代謝組學(xué)技術(shù)在果蔬風(fēng)味物質(zhì)分析中的研究進(jìn)展

國(guó)勇，李婷，竇斌斌

（1.哈爾濱體育學(xué)院 科研處，黑龍江 哈爾濱 150008；2.哈爾濱體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150008；3.哈爾濱體育學(xué)院 研究生院，黑龍江 哈爾濱 150008）

水果和蔬菜富含礦物質(zhì)、維生素、抗氧化劑及膳食纖維等，在人體健康飲食中不可或缺，而風(fēng)味是果蔬最重要的感官品質(zhì)指標(biāo)之一，其特征性風(fēng)味也是影響消費(fèi)者選擇的重要因素。果蔬風(fēng)味受其內(nèi)生因素（基因型）和環(huán)境因素（緯度、天氣條件和采后處理）的影響[1]。果蔬風(fēng)味物質(zhì)的組成復(fù)雜、種類繁多，包括揮發(fā)性呈香物質(zhì)和非揮發(fā)性呈味物質(zhì)。前者體現(xiàn)了果蔬的氣味，后者體現(xiàn)了果蔬的滋味，這兩者共同構(gòu)成果蔬的風(fēng)味體系。其中，揮發(fā)性呈香物質(zhì)主要為C6~C9 的醛類和醇類化合物，此外還包括酯類、酸類、酮類和萜類化合物等，這些揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)被鼻腔黏膜上的嗅覺受體識(shí)別來引起感受，呈現(xiàn)出花香、甜香、果香和青香等[2]。非揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)是味感物質(zhì)，果蔬中的非揮發(fā)性物質(zhì)主要包括可溶性糖和有機(jī)酸，可溶性糖包括蔗糖、果糖和葡萄糖等，有機(jī)酸則包括蘋果酸、喹酸和檸檬酸等[3]。隨著高通量組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的生物合成酶基因被成功分離，為深入探究果蔬風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生涉及的分子調(diào)控途徑提供了可能。代謝組學(xué)是一種非選擇性的、全面的分析方法，用于鑒定和定量生物系統(tǒng)中的代謝物[4]，識(shí)別各種代謝途徑的底物和產(chǎn)物。對(duì)果蔬進(jìn)行代謝組學(xué)的研究可以確定其化學(xué)成分，并闡明影響果蔬風(fēng)味或營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)鍵成分，包括各種糖、有機(jī)酸、氨基酸、脂類和胺類等小分子化合物[5-8]。代謝組學(xué)通過對(duì)果蔬中化合物尤其是風(fēng)味物質(zhì)的生物合成途徑和分子調(diào)控機(jī)制的分析可為果蔬風(fēng)味及品質(zhì)調(diào)控、遺傳育種、食品開發(fā)及加工的健康發(fā)展提供重要的理論基礎(chǔ)[9-10]?；诂F(xiàn)有研究，本文從果蔬風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生、代謝組學(xué)技術(shù)及其在果蔬風(fēng)味物質(zhì)分析中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，旨在為果蔬風(fēng)味物質(zhì)相關(guān)研究人員提供參考，為果蔬從品種選育到食品加工整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的風(fēng)味品質(zhì)調(diào)控提供新思路。

1 果蔬風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生

許多因素會(huì)影響果蔬風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生，如生長(zhǎng)環(huán)境條件、成熟度、采后的儲(chǔ)存方式和加工方式等。果蔬在成熟階段，將來自外界環(huán)境或者自身細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存的一些大分子量前體物質(zhì)在酶的催化下，轉(zhuǎn)化成一些糖類、酸類及揮發(fā)性化合物進(jìn)而產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)[11]。

