《Journal of Agricultural and Food Chemistry》:From Green to Ripe: Untargeted UHPLC–Orbitrap–MS Lipidomic Profiling of Cacao Seed and Pod Husk during Maturation
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可可果实的成熟直接影响与巧克力生产和副产物增值相关的组织的化学组成,然而其脂质重塑仍未被探索。本研究采用非靶向UHPLC–Orbitrap–MS脂质组学工作流程,绘制了可可种子和可可果荚壳(cacao pod husk, CPH)在三个成熟阶段(绿色、中间和成
可可果实的成熟直接影响与巧克力生产和副产物增值相关的组织的化学组成,然而其脂质重塑仍未被探索。本研究采用非靶向UHPLC–Orbitrap–MS脂质组学工作流程,绘制了可可种子和可可果荚壳(cacao pod husk, CPH)在三个成熟阶段(绿色、中间和成熟)的脂质谱变化。在种子中,注释到290种脂质物种,大多数脂质类别在成熟阶段表现出较低的相对丰度。主要可可脂三酰甘油(triacylglycerol, TG)表现出选择性积累,表明成熟涉及靶向的脂质重组,而非贮存脂质的普遍增加。在CPH中,注释到224种脂质物种,类别水平变化有限,但物种特异性变化显著;甾醇酯(steryl ester, SE)、二酰甘油(diacylglycerol, DG)、羟基脂肪酸(hydroxy fatty acid, HFA)和酰化甾醇糖苷(acylated sterol glycoside, ASG)在成熟过程中增加。这些趋势表明,可可发育过程中,贮存组织和保护组织具有不同的代谢作用。
**研究背景与意义**
可可(*Theobroma cacao* L.)属于锦葵科,其果实由可可果荚壳(cacao pod husk, CPH)、种子和果肉组成,种子是可可经济价值的主要来源,使可可成为全球十大农产品之一。脂质是种子中含量最丰富的组分,占种子干重的一半以上;可可脂(cocoa butter, CB)中约97%的脂质为甘油酯(glycerolipid, GL),其中主要为三酰甘油(triacylglycerol, TG)。脂质不仅赋予可可脂特有的感官、流变和结晶特性,还在植物膜结构、能量贮存和代谢信号中发挥关键作用。然而,关于新鲜果实组织(尤其是CPH)在成熟过程中脂质重塑的认识仍十分有限。已有脂质组学研究多集中于种子、采后加工和TG表征,而果实成熟过程中代谢物组成变化尚未被充分探索,制约了对可可果实组织特异性代谢调控及其对品质和生物功能影响的理解。此外,CPH作为加工副产物产量巨大,鉴定其中具有潜在工业价值的化合物有助于其增值利用。因此,研究人员利用非靶向脂质组学工作流程,结合超高效液相色谱-质谱联用(ultrahigh-performance liquid chromatography-mass spectrometry, UHPLC-MS),分析可可种子(含果肉)和CPH在三个成熟阶段的脂质组成变化,以阐明与成熟相关的生化改变。
**研究内容与主要结论**
研究人员从巴西Linhares的Fazenda S?o Luiz全日照实验种植园采集PS1319克隆的45个果实,经冻干、提取后采用UHPLC–Orbitrap–MS在正负离子模式下进行非靶向脂质组学分析。结果表明,种子中注释到290种脂质,CPH中注释到224种;种子中多数脂质类别在成熟期相对丰度降低,而主要可可脂TG(如SOS、POP、POS)表现出选择性积累,说明成熟涉及靶向脂质重组而非贮存脂质的普遍增加。CPH中类别水平变化有限,但物种特异性变化显著,SE、DG、HFA和ASG在成熟过程中增加。该研究为可可果实成熟过程中的脂质重塑提供了系统认识,也为可可副产物特别是CPH的潜在工业应用提供了化学基础。论文发表在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》。
**主要技术方法**
样本队列为来自巴西Espírito Santo州Linhares地区Fazenda S?o Luiz全日照种植园PS1319克隆的45个果实,采自超过10棵可可树,按外果皮颜色和内部特征分为绿色(E1)、中间(E2)