核桃采后干燥過程對其品質(zhì)具有重要影響，但目前對于核桃仁種皮褐變背后的科學機理尚不清楚。為解決這一科學問題，中國林科院亞林所科研團隊采用廣泛靶向和花青素靶向代謝組學方法，深入探討核桃仁種皮在3種干燥條件下的褐變機制。

研究發(fā)現(xiàn)，核桃仁種皮中存在1888種代謝物和34種花青素。通過OPLS-DA和相關性分析，確定了64種溫度響應代謝物（TRMs），其中包括13種花青素和51種黃酮類化合物，這些物質(zhì)與核桃仁種皮的褐變密切相關。值得注意的是，14種黃酮類化合物與褐變指數(shù)（BI）顯示出強烈的正相關（r>0.9），在褐變過程中上調(diào)超過60%。大多數(shù)被識別的花青素與BI呈負相關，相關系數(shù)范圍從0.75到0.97。此外，花青素還原酶和漆酶是核桃仁外皮褐變的兩個關鍵酶，隨著干燥溫度的升高，這兩種酶的活性分別增加了10.57倍和1.32倍。研究還構(gòu)建了TRM的代謝途徑網(wǎng)絡，為理解核桃仁種皮褐變的潛在機制提供了新視角。

該研究的創(chuàng)新點在于首次結(jié)合廣泛靶向和花青素靶向代謝組學方法，系統(tǒng)地分析了核桃仁外皮在不同干燥條件下的褐變機制。研究結(jié)果不僅揭示了核桃仁外皮褐變的關鍵代謝物和酶，還為核桃加工過程中的品質(zhì)控制提供了科學依據(jù)。此外，本研究對于理解食品加工中褐變現(xiàn)象的普遍機制也具有重要的參考價值，有助于開發(fā)新的食品加工技術和改進現(xiàn)有工藝，從而提高食品的品質(zhì)和安全性

相關研究成果以 “External browning mechanism in walnut kernel pellicles under different drying conditions based on the combination of widely-targeted and anthocyanin-targeted metabolomics” （《基于廣泛靶向和花青素靶向代謝組學結(jié)合的核桃仁種皮在不同干燥條件下外部褐變機制》）為題，于近日發(fā)表在農(nóng)林科學、中科院一區(qū)Top期刊FOOD CHEMISTRY（《食品化學》）。博士生李慶楊為第一作者，劉毅華研究員為通訊作者。研究工作得到了浙江省科技廳“尖兵”“領雁”研發(fā)攻關計劃和中國林業(yè)科學研究院基礎研究基金的資助。（劉毅華）