枸杞果实受赤拟谷盗侵染后的品质变化机制及潜在质量标志物研究

本研究针对枸杞(Lycium barbarum)在仓储过程中易受赤拟谷盗(Tribolium castaneum, TC)侵染导致品质劣变的问题，通过整合多维品质评价与UPLC-MS代谢组学技术，系统揭示了虫害诱导品质下降的分子机制。研究发现TC侵染显著改变枸杞色泽参数(a 和c 值)，降低总黄酮(TFs)、总酚(TPs)及6种活性成分含量，并削弱抗氧化活性(DPPH/FRAP/ABTS)。鉴定出91个差异代谢物(DMs)，主要涉及氨基酸代谢、碳水化合物代谢和能量代谢通路，筛选出尿酸等6个具有早期预警潜力的质量标志物(Q-markers)。该研究为虫害枸杞的品质评价提供了科学依据，对农产品质量控制具有重要意义。

　　

研究背景
枸杞作为具有2000余年药用历史的传统药食两用资源，其全球市场规模预计将在2030年达到19亿美元。然而鲜果皮薄质软的特性使其在干燥储存过程中极易遭受赤拟谷盗(Tribolium castaneum, TC)侵染，导致外观褐变、活性成分流失及抗氧化能力下降等品质问题。当前传统虫害检测方法仅适用于严重侵染样本，而市售枸杞制品可能存在虫害原料掺假风险。尽管已有研究关注品种、产地和加工方式对枸杞品质的影响，但虫害引发的系统性品质劣变机制仍属空白，缺乏有效的质量评价指标。

研究设计与方法
来自中国宁夏和新疆产区的"宁杞1号"与"精杞1号"枸杞样本，经50℃烘干至含水率12%-13%后，在28℃/65%RH条件下进行TC成虫侵染实验(80头/35g样本，持续30天)。研究整合了多维分析技术：CIE Lab^**
色度系统测定外观变化；紫外分光光度法检测总黄酮(TFs)和总酚(TPs)；HPLC定量6种活性成分(表儿茶素、芦丁等)；FRAP/DPPH/ABTS法评估抗氧化活性；UPLC-Q-Exactive Plus系统进行非靶向代谢组学分析，通过MS-DIAL软件处理数据，筛选标准为VIP>1且P<0.05。

研究结果
3.1 色泽差异
TC侵染导致枸杞表面破损，红色饱和度(a

)和色度(c

)显著降低(P<0.05)，亮度(L
^**
)下降伴随褐色加深，可能与酚类氧化和非酶褐变有关。

3.2 活性成分变化
虫害组TFs含量下降23.5%-53.6%(P<0.01)，TPs在新疆产区显著降低；HPLC显示3种黄酮成分均呈下降趋势，酚酸变化存在品种差异。

3.3 抗氧化活性
FRAP值在宁夏组降低19.4%(P<0.05)，新疆组三项抗氧化指标均显著下降，证实虫害削弱枸杞保健功能。

3.5 代谢组学特征
UPLC-MS鉴定出162个(宁夏)和268个(新疆)差异代谢物(DMs)，HMDB分类显示脂类、苯丙素类和有机酸衍生物占比最高。KEGG分析揭示核心通路扰动：

• 氨基酸代谢：精氨酸、组氨酸等必需氨基酸显著消耗
• 碳水化合物代谢：蔗糖代谢和TCA循环相关代谢物减少
• 能量代谢：氧化磷酸化通路受阻

3.7 质量标志物筛选
通过ROC曲线(AUC=1)确定6个关键DMs：尿酸(上调)、蒙坦醇、蔗糖(下调)等，与色泽参数和抗氧化指标显著相关(|r|>0.6)。

结论与意义
该研究首次阐明TC侵染通过破坏氨基酸代谢、碳水化合物代谢和能量代谢三大核心通路，导致枸杞活性成分降解和抗氧化能力下降的分子机制。建立的6-Q-markers诊断体系(尿酸/蔗糖等)可实现虫害早期检测，为制定《中国药典》枸杞贮藏质量控制标准提供新依据。研究成果发表于《Food Chemistry: X》，不仅填补了虫害枸杞品质评价的理论空白，更为开发快速检测技术(如生物传感器)奠定基础。未来需扩大商业样本验证标志物普适性，推动研究成果向产业应用转化。