS测定的P. cerasifera果汁的有机酸谱显示，其组成以苹果酸为主，并伴有少量奎宁酸和柠檬酸。定量上，苹果酸范围从2.21% ± 0.070% 到 2.55% ± 0.096%，约占总酸度的69%–75%，证实了其作为主要酸味剂的作用。奎宁酸贡献了0.42%–0.64%，而柠檬酸仅以痕量存在。果汁的总可滴定酸度达到3.2%–3.4%，该值与栽培的Prunus domestica和P. salicina相当或略高，强调了野生tkemali天然的酸性特征。高苹果酸/奎宁酸比率将乔治亚P. cerasifera与中欧李栽培品种区分开来，后者通常以柠檬酸为主。这一特性不仅有助于tkemali酱特有的尖锐、清爽风味，还增强了产品稳定性，因为苹果酸比柠檬酸具有更强的微生物抑制和缓冲特性。从生理学角度来看，高苹果酸含量可能源于苹果酸-富马酸盐途径在冷温带气候条件下的主导地位，促进了果实成熟过程中苹果酸作为碳汇的积累。
3.1.3 碳水化合物和可溶性固形物
鲜榨果汁的碳水化合物组成主要包括葡萄糖、果糖和蔗糖，葡萄糖是所有生态型中主要的单糖。葡萄糖浓度范围从5.50 ± 0.21 g L?1到 7.18 ± 0.27 g L?1，果糖从1.53 ± 0.05 g L?1到 2.49 ± 0.08 g L?1，蔗糖从0.25 ± 0.01 g L?1到 1.73 ± 0.07 g L?1。因此总可溶性糖含量在8.72 ± 0.31 g L?1和 10.00 ± 0.32 g L?1之间变化，对应9.6 ± 0.3 – 10.7 ± 0.4 °Brix。葡萄糖 > 果糖 ? 蔗糖的层级关系是非跃变型、酸主导型核果的典型特征，表明成熟过程中蔗糖水解有效。中等的°Brix值证实了野生李子的平衡甜度，而糖酸比解释了传统酱料和蜜饯中受重视的特征性甜酸器官感觉平衡。Mkvirala山地生态型表现出最高的°Brix，表明在较低温度下缓慢成熟过程中糖代谢延迟和浓缩效应。从技术角度来看，这种组成平衡有利于果汁和浓缩物的生产，减少了对人工酸化和甜化的需求。它还提供了基于葡萄糖/苹果酸比率的生化指纹，可用于验证tkemali产品的真实性，该比率可作为地理和遗传来源的标志物。
3.2 花青素组成与色谱鉴定
通过UPLC–PDA–MS对P. cerasiferaEhrh.提取物进行的全面分析明确鉴定出五种花青素苷。色谱分离在正电喷雾电离下在6.5分钟内实现，产生了高度分辨的峰。记录的279.8和518 nm的双重吸收最大值是黄烊鎓发色团的诊断性特征，与矢车菊素系列的花青素一致。UPLC–PDA–MS色谱图显示了这些色素的顺序洗脱，其中最强烈的峰归属于矢车菊素-3-O-芸香糖苷，约占
