FSHW | 一种极具开发潜力的热带野生果树木奶果：其果实口味的关键物质|代谢物|奶果|有机酸|氨基酸|脂肪酸|酚类|黄酮

Introduction

木奶果（Baccaurea ramiflora）属于叶下珠科木奶果属常绿或半落叶小乔木，是热带至北热带野生果树，产于我国海南、广东廉江、广西南部至云南西南；分布于东南亚等地。

鲜木奶果果肉酸甜可口、口感嫩滑，既可以鲜吃，也能加工为果汁、果脯、果酱和果酒。Pandy等前人研究发现木奶果含有丰富的营养成分，其可食率为49.2%、含水量为84.7%、碳水化合物（86.14%）、脂肪为0.06%、粗蛋白（5.43%）、纤维为0.29%、维生素C为1.57 mg/100 g、可滴定酸为1.99%、总糖为11.87%。一般成年树单株产量可达100~150 kg，种植木奶果可给农户带来较高的经济效益。不同种源木奶果花果期差异较大，我国海南及东南亚花果期较我国大陆早约一个半月，从五月下旬到八月初持续成熟，类似于荔枝果期。这意味着木奶果具有弥补当季水果不足的潜力。

图1 成熟期的木奶果果实

木奶果种质资源丰富，果实表型多样，品质差异大，品种不详，多为地方品系，没有形成统一的评定标准。果实有红色、粉红色、紫色、绿色、黄色和白色，果肉有乳白色、粉红色、紫色。现广西栽培较多且口味较好的是BR（成熟时果皮偏白色、粉红色果肉）和LR（成熟时果皮偏绿色、乳白色果肉）两种地方品系。BR果肉颜色、口感较佳，更受青睐；相比之下，LR果皮更厚，更易储存。

图2LR和BR木奶果成熟期果实表型

木奶果果实代谢物的研究较少，关于系统研究木奶果果实代谢通路未见报道。为充分了解木奶果果实代谢物的成分，江西农业大学林学院陈杰博士、杨光耀教授*和韩山师范学院生命科学与食品工程学院黄剑坚副教授*等在本研究中利用非靶代谢组鉴定木奶果代谢物种类及丰度，分析果实成熟期代谢物的差异；对2 个木奶果品系的碳水化合物、有机酸、氨基酸、脂肪酸和类黄酮等代谢物进行了LC-MS/MS分析；阐明了木奶果果实味道的主要成分，品系之间的口味差异，以及为什么BR的果肉味道更好。

Results and discussion

代谢物鉴定

本研究利用非靶技术（LC-MS/MS）共鉴定到542 个代谢物，正离子模式361、负离子模式201，其中21 个重复。影响味道的主要成分有初级代谢物12 种碳水化合物、3 种有机酸、7 种氨基酸及其8 种衍生物、2 种维生素、41 种脂肪酸及次级代谢物42 种类黄酮、8 种酚、6 种酚酸、26 种苯丙烷、4 种类固醇及其5 种衍生物、75 种萜类。

差异代谢物的鉴定

BR和LR差异代谢物的筛选条件是P-value < 0.05，VIP ≥ 1，Fold-Change ≥ 1.2或者≤ 0.83，共筛选到45 个，其中脂肪酸和类黄酮均占9%，碳水化合物和萜类均占7%，其他类占到55%；另包含氨基酸衍生物、酚类及苯丙素类等，未发现氨基酸和有机酸中有差异代谢物。

图3 LR vs BR差异代谢物的生化类别饼状图

果实品质相关的代谢物分析

本研究关注的是可能对果实品质有主要贡献的代谢物的种类，主要是味道、颜色及保存期。碳水化合物以什么为主；有机酸以什么为主；氨基酸以什么为主，脂肪酸、类黄酮及萜类等。碳水化合物以L-山梨糖、D-(+)-葡萄糖、Bis(methylbenzylidene)sorbitol为主；有机酸以柠檬酸为主，都没有差异累积；氨基酸以L-苯丙氨酸、L-酪氨酸和Dl-精氨酸为主；脂肪酸以油酰胺、A-桐酸、Corchorifatty acid f为主；类黄酮以漆树黄烷酮、原矢车菊素 B1、(+)-儿茶素为主。

