基于广泛靶向代谢组学的2种百香果风味差异研究.pdf

65中国果树，2023（9）：65-71，85本文于 2023-02-17 收到，2023-03-09 收到修改稿。*贵州省科技厅基础研究计划（自然科学类）（黔科合基础-ZK2023一般 168）；贵州省农业科学院青年基金（黔农科院青年基金202217 号）。袁启凤 E-mail：。DOI：10.16626/ki.issn1000-8047.2023.09.012基于广泛靶向代谢组学的 2 种百香果风味差异研究*袁启凤，颜培玲，史斌斌，陈楠，王立娟，卢晨，李仕品（贵州省农业科学院果树科学研究所，贵阳 550006）摘要贵州省主栽的 2 种百香果（紫果百香果、黄金百香果）果实风味明显不同，为研究两者之间的差异，利用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）广泛靶向代谢组学的方法，分别检测 2 种百香果果实中的代谢产物，并通过主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）代谢物之间的变异度大小，以及通过KEGG 富集分析，解析代谢通路之间的差异，为百香果风味形成机理研究及育种提供参考依据。结果表明：百香果代谢产物丰富，种类达 405 种，包括了黄酮类、酚酸类、氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、有机酸、生物碱、糖及醇类、木脂素、香豆素、脂质、维生素等，尤其是黄酮类多达 103 种；进一步的差异代谢物筛选表明，2 种百香果差异代谢物 163 种，以黄酮类和酚酸类为主，种类分别达 72 种和 28 种；KEGG 富集分析显示，黄酮相关的通路是 2 种百香果差异最显著的，黄酮类不仅是 2 种百香果中含量最丰富的次生代谢物质，也是两者之间差异代谢物种类最多的物质，同时也是导致两者风味差异的重要原因；L-高丝氨酸、3,5-二羟基-3-甲基戊酸 2种酸的下调以及耐斯糖、葡萄糖-1-磷酸、海藻糖-6-磷酸、D-葡萄糖-6-磷酸 4 种糖的上调是造成黄金百香果高糖低酸、口感甜于紫果百香果的主要原因；以苯丙氨酸、L-天冬氨酸为代表的氨基酸的下调和以单酰甘油酯、甘油亚油酸酯为代表的 5 种脂质的分解上调是导致紫果百香果香味相比黄金百香果更加浓郁的重要因素。关键词百香果；风味；代谢物；糖；酸；氨基酸；脂质中图分类号：S667.9文献标志码：A文章编号：1000-8047(2023)09-0065-08S St tu ud dy y o on n t th he e f fl la av vo or rs s d di if ff fe er re en nc ce es s o of f t tw wo o k ki in nd ds s o of f p pa as ss si io on n f fr ru ui it t b ba as se ed d o on nb br ro oa ad dl ly y t ta ar rg ge et te ed d m me et ta ab bo ol lo om mi ic cs sYUAN Qifeng,YAN Peiling,SHI Binbin,CHEN Nan,WANG Lijuan,LU Chen,LI Shipin(Institute of Pomology,Guizhou Academy of Agricultural Sciences,Guiyang 550006)A Ab bs st tr ra ac ct tPurple and yellow passion fruit are two major cultivars in Guizhou Province and obviously different in fruitflavor.In order to understand the reasons caused the difference,the differential metabolites were detected and screened usingultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry(UPLC-MS/MS).The variance