果蔬風(fēng)味物質(zhì)的合成途徑主要是碳水化合物代謝途徑，植物通過光合作用吸收能量將二氧化碳轉(zhuǎn)變成糖類，再代謝為其他的養(yǎng)分，因此果蔬中的大部分揮發(fā)性香氣成分屬于碳水化合物次生代謝產(chǎn)物[12-13]。脂肪酸是果蔬合成香氣成分的主要前體物質(zhì)，脂肪酸氧化也是果蔬風(fēng)味產(chǎn)生的重要途徑，脂肪酸氧化可產(chǎn)生醇、醛、酮和酯類風(fēng)味化合物。在多種果蔬的研究中已證明脂肪酸氧化主要通過β氧化和酶促氧化兩種途徑形成香氣成分。例如梨中亞麻油酸經(jīng)β氧化產(chǎn)生癸二烯酸酯，葡萄中脂肪酸β氧化增加乙酸乙酯的含量，桃果實(shí)在脂肪氧化酶的作用下合成己醛、反-2-乙烯醛等己醛類和醇類芳香化合物，獼猴桃經(jīng)酶促氧化產(chǎn)生酯類和醛酮類風(fēng)味物質(zhì)，玉米在儲(chǔ)存期間產(chǎn)生不良風(fēng)味也是酶促氧化的結(jié)果[14-15]。水果的香氣成分也可通過氨基酸代謝產(chǎn)生。水果中的氨基酸（如丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸和天冬氨酸）可直接作為前體參與芳香化合物合成，它們經(jīng)脫氨、脫羧、脫氫過程產(chǎn)生包括醛、醇、酯類等風(fēng)味物質(zhì)[16]。萜類化合物是植物體內(nèi)的一類次級(jí)代謝產(chǎn)物，也是果蔬中揮發(fā)性香氣成分的重要組成部分，萜類香氣物質(zhì)來源于C5 單位異戊烯焦磷酸和它的丙烯基異構(gòu)體二甲基丙烯基焦磷酸，可通過甲羥戊酸途徑和2-C-甲基-D-赤蘚糖醇-4-磷酸（2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate，MEP）途徑兩種不同途徑合成。果蔬采摘后在運(yùn)輸和貯藏期間也會(huì)通過內(nèi)源性乙烯和自身呼吸作用產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)[17]。

2 代謝組學(xué)分析方法

代謝組學(xué)是一種新興的組學(xué)技術(shù)，可靈敏、高效、快速地發(fā)現(xiàn)生物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物并進(jìn)行鑒定分析，進(jìn)而研究生物體系的代謝情況[10]。代謝組學(xué)根據(jù)研究?jī)?nèi)容分為靶向代謝組學(xué)和非靶向代謝組學(xué)，靶向代謝組學(xué)分析特定代謝物，研究一種或幾種代謝物代謝通路；非靶向代謝組學(xué)，廣泛分析多種代謝物，更全面地分析研究對(duì)象中整體代謝物[18-19]。目前代謝組學(xué)已被廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域，如食品成分分析、食品質(zhì)量鑒別、食品消費(fèi)監(jiān)控、飲食營(yíng)養(yǎng)監(jiān)控等[20]。代謝組學(xué)在果蔬中的應(yīng)用主要是通過代謝組學(xué)技術(shù)鑒定果蔬的代謝產(chǎn)物，進(jìn)而研究果蔬風(fēng)味的形成機(jī)制。對(duì)食物中風(fēng)味-基質(zhì)相互作用的行為研究可以更好地理解食物中風(fēng)味化合物的形成與釋放。此外，風(fēng)味化合物-基質(zhì)相互作用不僅是風(fēng)味釋放研究的關(guān)鍵步驟，而且與代謝組學(xué)分析方法的開發(fā)具有高度的相關(guān)性[8]。目前，常用于果蔬代謝組學(xué)的高通量分析平臺(tái)主要有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技術(shù)、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（liquid chromatography-mass spectrometry，LC -MS）技術(shù)和核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）技術(shù)，3 種分析技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，相互補(bǔ)充，其特點(diǎn)與應(yīng)用見表1。

表1 不同代謝組學(xué)分析技術(shù)的特點(diǎn)與應(yīng)用Table 1 Characteristics and applications of different metabolomics analysis techniques

2.1 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)以液相色譜作為分離系統(tǒng)，質(zhì)譜為檢測(cè)系統(tǒng)，樣品在質(zhì)譜部分被離子化后，經(jīng)質(zhì)譜的質(zhì)量分析器將離子碎片按質(zhì)量數(shù)分開，經(jīng)檢測(cè)器得到質(zhì)譜圖。LC-MS 與NMR 相比，LC-MS 的優(yōu)點(diǎn)是適用性廣、靈敏度高、特異性強(qiáng)、檢測(cè)的線性范圍寬且可實(shí)現(xiàn)高通量分析，因此被廣泛應(yīng)用于代謝組學(xué)研究中。相較GC-MS，LC-MS 的樣品不需要衍生化處理?；贚C-MS 的方法通常用于檢測(cè)次生植物代謝物，包括生物堿、皂苷、酚酸、苯丙素、黃酮類化合物、硫代葡萄糖苷、多胺及其衍生物[21]。LC-MS 同時(shí)也廣泛應(yīng)用于鑒定植物性食品中新的生物活性化合物[22]。

