基于非靶向代谢组学的柑橘果皮褐斑病发生过程中代谢差异分析

以甜橙果实为试材,利用非靶向代谢组学研究采后柑橘不同褐斑病感染程度果皮中的代谢物差异。通过样本相关性分析、最小二乘判别分析、聚类分析和KEGG富集分析等方法,分析不同褐斑程度果皮中代谢物差异。结果表明:PE包装显著抑制柑橘果实褐斑指数,以无褐斑果皮样品为对照,共筛选出1 191个差异离子,在CK-42 d vs CK-0 d样本中,共筛选出107种显著差异代谢物,其中62个为上调,45个为下调,而在PE-42 d vs CK-0 d样本中共筛选出124种显著差异代谢物,其中65个为上调,59个为下调。经KEGG通路分析,代谢物主要分布在10条代谢途径中,代谢物数量富集最多的前3条通路分别是全局和总览图、其它次生代谢产物的生物合成、氨基酸代谢。经HMDB通路分析,代谢差异物主要分布在11条代谢途径中,差异代谢物数量富集最多的前5条通路分别是苯丙烷和聚酮化合物、脂质和类脂质类、有机杂环化合物、有机酸及其衍生物、苯甲酸酯类。研究结果有助于完善柑橘果皮褐斑病形成机制,可为提高柑橘保鲜效果提供参考。     

特色香蕉类型‘美食蕉’品种果肉中淀粉与矿物质在后熟期的变化

目的：以新选育的抗枯萎病特色香蕉栽培类型‘美食蕉’（Plantain）品种（‘美食蕉1号’、‘美食蕉2号’）为研究对象,比较其与鲜食香蕉栽培类型‘香牙蕉’（Cavendish）品种（‘中蕉8号’）在后熟期间果肉中淀粉质量分数和矿物质含量的变化,以期为美食蕉品种资源的利用提供参考。方法：采用比色卡和色差仪进行成熟度分析,通过抗性淀粉质量分数测定和光学显微镜观察进行淀粉物理性质的研究,此外,使用发射光谱仪测定果肉矿物质元素含量。结果：催熟前‘美食蕉1号’和‘美食蕉2号’抗性淀粉质量分数占总淀粉质量分数比例均比‘中蕉8号’高26%左右,三者分别为74.99%、75.23%、48.64%;后熟过程中,三者的总淀粉和抗性淀粉质量分数均随着催熟时间的延长而降低;‘美食蕉1号’和‘美食蕉2号’的香蕉粉颗粒均呈长椭圆形,‘中蕉8号’的香蕉粉颗粒多呈不规则状,后熟期间3 种香蕉粉的颗粒数目逐渐减少;催熟后,‘美食蕉1号’和‘美食蕉2号’的果肉硬度比‘中蕉8号’大,其果皮炭疽病斑的形成也较晚;‘中蕉8号’果肉中的K含量高于‘美食蕉1号’和‘美食蕉2号’,然而‘美食蕉’果肉在后熟期可较多地保留K元素。结论：‘美食蕉’在香蕉深加工和健康食品开发方面具有更广阔的应用前景。     

不同保鲜袋包装对采后油桃果实贮藏品质的影响

目的研究常温环境下不同保鲜袋包装处理对油桃果实贮藏品质的影响。方法以黄心油桃为实验材料,比较相同厚度的聚丙烯(PP)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)和聚乙烯(PE)薄膜包装袋对油桃果实贮藏品质的影响,筛选出合适的薄膜包装材料。结果采用3种保鲜袋包装对油桃果实的贮藏品质存在不同程度的影响,各处理组的油桃果实都发生了不同程度的腐烂褐变;未包装的油桃果实很快失去了食用价值,在贮藏12 d时褐变指数为4.5,腐烂率为65.33%;采用BOPP保鲜袋包装的油桃果实在贮藏12d时褐变指数仅为2.3,腐烂率仅为32.29%,果实出汁率保持在58%以上;BOPP保鲜袋包装处理的油桃果实在出汁率、TSS、TA、Vc、MDA等营养指标和衰老指标上均不同程度优于PP和PE保鲜袋包装的油桃果实。结论采用BOPP薄膜材料包装的油桃果实在常温贮藏下有较好的保鲜效果,有效地延长了油桃果实的货架期。     