between metabolites wasanalyzed by principal component analysis(PCA)and orthogonal partial least squares discriminant analysis(OPLS-DA).Thedifference between metabolic pathways was analyzed by KEGG enrichment analysis to provide reference basis for themechanism of passion fruit flavor formation and breeding.The results showed that there were 405 kinds of metabolites inpassion fruit,including flavonoids,phenolic acids,amino acids and its derivatives,nucleotides and their derivatives,organicacids,alkaloids,sugars and alcohols,lignans,coumarins,lipids,vitamins,etc,especially 103 kinds of flavonoids.Furtherscreening of differential metabolites showed that there were 163 kinds of differential metabolites in two kinds of passion fruit,mainly flavonoids and phenolic acids,reaching 72 and 28 species,respectively.The differential metabolites were subjectedto KEGG enrichment analysis,according to the result,flavonoid metabolic pathway is the most significant.Thedown-regulated of L-homoserine and(Rs)-mevalonic acid,up-regulated of nystose,glucose-1-phosphate,trehalose6-phosphate and D-glucose 6-phosphate of yellow passion fruit are responsible for the lower acidity and higher sweetness66袁启凤，颜培玲，史斌斌，等：基于广泛靶向代谢组学的 2 种百香果风味差异研究than purple passion fruit,respectively.The down-regulated of amino acid,is represented by phenylalanine and L-asparticacid,and up-regulated of 5 lipids,is represented by monoglycerides and glyceryl linoleate of purple passion fruit contributeto richer aroma than yellow passion fruit,respectively.K Ke ey y w wo or rd ds spassion fruit;flavors;metabolites;sugar;acid;amino acid;lipid百香果学名西番莲（Passiflora edulisSims.）1，目前主要在贵州省低海拔、热量丰富的县区发展，如罗甸、贞丰、从江、榕江等地区。百香果属于“短、平、快”产业，作为“当年种植当年见效”的树种，百香果也从零星种植发展到大面积种植，品种也从以紫果为主的品种发展为黄果等多品种共存的格局，逐步满足了消费者对不同风味的需求。紫果类品种以台农一号为代表，黄果类品种以芭乐味黄金百香果为代表。除贵州省外，福建、广西、云南、海南等省区市也是我国百香果的主产地2-3。