2.2 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)法

GC-MS 的測(cè)定原理為當(dāng)樣品注入氣相色譜，經(jīng)色譜柱分離后的物質(zhì)由分子分離器進(jìn)入電離室，被電子轟擊形成離子，其中部分離子進(jìn)入離子檢測(cè)器。經(jīng)過質(zhì)譜快速掃描后導(dǎo)出組分的質(zhì)譜圖，以此作為定性、定量分析的依據(jù)。GC-MS 是代謝組學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要工具，尤其是在植物代謝輪廓分析中[23]。與LC-MS 或NMR 相比，GC-MS 由于其成本相對(duì)較低、數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好、穩(wěn)定性強(qiáng)和方便的數(shù)據(jù)處理等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于代謝組學(xué)研究，主要適用于沸點(diǎn)較低、熱穩(wěn)定好的小分子化合物的分析。然而，GC-MS 在非揮發(fā)性化合物（糖、有機(jī)酸、氨基酸）分析中，需要對(duì)樣品進(jìn)行衍生化處理。衍生化處理可能導(dǎo)致樣品中氨基酸的不穩(wěn)定衍生化，致使其幾何異構(gòu)體產(chǎn)生兩個(gè)峰和產(chǎn)生多個(gè)糖峰，從而阻止準(zhǔn)確的定量和鑒定，或產(chǎn)生額外的反應(yīng)[24]。GC-MS 已應(yīng)用于鑒別和認(rèn)證食品樣品包括食品真?zhèn)危枋霆?dú)特的食品樣品的代謝物特征，評(píng)估食品生產(chǎn)鏈的壓力，優(yōu)化水果和蔬菜的采后過程，通過觀察代謝物的變化來監(jiān)控植物生長(zhǎng)或食品加工了解所涉及的過程，評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)食物的品質(zhì)，并評(píng)估食物的儲(chǔ)存條件和保質(zhì)期[25]。

2.3 核磁共振技術(shù)

NMR 是通過鑒定化合物的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行代謝物的檢測(cè)。其中1HNMR，因其高效性、普適性，樣品前處理簡(jiǎn)單的特點(diǎn)成為代謝組學(xué)中常用的分析技術(shù)[25]。此外，使用核磁共振可以同時(shí)檢測(cè)初級(jí)和次生代謝物，而基于NMR 的技術(shù)通常能夠識(shí)別植物樣本中的30~150 種代謝物。核磁共振的主要局限性是其靈敏度較低[26]，檢測(cè)的動(dòng)態(tài)范圍有限，很難同時(shí)檢測(cè)同一樣品中含量相差很大的物質(zhì)，故需要更大的樣品量。盡管如此，與質(zhì)譜方法相比，較低的靈敏度使NMR 成為不需要高靈敏度的質(zhì)量控制應(yīng)用的理想選擇。核磁共振也受到光譜上大量信號(hào)重疊的限制，重疊信號(hào)使復(fù)合識(shí)別更加困難，降低了峰值積分的精度。然而，與傳統(tǒng)的1HNMR 相比，二維核磁共振的信號(hào)重疊顯著減少。核磁共振已成功地用于許多研究，以檢測(cè)食品中因農(nóng)業(yè)實(shí)踐、基因系、加工和儲(chǔ)存而變化的主要化合物[27]。

