核桃采后干燥過程對(duì)其品質(zhì)具有重要影響，但目前對(duì)于核桃仁種皮褐變背后的科學(xué)機(jī)理尚不清楚。為解決這一科學(xué)問題，中國(guó)林科院亞林所科研團(tuán)隊(duì)采用廣泛靶向和花青素靶向代謝組學(xué)方法，深入探討核桃仁種皮在3種干燥條件下的褐變機(jī)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(guān)性分析，確定了64種溫度響應(yīng)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(guān)。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(qiáng)烈的正相關(guān)（r>0.9），在褐變過程中上調(diào)超過60%。大多數(shù)被識(shí)別的花青素與BI呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)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(gè)關(guān)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(luò)，為理解核桃仁種皮褐變的潛在機(jī)制提供了新視角。

該研究的創(chuàng)新點(diǎn)在于首次結(jié)合廣泛靶向和花青素靶向代謝組學(xué)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(jī)制。研究結(jié)果不僅揭示了核桃仁外皮褐變的關(guān)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(xué)依據(jù)。此外，本研究對(duì)于理解食品加工中褐變現(xiàn)象的普遍機(jī)制也具有重要的參考價(jià)值，有助于開發(fā)新的食品加工技術(shù)和改進(jìn)現(xiàn)有工藝，從而提高食品的品質(zhì)和安全性

相關(guān)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(xué)結(jié)合的核桃仁種皮在不同干燥條件下外部褐變機(jī)制》）為題，于近日發(fā)表在農(nóng)林科學(xué)、中科院一區(qū)Top期刊FOOD CHEMISTRY（《食品化學(xué)》）。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(lǐng)雁”研發(fā)攻關(guān)計(jì)劃和中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院基礎(chǔ)研究基金的資助。（劉毅華）