但不同地区的百香果种植环境、种植模式有所不同，也可能导致同一品种在风味上存在一定的差异。果实风味不但关系到消费者味觉的感受，而且还关系到果品本身的营养价值4。百香果富含蔗糖、黄酮、氨基酸、有机酸、维生素等营养物质5-6，紫果类品种果实成熟时果皮呈现紫红色，香气浓郁，但口感酸，鲜食率低，黄果类品种果实成熟时果皮为金黄色，酸度低，糖度高，口感为纯甜味，鲜食率高，但香味相比紫果类品种淡7-8。广泛靶向代谢组学分析是一种结合非靶向代谢组学和靶向代谢组学优点的新方法，利用基于多反应监测模式的 QTRAP 质谱法，可同时定量数百个已知代谢物和近千种未知代谢物，实现了高灵敏度、广泛靶向代谢物的检测和鉴定9。为探明贵州产区紫果类和黄果类百香果风味上的差异，本文基于超高效液相色谱-串联质谱广泛靶向代谢组学的方法对 2 种百香果内含物质的代谢物种类及相对含量进行检测，以期找出差异代谢物，并从差异代谢物角度揭示 2 种百香果风味差异的原因，为深入研究百香果风味形成机理及定向育种提供基础和依据。1材料与方法1.1试验材料试验材料为紫果百香果（台农一号）和黄金百香果（芭乐味黄金百香果）。紫果百香果成熟时果皮为紫红色，果形为椭圆形，口感酸甜，香气浓郁；黄金百香果成熟时果皮为金黄色，果形为扁圆形至圆形，口感纯甜，香味偏淡。2 个品种果实采集于贵州省安顺市镇宁县良田镇坝草村贵州省农业科学院果树科学研究所亚热带果树示范基地，均在果实成熟期挑选大小、色泽、成熟度一致且无机械损伤的果实，运回实验室进行处理。1.2仪器与试剂超高效液 相 色谱（UPLC，Shimpack UFLCSHIMADZU CBM30A）、串联质谱（MS/MS，AppliedBiosystems 6500 QTRAP）、甲醇（色谱纯，Merck）、乙腈（色谱纯，Merck）、乙醇（色谱纯，Merck）、标准品（色谱纯，BioBioPha/Sigma-Aldrich）等。1.3试验方法1.3.1样本的采集及制备以紫果百香果和黄金百香果果汁为试材，分为A、B 2 个组进行代谢组分析，每组设 3 个重复。将样品分别置于冻干机（Scientz-100F）中真空冷冻干燥，用研磨仪（MM 400，Retsch）研磨（30 Hz，1.5min）至粉末状，称取 100 mg 粉末溶解于 0.6 mL 的70%甲醇提取液中，溶解后的样品置于 4 冰箱中过夜，其间涡旋 6 次以提高提取率，10 000 r/min 下离心 10 min，取上清，微孔滤膜（0.22 m pore size）过滤样品，保存于进样瓶中用于超高效液相色谱-质谱联用（UPLC-MS/MS）分析。1.3.2UPLC-MS/MS 数据采集条件液相条件：色谱柱为 Waters ACQUITY UPLCHSS T3 C18 1.8 m，2.1 mm100 mm；流动相中 A为超纯水（含 0.04%乙酸），B 为乙腈（含 0.04%乙酸）；洗脱梯度为 010 min，5%95%B，1011 min，95%B，11.011.1 min，5%B，11.114.0min，5%B；流速条件 0.35 mL/min，柱温 40，进样量 4 L。质谱条件：电喷雾离子源（ESI）温度 550，质谱电压 5 500 V，帘气（CUR）30 psi，碰撞诱导电离（CAD）参数设置为高。在三重四级杆（QQQ）中，根据优化的去簇电压（DP）和碰撞能（CE）对每个离子对进行扫描检测。1.4数据分析混样质控样本（QC）mix01、mix02、mix03 由A 组和 B 组百香果混合而成，用于判断代谢物提取和检测的重复性。代谢物定性基于武汉迈维生物技术有限公司自建数据库 MWDB（metware database）、67袁启凤，颜培玲，史斌斌，等：基于广泛靶向代谢组学的 2 种百香果风味差异研究代谢物信息公共数据库和二级谱信息完成。运用Analyst 1.6.3 软件处理质谱数据。根据代谢物保留时间与峰型信息，对每个代谢物在不同样本中检测到的质谱峰进行校正，以确保定性定量的准确。将代谢物数据进行无监督的主成分分析（PCA）和有监督的正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）以观察分组之间和组内样本之间的变异度大小。根据获得的多变量分析 OPLS-DA 模型的变量重要性投影VIP 值和差异倍数值（Fold Change，FC）进一步筛选差异代谢物。