《Food Research International》:Non-targeted metabolomics technology elucidates the metabolic mechanism of flavor formation in Xinjiang's distinctive apricot (
Prunus armeniaca L.) varieties
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•BRX的口味品质优于其他品种。•BRX展现出最佳的糖酸比。•22种风味化合物与品种间的BRX优越性相关联。•碳水化合物、氨基酸、脂质和次生代谢共同塑造了风味。引言杏(Prunus armeniaca L.)是全球第三大广泛栽培的核果类作物(Liu等,2025)。作为蔷薇科李
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BRX的口味品质优于其他品种。
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BRX展现出最佳的糖酸比。
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22种风味化合物与品种间的BRX优越性相关联。
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碳水化合物、氨基酸、脂质和次生代谢共同塑造了风味。
引言
杏(Prunus armeniaca L.)是全球第三大广泛栽培的核果类作物(Liu等,2025)。作为蔷薇科李属的温带核果物种,杏以其诱人的色泽、独特的风味和均衡的酸甜口感深受全球消费者喜爱。杏不仅是一种低血糖指数水果,其血糖指数约为30–35,还富含维生素(包括维生素A和C、核黄素、硫胺素、泛酸和烟酸)、矿物质元素(如钾、铁、镁和磷)以及酚类生物活性化合物(Greger & Schieberle, 2007; Groppi等, 2021)。值得注意的是,其类胡萝卜素含量达到380–400 μg/100 g,在常见水果中仅次于芒果(Fratianni等, 2022)。杏是典型的跃变型水果,主要收获季节为6月至7月,采后储存期间极易软化、褐变和腐烂(Baccichet等, 2023; Xi等, 2016)。因此,杏育种长期以来聚焦于提高环境适应性、抗逆性、适口性和加工性,最终目的是提升杏产业的经济价值(Groppi等, 2021)。
杏衍生产品同样展现出可观的功能潜力。例如,已有研究表明其能够抑制促炎细胞因子白细胞介素-6的产生,从而有助于预防因肠道屏障功能失调引起的肠道炎症,同时还能增强免疫功能和延缓衰老(Dos Santos Rocha等, 2023)。凭借独特的风味和丰富的营养组成,杏被广泛加工成多种增值产品,包括杏仁饮料、杏汁饮料、杏干和杏脯,深受消费者欢迎(Dos Santos Rocha等, 2023; Sharma等, 2022; Waje等, 2008; Wang等, 2022)。根据FAOSTAT 2024年统计报告的2023年全球产量数据,结合2024年发布的官方国家汇总数据,全球鲜杏总产量(不含杏仁)约为228万吨,产生的整体经济价值估计约为89亿美元(FAO, 2024)。
风味品质是水果中决定消费者偏好和食用品质的关键因素(Ayour等, 2020)。在杏中,挥发性特征谱主要与果香型、青香型、花香型、柑橘型和坚果型风味相关(Ayour等, 2020; Zeng等, 2024)。分子感官研究已鉴定出几种关键的芳香活性化合物,包括(R)-γ-癸内酯、β-紫罗兰酮、(E)-β-大马跃酮和芳樟醇,这些化合物具有较高的香气活性值(OAVs),被认为是杏特征香气的主要贡献者(Farag等, 2022; Greger & Schieberle, 2007)。杏的甜味主要由可溶性糖决定,如葡萄糖、果糖、蔗糖、木糖和山梨醇。在成熟过程中,蔗糖合酶基因(SUS1)、蔗糖磷酸合酶基因(SPS2)和转化酶基因(INV1)表达的增强促进了可溶性糖的积累,导致果糖和蔗糖含量显著增加(Ortuno-Hernandez等, 2024; Xi等, 2016; Zhang等, 2019)。相反,与酸味相关的化合物含量,特别是苹果酸和奎宁酸,在成熟过程中明显下降(Baccichet等, 2022; Baccichet等, 2023)。因此,糖酸比随果实成熟而增加,成为消费者接受度的重要指标(Xi等, 2016)。除挥发性有机化合物(VOCs)和糖类外,其他非挥发性代谢物,包括有机酸、酚酸、氨基酸和糖苷,通过影响甜味、酸味、苦味、涩味和余味,共同塑造了杏的感官特征(Jan等, 2022)。
中国杏种质资源占全球的90%,拥有13个亚种和2000多个品种,其中大部分集中于新疆。新疆也是我国杏栽培规模和产量最大的省份。其中,小白杏(XBX)、赛买提杏(SMTX)、树上干杏(SSGX)和巴仁杏(BRX)是新疆拥有地理标志的四种独特杏品种。XBX和SMTX品种的总多酚和黄酮含量高于大巴英杏、罗普红带克杏和有杏(Feng等, 2015; Zhao等, 2022);然而,关于SSGX和BRX的研究相对较少。近年来,新疆杏育种已从注重高产转向注重优质,培育出多个新的杏品种。芒果杏(MGX)是一种在新疆当地培育的新品种,深受消费者欢迎。本研究将采用电子鼻(E-nose)、电子舌(E-tongue)、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC/MS)和超高效液相色谱-电喷雾电离-四极杆-轨道阱质谱联用(UPLC-ESI-Q-Orbitrap-MS)等技术,分析新疆五个杏品种(XBX、SMTX、SSGX、BRX和MGX)的风味特征。通过多元统计分析及通路富集分析,探讨优质风味形成的机制。研究结果将为培育风味品质优良的新杏品种提供新的见解,并为进一步加工后保留杏的独特风味提供理论基础。
各节摘要
材料与试剂
本研究选取了中国新疆广泛栽培的五种代表性杏品种(Prunus armeniaca L.),包括四个新疆特有的地方品种(XBX、SMTX、SSGX和BRX)以及一个新育成的品种(MGX)。果实采样由中国新疆林业科学院经济林研究所的专业研究人员完成,该研究人员在杏栽培方面拥有超过10年的经验。所有果实均在
不同杏品种间出汁率、总可溶性固形物、总有机酸、总酚、糖酸比和总黄酮含量的差异分析
果实的酸度和甜度通常是影响其销售的最直接因素(Piechowiak等, 2022)。如图1所示,XBX、SSGX、SMTX、BRX和MGX杏品种间在影响消费者消费行为的关键指标上存在显著的种间差异。
总有机酸在果实风味中起着至关重要的作用,它不仅影响果实的酸度,还决定了甜酸之间的整体平衡(Yang等, 2023)。图。
结论
作为季节性水果,杏的风味品质直接影响市场销售。通过分析五个不同杏品种的基本理化参数和风味成分,本研究确定BRX具有优异的风味品质。BRX的糖酸比和感官评分显著高于其他品种;此外,其总多酚和黄酮含量仅次于XBX,确立了其作为优质杏品种的地位。
CRediT作者贡献声明
马健:撰写——初稿,方法学,数据整理。李鹏:资源,资金获取,数据整理。马艳红:验证,监督,资源,项目管理,资金获取,概念构思。张志刚:验证,监督。曹琪:方法学,资金获取,概念构思。肖亚东:方法学,数据整理。吴海洪:调查,概念构思。李大经:撰写——审阅与编辑,可视化,监督,
利益冲突声明
作者声明他们不存在任何可能影响本文所报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本研究由新疆维吾尔自治区重点研发任务专项项目[2023B02028]资助。感谢江苏省农业科学院中央实验室的金金博士对HPLC-MS/MS分析提供的技术支持。
马健|李鹏|马艳红|张志刚|曹琪|肖亚东|吴海洪|李大经|刘春菊|牛丽英