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濃縮刺梨汁在常溫儲(chǔ)存時(shí)會(huì)出現(xiàn)不明原因的脹氣現(xiàn)象，增加了產(chǎn)品成本，還對生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存安全構(gòu)成了威脅。近日，中國科學(xué)院生物物理研究所等研究團(tuán)隊(duì)，將廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)引入刺梨脹氣研究中，對濃縮刺梨汁實(shí)施“全景式化學(xué)CT掃描”，成功解析了這一產(chǎn)業(yè)難題。研究團(tuán)隊(duì)通過50℃熱敷育模擬濃縮刺梨汁脹氣過程，并借助UPLC- QTRAP- MS/MS技術(shù)對不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的濃縮刺梨汁樣品進(jìn)行檢測，共鑒定出生物堿、黃酮、氨基酸及衍生物等12類2242種代謝物。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)通過多元統(tǒng)計(jì)分析，將目標(biāo)鎖定在刺梨的維生素C這一成分。結(jié)果顯示，在濃縮刺梨汁脹氣過程中，高含量的維生素C及其手性異構(gòu)體異抗壞血酸持續(xù)下降，直至完全耗盡，而所產(chǎn)生氣體中，CO2濃度呈階梯式同步上升。這兩條線索提示，維生素C及其手性異構(gòu)體的大量降解可能是驅(qū)動(dòng)濃縮刺梨汁脹氣的原因。機(jī)制研究顯示，在刺梨汁特有的酸性微環(huán)境中，維生素C分子或通過三條并行路徑發(fā)生轉(zhuǎn)化：第一條是經(jīng)典氧化途徑，經(jīng)由2,3-二酮-L-古洛糖酸中間體，通過脫羧、脫水反應(yīng)，最終生成呋喃甲酸；第二條是內(nèi)酯—重排途徑，將中間體DKG內(nèi)酯化，通過二苯乙醇酸重排并脫羧，形成木糖酸；第三條是草酰—水解途徑，通過維生素C連續(xù)氧化及產(chǎn)物酰基遷移，形成環(huán)-3,4-O-草酰-L-蘇糖酸酯，進(jìn)而水解產(chǎn)生草酸與L-蘇糖酸。這三個(gè)轉(zhuǎn)化過程均伴隨CO2釋放，其累積效應(yīng)足以導(dǎo)致濃縮刺梨汁包裝袋明顯膨脹。為驗(yàn)證這一機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步向刺梨汁中外源添加梯度濃度的維生素C。結(jié)果顯示，濃縮刺梨汁產(chǎn)氣量與維生素C添加量呈劑量依賴關(guān)系，即未添加維生素C的原汁，產(chǎn)氣總量約為自身體積的26%；添加了18%維生素C的樣品，產(chǎn)氣量高達(dá)208%。這為濃縮刺梨汁中高濃度的維生素C及其手性異構(gòu)體降解導(dǎo)致脹氣提供了依據(jù)。該研究為濃縮刺梨汁生產(chǎn)確立了關(guān)鍵質(zhì)量控制原則，也為全球范圍內(nèi)富含呋喃酮飲料的體系管理提供了重要的參考資料。相關(guān)研究成果發(fā)表在《食品化學(xué)》（Food Chemistry）上。論文鏈接多變量統(tǒng)計(jì)分析不同脹氣階段濃縮刺梨汁代謝物維生素C降解產(chǎn)生CO2的可能轉(zhuǎn)化途徑