相对含量采用峰面积归一法进行计算，利用 SPSS 22.0 软件分析差异显著性。将差异代谢物映射到 KEGG 数据库中进行注释，根据注释结果按照 KEGG 通路中的类型进行分类。2结果与分析2.1百香果广泛靶向代谢组学分析如表 1 所示，紫果百香果和黄金百香果中共检测到代谢产物 11 类 405 种，包括黄酮类 103 种、酚酸类 49 种、氨基酸及其衍生物 66 种、核苷酸及其衍生物 35 种、有机酸 31 种、生物碱 20 种、糖及醇类 21 种、木脂素和香豆素 11 种、脂质 48 种、维生素 8 种、其他 13 种；2 种百香果果实检测到共有代谢物、差异显著代谢物分别为 366 种和 263 种，共有代谢物黄酮类 81 种、酚酸类 43 种、氨基酸及其衍生物 64 种、核苷酸及其衍生物 35 种、有机酸 29种、生物碱 17 种、糖及醇类 21 种、木脂素和香豆素 10 种、脂质 47 种、维生素 7 种、其他 12 种。紫果百香果代谢产物有 383 种，未检测到的黄酮类主要是槲皮素、山奈酚、木犀草素、金合欢素、芹菜素、矢车菊素等 11 种糖苷衍生物，酚酸类是异绿原酸 B、3-（4-羟基苯基）丙酸、肉桂酸乙酯等 3 种，氨基酸及其衍生物是 N-（3-吲哚乙酰基）-L-丙氨酸 1 种，有机酸是-羟基异丁酸、3-羟基丁酸等 2种，生物碱是 N-芥子酰腐胺、N-阿魏酰腐胺、N-阿魏酰基胍丁胺等 3 种，脂质是甘油亚油酸酯 1 种，其他是 Z-蒿本内酯 1 种；黄金百香果代谢产物有388 种，未检测到的黄酮类主要是山奈酚、刺槐素、新奥司明、香叶木素、木犀草苷、香叶木苷、金圣草黄素、圣草次苷等 11 种，酚酸类是香兰素、1-咖啡酰奎宁酸、咖啡酸等 3 种，氨基酸及其衍生物是顺式-4-羟基-D-脯氨酸 1 种，木脂素和香豆素是东莨菪内酯 1 种，维生素是烟酸 1 种。本次检测结果发现，2 种百香果虽各自具有一些独特的物质，但主要还是集中体现在黄酮类和酚酸类物质上。表 12 种百香果代谢产物数量统计物质分类总数/种共有个数/种差异显著个数/种紫果百香果代谢物数量/种（未检测到的代谢物）黄金百香果代谢物数量/种（未检测到的代谢物）黄酮类103818992 槲皮素 葡萄糖-葡萄糖-鼠李糖、山奈酚 半乳糖-鼠李糖、槲皮素-7-O-（6-O-丙二酰基）-D-葡萄糖苷、槲皮素3-O-（6-O-丙二酰基）-半乳糖苷、槲皮素 3-O-（6-O-乙酰基）-半乳糖苷、木犀草素-4-O-D-葡萄糖苷、山奈酚-3-O-新橙皮糖苷、金合欢素-O-葡萄糖醛酸、芹菜素 7-O-葡萄糖苷、矢车菊素 3-O-葡萄糖苷、矢车菊素-半乳糖苷92（山奈酚-3-O-葡萄糖苷-7-O-鼠李糖苷、山奈酚 鼠李糖-半乳糖-鼠李糖、山奈酚-3-O-半乳糖苷、刺槐素、山奈酚3-O-洋槐糖苷、新奥司明、香叶木素-7-O-芸香糖苷、木犀草苷、香叶木苷、金圣草黄素 7-O-芸香糖苷、圣草次苷）酚酸类49433546异绿原酸 B、3-（4-羟基苯基）丙酸、肉桂酸乙酯46（香兰素、1-咖啡酰奎宁酸、咖啡酸）氨基酸及其衍生物66644265N-（3-吲哚乙酰基）-L-丙氨酸65（顺式-4-羟基-D-脯氨酸）核苷酸及其衍生物3535233535有机酸31292329（-羟基异丁酸、3-羟基丁酸）31生物碱20171117（N-芥子酰腐胺、N-阿魏酰腐胺、N-阿魏酰基胍丁胺）20糖及醇类2121102121木脂素和香豆素111091110（东莨菪内酯）脂质48471147（甘油亚油酸酯）48维生素87487（烟酸）其他1312612（Z-蒿本内酯）13合计4053662633833882.2主成分分析及聚类分析将 2 种百香果总共 405 种代谢产物进行主成分分析，第 1 主成分解释了总方差的 62.54%，第 2 主成分解释了总方差的 14.21%，其中 3 个紫果百香果68袁启凤，颜培玲，史斌斌，等：基于广泛靶向代谢组学的 2 种百香果风味差异研究样品、3 个黄金百香果样品和 3 个质控样品分别独立聚在一起（图版 4-A-a）。利用归一化方法 UV（unit variance scaling）对代谢产物含量数据进行处理，使用 R 软件分析并形成热图，聚类分析代谢物在不同样本间的积累模式如图版 4-A-b，结果显示，紫果百香果和黄金百香果代谢产物分别具有相似的积累趋势。