3 代謝組學(xué)在果蔬風(fēng)味物質(zhì)研究中的應(yīng)用

3.1 代謝組學(xué)在不同品種產(chǎn)地的果蔬風(fēng)味物質(zhì)研究中的應(yīng)用

代謝物在植物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用，不同品種中代謝物的數(shù)量和類型決定了其風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[28]，氣候或地理?xiàng)l件會(huì)影響果蔬品種間不同的表型特征。因此，不僅要尋找特定地理區(qū)域的關(guān)鍵化學(xué)物質(zhì)，而且要確定其來源，從而提高果蔬的風(fēng)味品質(zhì)。代謝組學(xué)可作為研究果蔬與不同品種產(chǎn)地的代謝組學(xué)特征的有效工具，例如，Nascimento 等[29]通過代謝組學(xué)分析了不同地區(qū)收獲的成熟香蕉果實(shí)的代謝差異，發(fā)現(xiàn)γ-氨基丁酸和腐胺水平變化明顯以及不飽和脂肪酸含量的變化會(huì)影響成熟果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)及感官質(zhì)量。Baky 等[30]采用頂空固相微萃?。╤eadspace solid phase microextraction ，HS-SPME）技術(shù)結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜研究了花椰菜、蘿卜等6 種十字花科蔬菜的香氣和營(yíng)養(yǎng)成分的成分異質(zhì)性，發(fā)現(xiàn)所有十字花科葉片中均含有醛、酮和氧化物/醚，葡萄糖在可食用葉片中含量最豐富，在非食用十字花科葉中，蘿卜葉的硫源異硫氰酸酯含量豐富，氮化合物含量最高，可以確定十字花科葉片間生物活性次生代謝產(chǎn)物譜的差異，以此進(jìn)一步研究十字花科蔬菜對(duì)健康的影響。Sirijan 等[31]運(yùn)用GC-MS 代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)不同草莓品種進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)不同品種中的蔗糖、單寧酸（原花青素）、黃酮類化合物、揮發(fā)性酯含量均有差別，不同品種之間的香氣形成存在遺傳差異，因此通過代謝組學(xué)鑒定含量變化的化合物有利于區(qū)分草莓品種。也有學(xué)者采用超高效液相色譜-高分辨質(zhì)譜非靶向代謝組學(xué)方法對(duì)3 種秘魯本地辣椒進(jìn)行了鑒別和生物標(biāo)志物的鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃酮類化合物是主要影響辣椒來發(fā)揮其獨(dú)特的顏色和香味的化合物[32]。而Mi 等[33]研究也證實(shí)了黃酮類化合物是辣椒發(fā)揮獨(dú)特風(fēng)味的主要差異化合物。Li等[34]采用靶向代謝組學(xué)（LC-MS/MS）對(duì)7 個(gè)不同氣候條件下的水果樣品的次生代謝物進(jìn)行了糖、有機(jī)酸、維生素、多酚和檸檬酸等代謝物的鑒定和定量分析，結(jié)果表明在亞熱帶氣候不同亞型下生長(zhǎng)的果汁中幾種代謝物（多酚、檸檬素等）的濃度存在顯著差異，因此說明氣候條件對(duì)代謝譜有一定的影響，有助于工業(yè)確定新鮮和加工用柑橘水果的適宜性和來源。除此之外，也有許多學(xué)者利用代謝組學(xué)對(duì)常見的果蔬進(jìn)行品種與產(chǎn)地的差異分析，其結(jié)果分析見表2。

表2 不同果蔬品種和產(chǎn)地的代謝組學(xué)分析Table 2 Metabolomic analysis of different fruit and vegetable varieties and origins

3.2 代謝組學(xué)在不同發(fā)育階段及采后貯藏的果蔬風(fēng)味物質(zhì)研究中的應(yīng)用

在果實(shí)的成熟過程中，風(fēng)味、香氣代謝物、顏色、質(zhì)地和植物激素會(huì)發(fā)生顯著的變化，了解果實(shí)代謝程度變化可以作為其成熟度的指標(biāo)。而果蔬風(fēng)味的形成是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，果蔬采摘后在運(yùn)輸和貯藏期間也會(huì)通過自身呼吸作用產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)，代謝物是采后果實(shí)保質(zhì)期和對(duì)貯藏環(huán)境響應(yīng)的感官和營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量屬性的生化和生理結(jié)果。通過代謝組學(xué)分析可以更好地理解果蔬生理活動(dòng)的相關(guān)組成，闡明果蔬成熟、衰老、對(duì)儲(chǔ)存環(huán)境和采后處理的感官和營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量以及保質(zhì)期的機(jī)制，有助于促進(jìn)采后果實(shí)發(fā)育和成熟的研究。例如，施用外源乙烯可以迅速均勻地加速果實(shí)成熟到最佳食用階段，外源乙烯通過顯著加速成熟來增強(qiáng)口感（特別是甜味、軟化度、酸味和多汁性）和風(fēng)味，大量的脂質(zhì)、有機(jī)酸和酚酸在百香果果肉成熟過程中減少，糖醇含量增加，這些化合物含量的變化與百香果的味道和香氣有關(guān)，為影響百香果品質(zhì)的主要代謝物提供新的思路。

