
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
氢注入与等离子体活化水退火处理对藜麦淀粉多尺度结构、理化特性及体外消化率的影响机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月16日 来源:Journal of Future Foods CS5.8
编辑推荐:
针对光照、温湿度等环境因素导致金银花在贮藏过程中色泽与品质劣变的问题,研究人员通过加速实验(25°C,75%RH)系统探究了其褐变机制。结果表明,18天后色泽由绿白转为棕褐,叶绿素a和类胡萝卜素含量分别下降33.92%和34.87%,总酚含量降低39.85%,而PPO/POD酶活性和5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural)含量显著升高。结合非靶向代谢组学筛选出74种差异代谢物,揭示褐变与品质下降由酶促反应与非酶美拉德反应共同驱动,为中药材贮藏规范提供理论依据。
在传统中药材和功能性食品领域,金银花(Lonicera japonica Thunb.)因其丰富的酚酸、黄酮和环烯醚萜类成分,被广泛应用于抗菌、抗炎和抗氧化产品中。然而,其色泽与品质极易在贮藏过程中受温湿度影响发生褐变,中国药典虽描述其"久贮色渐深",但具体机制尚未阐明。这一问题不仅影响商品外观,更可能导致活性成分流失,直接威胁临床疗效。尤其在高温高湿的南方地区,金银花贮藏过程中的褐变现象更为突出,但此前研究多聚焦于光照影响,对温湿度协同作用的认识存在空白。
河北腾云堂中药有限公司的研究人员通过模拟加速实验(25°C,75%相对湿度),结合多组学技术系统揭示了金银花褐变的分子机制。研究发现,18天贮藏后样品L值(亮度)下降4.34%,a值(红绿色度)激增2.1倍,叶绿素a和类胡萝卜素分别降解33.92%和34.87%。关键酶活性检测显示,多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)持续激活,催化酚类物质氧化为醌类聚合物。非靶向代谢组学筛选出74个差异代谢物,其中5-羟甲基糠醛(5-HMF)含量显著升高,证实美拉德反应参与非酶褐变。相关成果发表于《Journal of Future Foods》,为中药材贮藏条件优化提供了分子层面的理论支撑。
研究采用紫外分光光度法测定色素与抗氧化活性(ABTS+/DPPH/FRAP),HPLC定量10种主要成分(如绿原酸、木犀草苷),结合UPLC-QE-MS/MS进行代谢组学分析。通过主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)解析代谢轮廓,KEGG数据库注释关键通路。
研究结果
3.1 色泽特征变化
加速实验显示,金银花在3天内快速褐变,a值增幅达49.49%,色相角h值下降10.14%,证实该参数对温湿度变化最敏感。
3.2 色素降解
叶绿素a在前期(0-3天)降解速率最快(21.45%),类胡萝卜素则在0-12天下降25%,表明不同色素对环境的响应时序存在差异。
3.3 酚类与黄酮动态
总酚含量持续降低(39.85%),而总黄酮反升10.54%,推测高湿度激活了黄酮生物合成途径,如苯丙烷代谢通路中4-香豆酸含量显著上调。
3.5 酶活性变化
PPO活性在贮藏中期达到峰值,与绿原酸(下降19.35%)等酚类氧化高度相关(P<0.001),印证酶促褐变的主导作用。
3.7 代谢组学发现
差异代谢物中,叶绿素a降解产物脱镁叶绿酸(Chlorophyllide a)含量下调,而美拉德反应标志物5-HMF上升1.21倍。KEGG富集分析显示,黄酮生物合成和苯丙氨酸代谢通路被显著激活。
结论与意义
该研究首次阐明温湿度协同作用下金银花褐变的双重机制:PPO/POD介导的酶促反应导致酚类氧化聚合,同时非酶美拉德反应生成5-HMF等褐色产物。这一发现不仅验证了药典经验性描述的分子基础,更提出湿度(而非温度)是诱发品质劣变的关键因素——在75%RH条件下,即使25°C常温也会加速褐变。实践层面,研究建议将金银花贮藏湿度控制在60%以下,并为开发新型防褐变制剂(如酶抑制剂)提供了靶点。从方法论看,结合色度学参数(如h*值)与代谢组学的分析框架,可推广至其他易褐变中药材的品质监控体系。
生物通微信公众号
知名企业招聘