主成分分析和层次聚类分析均表明，紫果百香果和黄金百香果之间具有不同的代谢产物特征，这为后续分析差异代谢物提供了基础。2.3差异代谢物的筛选与分析基于 OPLS-DA 结果，从获得的多变量分析OPLS-DA 模型的变量重要性投影 VIP 值（VIP1）和代谢物含量的差异倍数值（FC2、FC0.5），如图版 4-B 所示，2 种百香果筛选到的差异代谢物有 163 种（上调 80 种、下调 83 种）。由表 2 可知，紫果百香果和黄金百香果共筛选到11类163种差异代谢物，其中黄酮类 72 种（上调 31 种、下调 41种）、酚酸类 28 种（上调 15 种、下调 13 种）、氨基酸及其衍生物 15 种（上调 3 种、下调 12 种）、核苷酸及其衍生物 9 种（上调 4 种、下调 5 种）、有机酸 9 种（上调 7 种、下调 2 种）、糖及醇类 5种（上调 4 种、下调 1 种）、维生素 3 种（上调 2种、下调 1 种）、脂质 6 种（上调 5 种、下调 1 种）、生物碱 8 种（上调 5 种、下调 3 种）、木脂素和香豆素 3 种（上调 0 种、下调 3 种）、其他 5 种（上调 4 种、下调 1 种）。从数量上看，黄酮类和酚酸类都构成了 2 种百香果的主要差异代谢物，与紫果百香果相比，黄金百香果中下调物质多于上调物质。表 22 种百香果果实差异代谢物统计物质分类数量/种上调代谢物数量/种（代谢物）下调代谢物数量/种（代谢物）黄酮类7231山奈酚 半乳糖-鼠李糖、槲皮素-7-O-（6-O-丙二酰基）-D-葡萄糖苷、阿魏酰槲皮素-O-戊糖、异金丝桃苷、槲皮素 葡萄糖-鼠李糖、山奈酚 3-葡萄糖、芦丁、金丝桃苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、绣线菊甙、异槲皮苷、槲皮素-3-O-刺槐甙、6-羟基山奈酚-7-O-葡萄糖苷、异野漆树苷、6-羟基木犀草素 5-葡萄糖苷、金圣草黄素-C-鼠李糖-O-鼠李糖、槲皮素 3-O-（6-O-丙二酰基）-半乳糖苷、槲皮素 3-O-（6-O-乙酰基）-半乳糖苷、木犀草素-4-O-D-葡萄糖苷、山奈酚-3-O-新橙皮糖苷、槲皮素-3-O-L-吡喃鼠李糖苷、金合欢素-7-O-芸香糖苷、槲皮素-O-葡萄糖苷、金合欢素-O-葡萄糖醛酸、芹菜素7-O-葡萄糖苷、野漆树苷、四羟基-C-鼠李糖-葡萄糖黄酮碳苷、橙皮素 5-O-葡萄糖苷、樱桃苷、矢车菊素 3-O-葡萄糖苷、矢车菊素-半乳糖苷413,5,6,7,8,3,4-七甲氧基黄酮、山奈酚-3-O-葡萄糖苷-7-O-鼠李糖苷、山奈酚-3-新橙皮苷-7-葡萄糖苷、山奈酚 鼠李糖-半乳糖-鼠李糖、山奈酚-3-O-半乳糖苷、刺槐素、山奈酚 3-O-洋槐糖苷、山奈酚-3-芸香苷-7-葡萄糖苷、烟花苷（山奈酚 3-O-芸香糖苷）、芹菜素-6,8-C-二葡萄糖苷、木犀草素-7-O-D-芦丁、木犀草素-7-O-D-芸香糖苷、5-羟基-6,7,8,3,4-五甲氧基黄酮、木犀草素-6,8-二-C-葡萄糖苷、香叶木素-7-O-芸香糖苷、木犀草素-7,3-二-O-D-葡萄糖苷、新奥司明、木犀草素 7-O-D-葡萄糖基-6-C-L-阿拉伯糖、金圣草黄素 7-O-芸香糖苷、木犀草素C-己糖苷、香叶木苷、木犀草素 C-己糖基-O-鼠李糖苷 O-己糖苷、木犀草苷、异丁香素、异木犀草素-6,8-二-C-葡萄糖苷、异皂草苷、金雀异黄素 8-C-己糖基（16）葡萄糖苷、金雀异黄素 8-C-葡萄糖苷、牡荆素-2-O-D-吡喃葡萄糖苷、芹菜素-6-C-2-葡萄糖醛酸基木糖苷、C-己糖基木犀草素 O-己糖苷、6-C-己糖基-木犀草素 O-己糖苷、6-C-己糖基-木犀草素 O-戊糖苷、荭草苷、牡荆素、异夏佛塔苷、5,7,4-三羟基-8-C-D-葡萄糖黄酮碳苷、5,7,4-三羟基-6-C-D-木糖-（1-2）-D-葡萄糖黄酮碳苷、异牡荆素、异荭草素、圣草次苷酚酸类2815异绿原酸 B、原儿茶酸-4-葡萄糖苷、2,5-二羟基苯甲酸 O-己糖苷、顺-对-桂皮酸 4-O-葡萄苷、5-（2-羟乙基）-2-O-葡萄糖基苯酚、葡萄糖基氧基苯甲酸、1-O-（E）-对香豆酰-D-吡喃葡萄糖、香草酸苷、水杨酸-O-葡萄糖、3-（4-羟基苯基）丙酸、异水杨酸-O-葡萄糖、对香豆酸-O-葡萄糖、阿魏酰葡萄糖、肉桂酸乙酯、肉桂萜醇 