采后果實(shí)在貯藏過程中對(duì)貯藏環(huán)境的響應(yīng)所引發(fā)的代謝變化不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致品質(zhì)惡化，包括質(zhì)地軟化、顏色不均勻、風(fēng)味流失和營(yíng)養(yǎng)減少，例如果皮褐變就是果實(shí)采后貯藏過程中的一種重要生理現(xiàn)象，嚴(yán)重影響果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)和市場(chǎng)價(jià)值。許多研究已經(jīng)探討了采后果實(shí)果皮褐變的原因和機(jī)制，低溫脅迫、失水、多酚氧化酶被認(rèn)為是導(dǎo)致果皮褐變的主要因素。代謝組學(xué)分析已成功應(yīng)用于研究多種果蔬的變質(zhì)和褐變機(jī)制中，一些果蔬的次生代謝產(chǎn)物的生物合成與假種皮褐變有關(guān)，主要涉及類黃酮、黃酮醇和異類黃酮，特別是苯丙酮類化合物的生物合成。例如石榴對(duì)低溫敏感，果皮褐變被認(rèn)為是寒傷的典型癥狀，而溫度是延長(zhǎng)果蔬保質(zhì)期的重要因素，采后果實(shí)在貯藏過程中會(huì)受貯藏溫度的影響，導(dǎo)致果蔬香氣形成的相關(guān)酶活性發(fā)生變化，較低的貯藏溫度會(huì)抑制酶活性進(jìn)而導(dǎo)致果蔬揮發(fā)性香氣成分形成減少[44]。有研究利用代謝組學(xué)技術(shù)及電子舌分析發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸和部分游離氨基酸含量與桃果實(shí)的風(fēng)味有關(guān)，甘氨酸甜菜堿處理可以提高低溫貯藏時(shí)桃果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)和耐寒性[45]。其他果蔬不同發(fā)育階段及采后貯藏的風(fēng)味物質(zhì)的研究如表3 所示。

表3 不同果蔬發(fā)育階段及采后貯藏的代謝組學(xué)分析Table 3 Metabolomic analysis of different fruit and vegetable development stages and postharvest storage

3.3 代謝組學(xué)在不同加工方式的果蔬風(fēng)味物質(zhì)研究中的應(yīng)用

切割是果蔬最主要的加工方式，在切割過程中，會(huì)造成果蔬組織破損、細(xì)胞破裂、水分流失、乙烯生成增加、呼吸上升，并誘發(fā)各種次生代謝過程[51]。這些次生代謝過程的發(fā)生會(huì)產(chǎn)生大量香氣成分，影響果蔬的風(fēng)味，代謝組學(xué)可為評(píng)估切割技術(shù)對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響提供依據(jù)。冷凍和脫水是果蔬儲(chǔ)存和加工方式，凍融產(chǎn)品的質(zhì)量會(huì)受到許多因素的影響，熱加工對(duì)其他關(guān)鍵黑樹莓化合物基團(tuán)鞣花素含量也有著重要影響。多酚對(duì)食物的味道也有重要貢獻(xiàn)，主要包括兒茶素、類黃酮、花青素、綠原酸等，在茶、咖啡、可可和許多植物源食品中含量豐富，熱處理會(huì)對(duì)果蔬中的多酚的轉(zhuǎn)化有顯著影響[52]。果蔬加工儲(chǔ)存中，常用的包括煙熏、干燥、罐裝、腌制和冷凍，而腌制是果蔬中常用的延長(zhǎng)保質(zhì)期的重要加工方法之一。目前對(duì)果蔬腌制過程果蔬長(zhǎng)期儲(chǔ)存后的代謝變化的詳細(xì)分析較少。因此代謝物分析有助于更好地了解果蔬的腌制過程，并解釋腌制后水果的感官特性的改善情況，能夠?yàn)楣唠缰七^程中質(zhì)量控制，風(fēng)味調(diào)控做理論基礎(chǔ)。發(fā)酵是果蔬醋及果酒的主要加工方式，風(fēng)味也是決定果蔬醋質(zhì)量和可接受性的最重要因素之一。在發(fā)酵過程中，水果本身所含的物質(zhì)發(fā)生較大變化。相關(guān)性分析表明脂肪酸甲酯與甾醇、糖、高級(jí)醇、酮、醛、萜烯和揮發(fā)性酸之間存在很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。因此通過代謝組學(xué)技術(shù)手段有助于深層次發(fā)現(xiàn)果蔬在深加工中風(fēng)味物質(zhì)的變化，為果蔬深加工中品質(zhì)的控制提供有力支撐。 表4 對(duì)不同果蔬加工方式的代謝組學(xué)分析進(jìn)行了總結(jié)。

表4 不同果蔬加工方式的代謝組學(xué)分析Table 4 Metabolomic analysis of different fruit and vegetable processing methods

