《Journal of Future Foods》：Metabolomic Profiling of Volatile and Non-Volatile Changes in Plantain (
Musa spp.) Pulp under Thermal Processing
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热处理诱导大蕉果肉产生明显的感官和代谢组学变化。在烹饪后的大蕉果肉中，51种挥发性代谢物和307种非挥发性代谢物发生了显著改变。生物活性化合物（如N-乙酰血清素，N-acetylserotonin）得以富集，而有害代谢物减少。烘焙和蒸制改善了颜色、甜度和类胡萝
热处理诱导大蕉果肉产生明显的感官和代谢组学变化。在烹饪后的大蕉果肉中，51种挥发性代谢物和307种非挥发性代谢物发生了显著改变。生物活性化合物（如N-乙酰血清素，N-acetylserotonin）得以富集，而有害代谢物减少。烘焙和蒸制改善了颜色、甜度和类胡萝卜素保留。
香蕉（包括大蕉，Musa spp.）是一种大型单子叶植物，广泛栽培于热带和亚热带地区，是全球数亿人赖以为生的食物。尤其在非洲西部和拉丁美洲，大蕉既是膳食主食，也是家庭收入的重要来源。大蕉果肉富含淀粉，需烹饪后食用，常见加工方式包括煮制、蒸制、油炸、烘焙和晒干。已有研究表明，大蕉果肉含有丰富的碳水化合物、膳食纤维、微量营养素和生物活性化合物，如类胡萝卜素、多酚、黄酮和生物胺等，具有抗氧化、抗炎、神经保护、降血糖和抗癌等多种生物活性。其中，α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、叶黄素和玉米黄质是维生素A前体，对抵抗维生素A缺乏症具有重要意义；色氨酸衍生物（如5-羟基色氨酸、N-乙酰血清素、N′-甲酰犬尿氨酸）在情绪调节、睡眠增强和神经保护中发挥关键作用；挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）则决定果实的香气特征，并显著影响消费者接受度。然而，尽管已有大量关于香蕉营养和植物化学特性以及传统热加工方法的研究，大多聚焦于单一成分或特定加工方式，缺乏基于高选择性、高分辨率质谱的代谢组学方法对营养保留、功能性代谢物富集和食品安全进行系统分析。为此，研究人员系统评估了烘焙、空气炸、蒸制和微波加热四种代表性热加工方法对大蕉果肉的影响，以生样品为对照，利用代谢组学手段分析类胡萝卜素、风味相关代谢物以及神经保护和免疫调节相关代谢物的变化。
研究人员将广东省农业科学院果树研究所提供的黄熟期大蕉（Musa spp.，AAB群，French Horn亚群）果肉分为五组，分别进行生对照、蒸制（1000 W，20 min）、烘焙（200°C，20 min）、微波（560 W，5 min）和空气炸（200°C，20 min）处理。采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）分析类胡萝卜素和非挥发性代谢物，气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析挥发性代谢物，同时测定了果肉重量、颜色（L*和b*）、质构（硬度和粘附性）、总可溶性固形物（°Brix）、总可溶性糖和总酸度等表型指标。统计分析采用Tukey HSD检验，差异代谢物以VIP > 1.0、FC > 1.2或< 0.833且p < 0.05为筛选标准。研究共鉴定出214种挥发性代谢物，其中51种显著改变；检测到2579种非挥发性代谢物，其中307种显著改变。结果发现，热处理诱导大蕉果肉产生明显的感官和代谢组学变化；有益生物活性物质（如N-乙酰血清素、5-羟基色氨酸和油酰胺）富集，而有害代谢物（如不对称二甲基精氨酸和2-羟基蒽醌）减少；烘焙和蒸制能更好地保留α-胡萝卜素和β-胡萝卜素，并提高叶黄素含量，改善颜色和甜度。这些低成本加工方法提高了大蕉制品的营养价值和安全性，支持精准营养和可持续利用，尤其对西非和拉丁美洲的热带地区具有社会经济意义。该研究发表于《Journal of Future Foods》。
主要关键技术方法包括：利用UPLC-APCI-MS/MS对类胡萝卜素进行定性和定量分析；利用UPLC-Orbitrap-MS/MS进行非靶向非挥发性代谢组学分析，并通过KEGG、HMDB和LIPID MAPS数据库进行注释；利用顶空固相微萃取结合GC-MS对挥发性代谢物进行检测，并与Wiley（含NIST2020）数据库比对。数据采用PCA、PLS-DA和差异代谢物筛选等方法进行统计分析。样本来源为广东省农业科学院果树研究所提供的大蕉果实，检测分析由北京诺禾致源科技股份有限公司完成。
3.1 不同烹饪方法处理的大蕉果肉表型特征：通过重量、颜色、质构和甜度测定，研究人员发现烘焙和空气炸导致重量分别显著降低15.43%和16.65%，蒸制和微波分别降低10.28%和8.89%；蒸制和烘焙使果肉呈现金黄色（b*值最高），而微波对亮度无显著影响；所有热处理均显著降低果肉硬度，烘焙和蒸制还显著增加粘附性；空气炸使总可溶性固形物（°Brix）显著升高，总可溶性糖和总酸度测定进一步证实了这些变化。
3.2 不同烹饪方法处理的大蕉果肉的类胡萝卜素含量：利用UPLC-MS/MS共鉴定和定量了15种类胡萝卜素，包括α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、ε-胡萝卜素、隐黄质、叶黄素及其酯化衍生物。结果表明，烘焙和蒸制保持α-胡萝卜素和β-胡萝卜素含量稳定，而空气炸和微波处理使其显著降低；烘焙和蒸制显著提高ε-胡萝卜素含量，所有处理均显著增加叶黄素含量；微波处理显著提高了紫黄质含量，但各处理对叶黄素酯和紫黄质酯无显著影响。
3.3 不同烹饪方法处理的大蕉果肉中的非挥发性代谢物：通过非靶向UPLC-MS/MS代谢组学分析，研究人员检测到2579种非挥发性代谢物，经筛选共鉴定出307种差异代谢物，分属10大类。其中124种代谢物在所有四种烹饪方法中均发生一致变化。N-乙酰血清素在烘焙组显著富集，N′-甲酰犬尿氨酸在蒸制、空气炸和微波组积累，5-羟基色氨酸在蒸制、烘焙和空气炸组升高，油酰胺在所有处理组富集；而有害代谢物如不对称二甲基精氨酸、2-羟基蒽醌、对甲酚和邻苯二甲酸二乙基己酯（DEHP）均显著减少。
3.4 不同烹饪方法处理的大蕉果肉中的挥发性代谢物：通过GC-MS分析，共鉴定214种挥发性代谢物，其中51种为显著差异代谢物，29种在所有处理中变化趋势一致。2-乙酰吡咯在空气炸组显著富集，苯甲醇在所有处理组中均升高，乙酸异戊酯在蒸制、烘焙和空气炸组富集；而2-戊基呋喃在加工后降低，可能改善感官品质。
研究指出，食品风味的感知是挥发性香气化合物与非挥发性滋味代谢物相互作用的多维过程。整合挥发性与非挥发性代谢组学分析可更全面理解加工诱导的风味演变。加工优化应综合考虑挥发性风味物质的形成和有益非挥发性代谢物的保留，而非仅仅关注香气生成。研究结论认为，烘焙、空气炸、蒸制和微波加热均显著改变了大蕉果肉的代谢物组成，富集了神经活