A131-咖啡酰奎宁酸、松柏苷、-D-呋喃果糖基-D-（3-芥子酰基）葡萄糖苷、异芥子酸-己糖苷、1-O-（E）-咖啡酰-D-吡喃葡萄糖、3-O-（E）-对香豆蔻酰奎宁酸、紫丁香苷、绿原酸、新绿原酸、肉桂酸、芥子酸吡喃葡萄糖酯、3-O-对香豆酰奎尼酸、对香豆酰咖啡酰酒石酸氨基酸及其衍生物153N-乙酰苏氨酸、N-（3-吲哚乙酰基）-L-丙氨酸、L-瓜氨酸12苯丙氨酸、高精氨酸、哌啶酸、L-无水天冬酰胺、L-天冬氨酸、L-（-）-苏氨酸、S-甲基谷胱甘肽、D-（+）-苯丙氨酸、顺式-4-羟基-D-脯氨酸、L-茶氨酸、乙酰色氨酸、N-乙酰天冬氨酸69袁启凤，颜培玲，史斌斌，等：基于广泛靶向代谢组学的 2 种百香果风味差异研究续表 2物质分类数量/种上调代谢物数量/种（代谢物）下调代谢物数量/种（代谢物）核苷酸及其衍生物94（-烟酰胺单核苷酸、2-脱氧腺苷、N6-琥珀酰腺苷、胸苷）5（2-脱氧腺苷-5-单磷酸、鸟苷 3,5-环单磷酸、脱氧胞苷、2-脱氧胞苷-5-单磷酸、尿苷 5-二磷酸）有机酸97（S）-2-羟基丁酸、-羟基异丁酸、3-羟基丁酸、4-乙酰氨基丁酸、5-羟基己酸、2-羟基丁酸、半乳糖醛酸2（L-高丝氨酸、3,5-二羟基-3-甲基戊酸）糖及醇类54（耐斯糖、葡萄糖-1-磷酸、海藻糖-6-磷酸、D-葡萄糖-6-磷酸）1（磷酸葡糖酸）维生素32（吡哆素、核黄素）1（烟酸）脂质65单酰甘油酯（酰基 18）异构 1、单酰甘油酯（酰基 182）异构 2、单酰甘油酯（酰基 181）异构 1、甘油亚油酸酯、D-赤式-二氢鞘氨醇1（十五烷酸）生物碱85（N-芥子酰腐胺、N-阿魏酰基胍丁胺、N-对香豆酰基腐胺、N-阿魏酰腐胺、N1-二氢咖啡酰-N10-香豆酰精胺）3（胍丁胺、N-苯亚甲基异甲胺、葫芦巴碱）木脂素和香豆素303（7-甲氧基香豆素、二氢香豆素、东莨菪内酯）其他54（2,3,5,4-四羟基-二苯乙烯-2-O-D-葡萄吡喃糖苷、2,4,6,4-四羟基-二苯乙烯-2-O-D-葡萄吡喃糖苷、5-葡萄糖基-吡喃葡萄糖基茉莉酸、Z-蒿本内酯）1（3-氨基甲酰-1-甲基氧化吡啶）合计1638083将检测到的代谢产物进行定性分析和定量分析，比较代谢产物定量信息在各分组中发生的差异倍数变化，将差异代谢物的差异倍数进行log2处理，即将 FC 值进行 log2 转换之后，FC 值被划分成正、负，可以直观地通过正、负来判断上调、下调，然后根据 log2FC 绝对值的大小判断差异强度。若 FC原值不进行转换，则结果全是正值，无法直观判断上调还是下调。从表 3 可以看出，与紫果百香果相比，黄金百香果变化程度（log2FC）排在前 10 位的上调代谢物包括 5 种酚酸类、3 种有机酸、1 种黄酮类和 1 种生物碱，下调代谢物包括 9 种黄酮类和 1种酚酸类。从前 10 位差异代谢物来看，黄酮类、酚酸类和有机酸构成了 2 种百香果的主要差异代谢物质。表 32 种百香果差异倍数排在前 10 位的代谢产物序号上调代谢物差异倍数 物质分类 序号下调代谢物差异倍数 物质分类1顺-对-桂皮酸 4-O-葡萄苷3.80酚酸类1紫丁香苷-4.82酚酸类2N-对香豆酰基腐胺3.70生物碱2芹菜素-6-C-2-葡萄糖醛酸基木糖苷-3.99黄酮类31-O-（E）-对香豆酰-D-吡喃葡萄糖3.62酚酸类3木犀草素-7-O-D-芦丁-3.76黄酮类4樱桃苷3.48黄酮类4异荭草素-3.72黄酮类5对香豆酸-O-葡萄糖3.47酚酸类5木犀草素 C-己糖苷-3.69黄酮类62-羟基丁酸3.35有机酸6木犀草素 C-己糖基-O-鼠李糖苷 O-己糖苷-3.59黄酮类7（S）-2-羟基丁酸3.22有机酸7荭草苷-3.57黄酮类82,5-二羟基苯甲酸 O-己糖苷3.15酚酸类8金雀异黄素 8-C-葡萄糖苷-3.14黄酮类95-羟基己酸3.15有机酸9牡荆素-3.12黄酮类10原儿茶酸-4-葡萄糖苷3.04酚酸类105,7,4-三羟基-8-C-D-葡萄糖黄酮碳苷-3.08黄酮类差异倍数排在前 10 位的上调代谢物包括了 3种有机酸，这一现象与黄金百香果实际口感不一致，比较 2 种百香果中糖、酸、氨基酸的差异情况（表4）可以发现，黄金百香果中除磷酸葡糖酸下调外，其余 4 种糖均上调；而峰面积最大的 L-高丝氨酸下调。虽然黄金百香果中上调有机酸种类远远高于下调，但果实中酸甜风味主要取决于糖和酸之间总量平衡关系。