脱落酸处理对苹果成熟、乙烯合成及其信号转导基因表达的影响

为研究脱落酸（abscisic acid,ABA）对苹果果实采后成熟、乙烯合成及其信号转导基因表达的影响,本实验以‘Granny Smith’苹果果实为实验材料,将其进行外源ABA处理后置于20 ℃贮藏（以无菌水处理为对照）,测定贮藏过程中的硬度、可滴定酸质量分数、纤维素酶活力、果胶甲酯酶活力、叶绿素含量、内源ABA含量、乙烯产生速率及乙烯生物合成基因（ACO1、ACO2、ACS1、ACS3）、苹果乙烯信号转导基因（ERS1、ERS2、ETR2、ERF3、ERF4、ERF5）的表达量。结果表明,与对照组相比,ABA处理能降低苹果果实贮藏过程中的硬度和可滴定酸质量分数,提高果实中的纤维素酶和果胶甲酯酶活性,促进叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量降低。定量聚合酶链式反应分析结果表明,与对照组相比,ABA处理能够显著提高苹果乙烯生物合成基因的表达量（P＜0.05）。同时,参与苹果乙烯信号转导的ERS2、ETR2和ERF3、ERF4、ERF5表达量随着果实采后成熟明显增加,并且ABA处理组果实中的表达量总体显著高于对照组（P＜0.05）。综上,外源ABA处理能够促进苹果内源ABA的合成,提高苹果乙烯生物合基因和信号转导基因的表达,促进苹果内源乙烯合成和乙烯信号的转导,加快苹果果实的采后成熟进程。     

基于非靶向代谢组学分析黄桃果肉褐变过程中代谢产物的差异

以黄桃果实为试验材料,利用非靶向代谢组学研究其贮藏期间不同褐变程度果肉中的代谢物差异。采用主成分分析、聚类分析、正交偏最小二乘判别分析等方法分析不同褐变程度果肉中的差异代谢产物。结果表明:PE包装明显降低了黄桃果肉褐变指数,以无褐变的果肉为对照,共检出991种代谢物。在CK 12 d vs CK 0 d样本中,共检出206种显著上调代谢物和26种显著下调代谢物,而在PE 12 d vs CK 0 d样本中,共检出145种显著上调代谢物和58种显著下调代谢物。经HMDB通路分析,代谢物主要富集在13条通路中,其中,富集排名前6的通路分别是丙烷和聚酮化合物、脂质和类脂质分子、有机杂环化合物、有机酸及其衍生物、苯甲酸酯类、有机氧化合物。KEGG通路分析表明,代谢物主要富集在10条通路中,其中,富集排名前4的通路为其它次生代谢产物的生物合成、氨基酸代谢、辅因子和维生素的代谢通路,其它氨基酸代谢等通路。研究从代谢组学角度初步揭示了黄桃果肉褐变过程中代谢产物的差异性,为提高黄桃果实品质提供理论参考。     

基于广泛代谢组学的荔枝果肉营养代谢物综合解析

采用基于超高效液相色谱-电喷雾四极杆飞行时间串联质谱法多反应监测模式的广泛靶向代谢组学对10 个荔枝品种的果肉中539 种代谢物进行鉴定,描述关于荔枝代谢物组成和丰度的全面信息。结果表明：荔枝果肉初生代谢物298 个（55.29%）,次生代谢物228 个（42.30%）;其中氨基酸及其衍生物（82 个,15.21%）、脂质（60 个,11.13%）、有机酸（59 个,10.95%）、核苷酸及其衍生物（53 个,9.83%）、糖类及醇类（25 个,4.64%）是主要的初生代谢物,黄酮（129 个,23.93%）、酚酸类（54 个,10.02%）、生物碱（31 个,5.75%）是主要的次生代谢物。采用主成分分析和聚类热图分析系统地比较10 个荔枝品种的代谢物,发现不同品种间存在明显的分组模式,共聚类为3 组且与品种之间的熟期及风味品质相对应。同时关注每类成分中相对含量大于1%的最重要的代谢物,揭示了各类代谢物对荔枝果肉营养的贡献,发现了γ-氨基丁酸、肌醇、石榴酸、葫芦巴碱几种丰度较高且具有特殊功效和营养的代谢物。鉴于荔枝的代谢产物鉴定与人们的营养与健康、果实风味及抗性有着密切的关系,本实验将为鲜食营养、栽培育种、综合利用提供理论依据和参考信息。     

