核桃采后干燥过程对其品质具有重要影响，但目前对于核桃仁种皮褐变背后的科学机理尚不清楚。为解决这一科学问题，中国林科院亚林所科研团队采用广泛靶向和花青素靶向代谢组学方法，深入探讨核桃仁种皮在3种干燥条件下的褐变机制。
研究发现，核桃仁种皮中存在1888种代谢物和34种花青素。通过OPLS-DA和相关性分析，确定了64种温度响应代谢物（TRMs），其中包括13种花青素和51种黄酮类化合物，这些物质与核桃仁种皮的褐变密切相关。值得注意的是，14种黄酮类化合物与褐变指数（BI）显示出强烈的正相关（r>0.9），在褐变过程中上调超过60%。大多数被识别的花青素与BI呈负相关，相关系数范围从0.75到0.97。此外，花青素还原酶和漆酶是核桃仁外皮褐变的两个关键酶，随着干燥温度的升高，这两种酶的活性分别增加了10.57倍和1.32倍。研究还构建了TRM的代谢途径网络，为理解核桃仁种皮褐变的潜在机制提供了新视角。
该研究的创新点在于首次结合广泛靶向和花青素靶向代谢组学方法，系统地分析了核桃仁外皮在不同干燥条件下的褐变机制。研究结果不仅揭示了核桃仁外皮褐变的关键代谢物和酶，还为核桃加工过程中的品质控制提供了科学依据。此外，本研究对于理解食品加工中褐变现象的普遍机制也具有重要的参考价值，有助于开发新的食品加工技术和改进现有工艺，从而提高食品的品质和安全性
相关研究成果以 “External browning mechanism in walnut kernel pellicles under different drying conditions based on the combination of widely-targeted and anthocyanin-targeted metabolomics” （《基于广泛靶向和花青素靶向代谢组学结合的核桃仁种皮在不同干燥条件下外部褐变机制》）为题，于近日发表在农林科学、中科院一区Top期刊FOOD CHEMISTRY（《食品化学》）。博士生李庆杨为第一作者，刘毅华研究员为通讯作者。研究工作得到了浙江省科技厅“尖兵”“领雁”研发攻关计划和中国林业科学研究院基础研究基金的资助。（刘毅华）
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