此外，呈味氨基酸在果实风味中也发挥比较重要的作用，紫果百香果和黄金百香果中 13种氨基酸相对含量差异显著，紫果百香果中 11 种氨基酸及其衍生物上调、2 种下调，其中苯丙氨酸、L-天冬氨酸 2 种呈味氨基酸显著高于黄金百香果。70袁启凤，颜培玲，史斌斌，等：基于广泛靶向代谢组学的 2 种百香果风味差异研究表 42 种百香果中主要的糖、酸和氨基酸代谢差异统计代谢物紫果百香果黄金百香果变量权重值 变化倍数 黄金百香果相对紫果百香果为对照类型糖及醇类耐斯糖117 69310 407320 89340 2331.202.73上调葡萄糖-1-磷酸4 284 233242 683 8 829 200313 7161.212.06上调海藻糖-6-磷酸152 96315 316334 4204 5041.202.19上调D-葡萄糖-6-磷酸4 272 233383 964 9 117 067277 7431.212.13上调磷酸葡糖酸4 427 033631 720 1 324 000165 5161.200.30下调有机酸（S）-2-羟基丁酸3 84086935 7004521.219.30上调4-乙酰氨基丁酸65 0761 336258 64018 0201.223.97上调5-羟基己酸17 9023 602159 42018 0991.218.90上调2-羟基丁酸17 4071 799176 93720 9651.2210.16上调半乳糖醛酸36 4104 650133 9935 7411.213.68上调L-高丝氨酸822 39793 983306 13011 2981.210.37下调3,5-二羟基-3-甲基戊酸125 6675 43245 4996 8471.200.36下调氨基酸及其衍生物N-乙酰苏氨酸16 5414 763123 99315 8301.207.50上调L-瓜氨酸199 85315 490434 82318 4591.212.18上调苯丙氨酸950 53775 815384 47010 8181.210.40下调高精氨酸238 35719 76180 0573 9261.210.34下调哌啶酸8 669 033360 668 2 479 433284 0261.210.29下调L-无水天冬酰胺342 98348 232110 38518 0691.190.32下调L-天冬氨酸15 960 333229 348 6 440 833199 6601.220.40下调L-（-）-苏氨酸779 10051 568307 80037 1981.200.40下调S-甲基谷胱甘肽527 15391 238236 19316 3961.170.45下调D-（+）-苯丙氨酸2 029 93370 323797 01720 4341.220.39下调L-茶氨酸1 086 36750 681436 30043 5071.210.40下调乙酰色氨酸24 9589856 5941 6951.190.26下调N-乙酰天冬氨酸352 87349 56796 0266 1491.210.27下调2.4差异代谢物 KEGG 富集分析将差异代谢物进行 KEGG 富集分析，其中代谢物富集较多且差异显著的通路包括黄酮和黄酮醇类生物合成（Flavone and flavonol biosynthesis）、黄酮类生物合成（Flavonoid biosynthesis）、苯丙烷生物合成（Phenylpropanoid biosynthesis）、哌啶和嘧啶生物碱合成（Tropane piperidine and pyridine alkaloidbiosynthesis）、烟酸和烟酰胺代谢（Nicotinate andnicotinamide metabolism）以及甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢（Glycine，serine and threonine metabolism）等（图版 4-C）。KEGG 富集分析同样显示，黄酮相关的通路是 2 种百香果差异最显著的。3讨论与结论2 种百香果共含有黄酮类、酚酸类、氨基酸类、有机酸类、糖及醇类等 405 种代谢产物，其中功能性物质黄酮类、酚酸类种类最多，也是紫果百香果和黄金百香果中差异代谢物数量最多的两类物质，同时 2 种百香果各自独有的黄酮类物质也是最多的。百香果作为民间传统药用植物，广泛应用于利尿、止咳、消炎止痛10-11。