青香蕉果肉多酚成分鉴定及其对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用

以青香蕉为原料提取多酚,利用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱联用技术对多酚提取物进行成分鉴定,并通过体外实验评价香蕉果肉多酚对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用,探究青香蕉降血糖的部分机制。结果表明：青香蕉果肉多酚提取物中共鉴定出28种化合物,包括21种多酚类化合物、2种有机酸、3种鞣花单宁代谢产物、以及香兰素和香豆素,检测到香蕉果肉中含有秦皮乙素、金丝桃苷、紫云英苷3种多酚类化合物,此外,二甲基鞣花酸和尿石素A为主要色谱峰;体外实验结果显示,香蕉果肉多酚对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶均存在抑制作用,质量浓度为1.0 mg/mL时,对α-淀粉酶抑制率为(76.25±3.79)%,半抑制质量浓度(half maximal inhibitory concentration,IC₅₀)为0.53 mg/mL;质量浓度为160μg/mL时,对α-葡萄糖苷酶抑制率为(92.54±0.69)%,IC₅₀为35.76μg/mL。因此,多酚可能是青香蕉能够降血糖的活性成分之一。     

美食蕉的降血糖活性及其对糖脂代谢指标、激素的影响

美食蕉是我国香蕉新品种，富含抗性淀粉、膳食纤维等，根据国食药监保化[2012]107号文件附件3“辅助降血糖功能评价方法”对美食蕉的降血糖活性进行研究。将24 只正常大鼠随机分为空白对照组（NC）、美食蕉高剂量空白对照组（NH），将造模成功的48 只糖尿病大鼠随机分为糖尿病模型对照组（DM）以及美食蕉低、中、高剂量组（LP、MP、HP），测定大鼠血液生化指标、激素水平等，初步探索美食蕉对糖脂代谢的影响。结果表明，美食蕉对正常大鼠无不良作用且在一定程度上呈现减缓正常大鼠体质量增加的效果；美食蕉干预能够缓解糖尿病大鼠多食、多饮、多尿、消瘦的症状，降低糖尿病大鼠血清葡萄糖浓度，提高其葡萄糖耐受能力。与DM组相比，LP、MP、HP组大鼠血清葡萄糖浓度分别显著降低10.70%、10.19%和13.94%（P＜0.05）。美食蕉干预能够缓解糖脂代谢紊乱，降低血清甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和游离脂肪酸浓度，降低血清胰岛素、C肽、胰淀素和胰高血糖素样肽-1的水平。与DM组相比，低、中、高剂量组大鼠胰岛素水平分别降低了28.54%、39.50%和49.14%。结论：美食蕉具有降血糖活性，通过调节激素分泌从而影响糖脂代谢。     

5 种食品原料对高脂饮食诱导的肥胖大鼠肠道菌群和短链脂肪酸的影响

香蕉粉、魔芋精粉、抗性糊精、玉米淀粉以及左旋肉碱这5 种食品原料据报道都有减肥功能,但它们对肠道微生物和代谢产物的影响以及与肠道菌群相关的减肥机制的差异尚不清楚。本研究采用16S rRNA测序检测肥胖大鼠肠道内容物,并通过高效液相色谱法（high performance liquid chromatography,HPLC）测定粪便中短链脂肪酸的含量。结果显示：益生菌属Ruminococcus_2、Coprococcus_2和Ruminiclostridium_5分别在玉米淀粉、香蕉粉和抗性糊精组中富集。Spearman相关性分析和典型关联分析（canonical correlation analysis,CCA）结果表明,肠道微生物的变化与糖脂代谢相关的生化参数密切相关。以可溶性膳食纤维为主的原料（魔芋粉和抗性糊精）和以不可溶性膳食纤维（抗性淀粉）为主的原料（香蕉粉和玉米淀粉）对短链脂肪酸的产生能力贡献度相当,均优于左旋肉碱。5 种原料增殖肠道益生菌、抑制有害菌的效果依次为抗性糊精＞香蕉粉＞玉米淀粉＞魔芋精粉,增加短链脂肪酸含量的能力依次为香蕉粉＞抗性糊精＞玉米淀粉＞魔芋精粉,而左旋肉碱对肠道菌群和短链脂肪酸几乎没有什么影响。CCA结果显示,糖脂代谢生化指标与肠道微生物群落的相关程度为空腹血糖水平＞高密度脂蛋白胆固醇水平＞总胆固醇水平＞低密度脂蛋白胆固醇水平＞总甘油三酯水平。Spearman相关性分析表明Ruminococcus_2与丁酸含量呈正相关,Escherichia.Shigella与乙酸、丁酸和总短链脂肪酸含量呈正相关。