梁栋课题组在苦瓜的苦味来源领域取得科研进展

       2024年9月26日，我院梁栋助理教授课题组在食品领域顶刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（中科院农林科学大类一区，IF=5.7）上，在线发表了题为“Major bitter-tasting compounds from the dichloromethane fraction of bitter gourd (fruit of Momordica charantia L.) extract and their precursors”的研究论文。

       苦瓜（Momordica charantia L.）是常见的蔬菜和重要的药食两用植物，强烈的苦味是其最为典型的风味特征。目前仅知道苦瓜皂苷（苦瓜中的一类葫芦烷型三萜类化合物）是苦瓜中主要的苦味成分，然而其中具体的主要呈苦化合物则尚不清楚。为了破解苦瓜的苦味之谜，课题组运用感官组学(sensomics)技术手段，以感官分析为引导，对苦瓜中的呈苦物质进行了系统的分离纯化与结构鉴定。

图1 论文中涉及的主要化合物结构图，其中化合物4,7,8为新化合物

       课题组发现，苦瓜甲醇提取物的二氯甲烷组分具有强烈的苦味。为了寻找出其中主要的呈苦物质，课题组依次采用了正相硅胶柱色谱分离、中压液相色谱分离、制备型高效色谱分离等手段，从中分离纯化出包括一个新化合物在内的四个主要苦味葫芦烷三萜类化合物 （图1，化合物1-4）。

图2 苦瓜中葫芦烷型三萜类化合物的异构化反应

       课题组在此前的研究中，发现苦瓜葫芦烷型三萜类化合物中普遍存在着一个酸催化的异构化反应（图2）。在常规的提取分离过程中，苦瓜中天然的葫芦烷型三萜类化合物极易发生异构化，造成分离所得的主要产物并非苦瓜中真实存在的天然物质这一现象。为了找到分离所得化合物的前体物质，课题组开发了一套“液相色谱比对引导的分离”技术手段，成功从苦瓜中分离得到主要化合物在苦瓜中的天然前体 （化合物5,6）。在此过程中，课题组还从苦瓜中获得了两个新化合物7,8 （图3），这也是科研人员首次从苦瓜中分离得到含6’-苹果酸基取代的葫芦烷型三萜类糖苷化合物。

图3 所得新化合物的重要二维核磁关联图

       此外，课题组还通过感官评定，测定了所得主要呈苦物质的苦味阈值，发现所得化合物均具有十分强烈的苦味，其苦味阈值介于3.4到13.6 ppm之间。通过采用超高压液相色谱-三重四级杆质谱 (UPLC-MS/MS)，课题组对这8个化合物在苦瓜中的含量进行了精确测定，并据此计算出每一个化合物的滋味活性值，发现苦瓜素IV（化合物5）和charantoside B （化合物6）是苦瓜中关键的苦味贡献者。

图4 所得新化合物的苦味阈值及定量结果

       本研究揭示了苦瓜提取物二氯甲烷相中主要苦味化合物的及其前体物质，是阐明苦瓜苦味来源过程中一项有意义的进展。

       我院梁栋助理教授为本文通讯作者， 课题组硕士研究生蔡雪谊为第一作者，公共卫生学院（深圳）张扬副教授，我院在读硕士生林子强、冯寒笑，已毕业本科生郑褀泓、廖梦珍、李泓甫、陈焕，以及广东省农科院蔬菜所陈潇副研究员共同参与了本项研究。本研究得到了国家自然基金项目(No. 32302266)的资助。

       论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.4c06506

初稿：蔡雪谊   初审：梁栋   审核：辛国荣   终审：程月华