通过差异代谢物筛选，共得到 163 种物质，同样以黄酮类（72 种）、酚酸类（28 种）为主。KEGG 富集分析显示，黄酮相关的通路也是 2 种百香果差异最显著的。黄酮和酚酸功能复杂，在调节果实风味方面具有很重要的作用，此外，在提高植物抗逆性、影响果实色泽方面也发挥着重要的作用12-14。柿、葡萄和核桃内种皮因富含单宁、儿茶素等而具有涩味15-17，柚子有明显的苦味是因为富含柚皮苷18，新橙皮苷也是柑橘的苦味来源19-20。百香果中检测到一定量的新橙皮苷、原儿茶酸，但吃的时候察觉不到苦涩味很可能是被别的物质中和，所以黄酮类和酚酸类物质是如何影响百香果风味的，还需进一步研究。水果中的糖和有机酸组分及比例是影响果实71袁启凤，颜培玲，史斌斌，等：基于广泛靶向代谢组学的 2 种百香果风味差异研究风味的重要因素7,21。百香果果汁中含有丰富的糖和有机酸，2 种百香果中共检测到山梨糖醇、葡萄糖等 21 种糖醇以及柠檬酸、琥珀酸等 31 种有机酸，其中 5 种糖和 9 种酸相对含量差异显著。黄金百香果中磷酸葡糖酸下调，耐斯糖、葡萄糖-1-磷酸、海藻糖-6-磷酸、D-葡萄糖-6-磷酸上调；L-高丝氨酸、3,5-二羟基-3-甲基戊酸下调，（S）-2-羟基丁酸、4-乙酰氨基丁酸、5-羟基己酸、2-羟基丁酸、半乳糖醛酸上调；-羟基异丁酸、3-羟基丁酸独有。虽然黄金百香果中上调代谢物的数量远远高于下调代谢物，但黄金百香果总酸含量低于紫果百香果22，所以黄金百香果中上调和独有的 7 种酸很可能对总酸的贡献量不大，L-高丝氨酸、3,5-二羟基-3-甲基戊酸 2 种酸的下调才是造成黄金百香果总酸含量低于紫果百香果的主要原因。同理，黄金百香果口感甜于紫果百香果，是因为糖含量高，与耐斯糖、葡萄糖-1-磷酸、海藻糖-6-磷酸、D-葡萄糖-6-磷酸4 种糖上调有关22-23。氨基酸不仅是食物中重要的营养成分，同时在丰富食物味道方面也起到重要的作用24-25，一般意义上把谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸这 6 种能呈现出特殊鲜味的氨基酸称为呈味氨基酸。百香果中氨基酸含量丰富，检测到 66 种氨基酸及其衍生物，紫果百香果和黄金百香果中 15 种氨基酸及其衍生物相对含量差异显著，紫果百香果中 12 种氨基酸及其衍生物上调，3 种下调，其中苯丙氨酸、L-天冬氨酸 2 种呈味氨基酸显著高于黄金百香果，L-天冬氨酸和苯丙氨酸在食品加工过程中通常作为香味剂、鲜味剂添加使用，因此以苯丙氨酸、L-天冬氨酸为代表的氨基酸的上调是导致紫果百香果香味、鲜味浓于黄金百香果的重要原因23。百香果因其独特香气而备受欢迎，主要是因为含有丰富的芳香类物质26。脂质是芳香类物质等挥发性有机物的前体物质，在百香果成熟过程中显著降低27。紫果百香果和黄金百香果中 6 种脂质含量存在显著差异，紫果百香果中 5 种脂质上调、1 种下调，紫果百香果香味更加浓郁很可能与单酰甘油酯、甘油亚油酸酯等 5 种脂质的分解上调密切相关。参考文献1 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志.北京：科学出版社，1999.2 马文霞，倪玉洁，谢倩，等.鲜食百香果果实品质综合评价模型的建立及应用.食品科学，2020，41（13）：53-60.3 张丽敏，巴良杰，吉宁，等.不同成熟度采收对百香果常温贮藏品质的影响.中国南方果树，2021，50（6）：74-78，83.4 陈华峰，唐玉情，潘亚婕，等.果实风味的代谢基础及其调控机制研究进展.植物研究，2021，41（3）：474-480.5 Corra R C G,Peralta R M,Haminiuk C W I,et al.The past decadefindings related with nutritional composition,bioactive molecules andbiotechnological applications ofPassifloraspp.(passion fruit).Trends inFood Science and Technology,2016,58:79-95.6 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