3.4 代謝組學(xué)在不同培育方式的果蔬風(fēng)味物質(zhì)研究中的應(yīng)用

農(nóng)藥和肥料能夠提高果蔬的產(chǎn)量和品質(zhì)，結(jié)果表明，農(nóng)藥與葉面肥混合施用可顯著提高葉綠素、氮和有機(jī)酸含量[57]。在不添加葉面肥料的情況下，黃瓜果實(shí)的莽草酸-苯丙素途徑上調(diào)。而用葉面肥料施用農(nóng)藥后，三羧酸循環(huán)量上調(diào)了1.1 倍，提高了其抗氧化能力，促進(jìn)了農(nóng)藥的消散，提高黃瓜果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)。利用代謝組學(xué)技術(shù)分析不同農(nóng)藥及肥料對(duì)果蔬培育過程中代謝產(chǎn)物的變化，能夠更精確了解果蔬栽培過程中的影響果蔬風(fēng)味物質(zhì)的變化，提高果蔬培育中的關(guān)鍵技術(shù)。無(wú)土栽培系統(tǒng)，即在裝滿無(wú)土基質(zhì)的容器中種植植物，在一些土壤不適合的果蔬生產(chǎn)的地區(qū)越來越受歡迎。通過使用適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)和水分管理策略，使得植物質(zhì)量很容易控制，然而對(duì)果蔬在不同無(wú)土有機(jī)基質(zhì)中生長(zhǎng)的性能研究較少。綜合轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)數(shù)據(jù)表明，4 個(gè)差異基因VcPAL、VcHCT、VcF14G24.3和VcCHS的表達(dá)與類黃酮生物合成密切相關(guān)。該結(jié)果為藍(lán)莓生長(zhǎng)在不同基質(zhì)中的適應(yīng)性的調(diào)節(jié)機(jī)制提供了思路。營(yíng)養(yǎng)液的配制和管理是無(wú)土栽培的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液對(duì)櫻桃番茄成熟果實(shí)風(fēng)味具有影響，發(fā)現(xiàn)添加營(yíng)養(yǎng)液的櫻桃番茄果實(shí)中可溶性糖、有機(jī)酸和香氣揮發(fā)物含量改變，其次，苯丙氨酸及其下游酚類揮發(fā)物含量增加，水楊酸甲酯下降，還觀察到有機(jī)酸代謝和果糖和葡萄糖的合成得到了促進(jìn)，這有助于進(jìn)一步優(yōu)化無(wú)土番茄栽培的營(yíng)養(yǎng)液配方。

4 結(jié)論

風(fēng)味質(zhì)量是消費(fèi)者選擇蔬菜和水果的最重要的標(biāo)準(zhǔn)之一，因此，在育種計(jì)劃中全面了解果蔬風(fēng)味相關(guān)的代謝物與改進(jìn)方法可以更好地指導(dǎo)育種。代謝組學(xué)在食品科學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展表明了其鑒別、預(yù)測(cè)和信息分析的潛力，并為食品工業(yè)提供重要的信息。利用代謝組學(xué)評(píng)估果蔬中的風(fēng)味相關(guān)代謝物變化將廣泛應(yīng)用于果蔬質(zhì)量評(píng)估、新產(chǎn)品開發(fā)和優(yōu)化育種等方面。

然而，利用組學(xué)方法研究果蔬品質(zhì)性狀也存在一些問題和瓶頸。首先，果蔬中代謝物高度多樣化，有數(shù)千種代謝物，大量數(shù)據(jù)難以進(jìn)行分析和比較。大多數(shù)研究只集中在共同性狀（果蔬的味道、顏色和大?。┍澈蟮倪z傳機(jī)制上，而許多其他有用的性狀仍未被破譯，如活性與功能成分。此外，相對(duì)較少的果實(shí)性狀可以歸因于單基因，而由基因網(wǎng)絡(luò)控制的復(fù)雜生物表型現(xiàn)仍難以闡明。目前，通過代謝組學(xué)研究能夠闡明影響果蔬揮發(fā)性呈香物質(zhì)和非揮發(fā)性呈味物質(zhì)的重要化學(xué)成分和影響因素，可為果蔬風(fēng)味物質(zhì)形成的基因功能研究提供理論基礎(chǔ)，同時(shí)為果蔬風(fēng)味品質(zhì)調(diào)控、遺傳育種，食品加工的健康發(fā)展提供未來研究方向。