果实品质相关的代谢物分析

LR vs BR，其中糖的差异积累有3 种，耐斯糖、D-(+)-葡萄糖和西伯利亚远志糖A3，均为下调；脂肪酸的差异积累有4 种，乙酸金合欢酯、二十碳五烯酸、茉莉酸和Corchorifatty acid f均上调；类黄酮的差异积累有4 种，根皮苷、黄杞苷、橘皮苷、漆树黄烷酮均下调；萜类的差异积累有4 种，野蔷薇甙、羽扇烯酮、双氢葫芦素F上调，常春藤皂苷下调；酚类1 种没食子酸月桂酯上调；其他类代谢物中脱落酸明显下调，推测LR成熟相对更慢，其他代谢物需进一步研究分析。

木奶果果实口味的主要成分

一般来说，水果的味道可以分为甜、酸和涩味等。影响水果的风味，而甜和酸又与成分密切相关，尤其是糖和有机酸。重要的是，本研究发现的一种主要可溶性糖（D-(+)-葡萄糖）在LR中的浓度明显较低；有机酸以柠檬酸为主，但都没有显著差异；糖酸比对水果风味的影响较大，BR的糖酸比高于LR，这可能部分解释了BR的甜味。LR中4 种脂肪酸具显著差异，其中二十碳五烯酸和乙酸金合欢酯分别是BR的2.88和2.77 倍。酚类物质与果实风味密切相关，LR中酚类没食子酸月桂酯上调，倍数高达4.513，也影响LR的口感，可能解释了LR不比BR美味可口。

木奶果果肉颜色分析

果肉的颜色通常由类胡萝卜素和花色苷决定。黄酮和类黄酮是各种植物的色素；类黄酮和苯丙素类是花色苷合成的前体，与花色苷的合成相关。类黄酮对植物有多种保护压力的作用，对人体也有促进健康的作用。类黄酮生物合成途径的分支，参与花青素、原花青素和黄酮醇的生产和调节。LR与BR相比，类黄酮中根皮苷、黄杞苷、橘皮苷、漆树黄烷酮均下调；说明BR呈粉红色与它们相关。本研究中发现木奶果果肉富含丰富的原矢车菊素B1、异槲皮苷、槲皮甙、二氢槲皮素，因为这些是矢车菊素苷合成的分支，推测木奶果粉红色是由矢车菊素决定的。

木奶果果实保存期分析

果实的保存期由外环境及体内代谢物相互调节。LR相比BR，脂肪酸类的差异积累有4 种，乙酸金合欢酯、二十碳五烯酸、茉莉酸和Corchorifatty acid f均上调，其中二十碳五烯酸上调2.88 倍，可推测二十碳五烯酸对延长果实保存期起到重要作用，进一步推测不饱和脂肪酸可以延长果实的货架期。酚类物质能够清除活性氧，还能抑制活性氧代谢相关酶的活性，降低自由基的产量，并且螯合过渡金属，使其无法参与进行芬顿反应；LR中酚类没食子酸月桂酯上调倍数高达4.513，表明对后期保鲜有一定作用。另LR相比BR，脱落酸下调2.64 倍，说明脱落酸促进果实发育成熟，对果实保存期具有副调控。

差异代谢物的代谢通路富集分析

基于KEGG数据库对差异代谢物进行代谢通路富集分析，P-value < 0.05的代谢通路为差异代谢物显著富集的代谢通路。将代谢物映射到KEGG数据库，发现大多数代谢产物都与“新陈代谢”有关。代谢物很少属于其他系统信息分类，如环境信息处理、细胞过程、遗传信息处理和药物开发等。

图S1KEGG功能评价差异积累代谢物类型分类（正负离子模式下，下同）

图S2 差异累积代谢物的KEGG分类

除了常规检测碳水化合物、有机酸和氨基酸外， KEGG富集分析还发现LR和BR之间积累的3 种植物代谢途径（泛醌和其他萜醌生物合成，不饱和脂肪酸的生物合成, 苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成）的代谢物存在显著差异。这表明，其中一些泛醌、萜醌类、不饱和脂肪酸、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸类化合物也可能对味觉有影响。维生素和酚酸类也在大规模代谢物分析中得到鉴定，但是在KEGG富集分析中没有发现它们，因此，被认为不太可能导致LR和BR之间的口味差异。

图S3 LR vs BR差异代谢物气泡图

Conclusion

可溶性糖D-(+)-葡萄糖对木奶果口味影响较大；BR的糖酸比高于LR，能解释BR的口感更甜。4 种脂肪酸均显著上调，推测二十碳五烯酸、乙酸金合欢酯、Corchorifatty acid f和茉莉酸的增加降低了木奶果果肉口味。酚类没食子酸月桂酯上调，影响LR的口味，进一步解释了LR不比BR美味可口。木奶果果肉粉红色是由矢车菊素决定的。

第一作者简介

陈杰，男，农学博士研究生，现为江西农业大学林学院野生动植物保护与利用博士，主要研究方向为野生植物资源开发利用。参与国家自然科学基金1项，主持或参加广东省林业厅科技创新项目2项。

通信作者简介

杨光耀，男，江西农业大学林学院教授，中国林学会树木学分会副主任委员，中国林学会竹子分会常务委员，江西省竹子种质资源与利用重点实验室主任。主要从事植物分类与资源利用，主要研究领域为竹类植物分类与资源利用。主持国家自然科学基金3项，江西省自然科学基金项目3项，省（部）项目若干项。获林业部科技进步三等奖和江西省科技进步三等奖各1项，江西省高校优秀教学成果一、二、三等奖各1项，江西省高校科技成果一等奖1项。已发表学术论文30余篇，参编著作3部。

黄剑坚，男，韩山师范学院生命科学与食品工程学院副教授，主要研究方向为华南野生经济植物种质资源开发利用。主持国家自然科学基金1项和广东省林业厅科技创新项目1项。

Identification of key taste components in Baccaurea ramiflora Lour. fruit using non-targeted metabolomics

Jie Chena, Fengnian Wub, Huachen Wangc, Chunce Guoa, Wengen Zhanga, Peisi Luod, Jing Zhoud, Wenwen Haoe, Guangyao Yanga,*, Jianjian Huangb,*

a Jiangxi Provincial Key Laboratory for Bamboo Germplasm Resources and Utilization, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China

b School of Life Science and Food Engineering, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China

c College of Coastal Agricultural Sciences, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China

d Guangxi South Subtropical Agricultural Science Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Longzhou 532415, China

e un Yat-sen University Cancer Center, State Key Laboratory of Oncology in South China, Collaborative Innovation Center for Cancer Medicine, Guangzhou 510060, China

*Corresponding authors.

E-mail address: yanggy2004@126.com; 3668602@qq.com

Abstract

Among the numerous fruit species of Baccaurea ramiflora Lour., ‘LR’ (white flesh) and ‘BR’ (pink flesh) are two kinds of local strains with high edibility. In order to study the metabolic causes of taste differences, we performed the non-targeted metabonomics analysis of ‘LR’ and ‘BR’ using LC-MS/MS. 541 metabolites were totally identified, and 45 kinds of metabolites (carbohydrates, fatty acids, flavonoids and terpenoids, etc.) were different between the two strains. The results indicate L-sorbose, D-(+)-glucose, citric acid, L-phenylalanine and oleamide, α-eleostearic acid were the main primary metabolites. The significant difference existed in pathways of unsaturated fatty acids between the studied two strains by pathway enrichment analysis. The results demonstrate that the different in composition, as well as the abundance of primary and secondary metabolites may be the potential causes of taste differences, which provides a new insight into the possible metabolic factors setting off the changing taste of B. ramiflora.

Reference:

CHEN J, WU F N, WANG H C, et al. Identification of key taste components in Baccaurea ramiflora Lour. fruit using non-targeted metabolomics[J]. Food Science and Human Wellness, 2023, 12(1): 94-101. DOI:10.1016/j.fshw.2022.07.027.

文章编译内容由作者提供

编辑：王佳红；责任编辑：张睿梅

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