《Foods》：Integrated Flavoromics and Metabolomics Reveal Aroma and Bioactive Characteristics of Six Mainstream Citri Reticulatae Pericarpium Cultivars
编辑推荐：
研究人员系统分析了六种主流陈皮（Citri Reticulatae Pericarpium, CRP）品种的风味特征、挥发性/非挥发性代谢谱及抗氧化活性。共鉴定出455种挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs），其中
研究人员系统分析了六种主流陈皮（Citri Reticulatae Pericarpium, CRP）品种的风味特征、挥发性/非挥发性代谢谱及抗氧化活性。共鉴定出455种挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs），其中萜类化合物表现出明显的品种特异性积累并强烈影响香气；筛选出35种关键VOCs作为不同香气特征的关键贡献者。非靶向代谢组学鉴定出1289种非挥发性代谢物，其中多甲氧基黄酮（polymethoxyflavones）和黄酮苷（flavonoid glycosides）表现出显著的品种特异性积累。六个CRP品种呈现出五种不同的代谢积累模式，显著影响了不同品种间生物活性化合物积累和风味形成的差异。该研究揭示了主流CRP品种的香气形成基础和代谢特征，为CRP功能性食品开发和遗传育种提供了见解。
陈皮（Citri Reticulatae Pericarpium, CRP）是一种具有多种品种的传统功能性食品，广泛应用于香料和食品添加剂中。然而，不同主流品种间风味和化学谱的系统性比较仍缺乏。研究人员为揭示品种依赖的风味形成机制和抗氧化特性，开展了此项研究。通过整合基于气相色谱-质谱联用（GC-MS）的广泛靶向风味组学和基于液相色谱-质谱联用（LC-MS）的非靶向代谢组学，结合感官评价、电子舌分析和抗氧化活性测定，系统解析了六种代表性CRP品种（CZG、DHP、FJ、WZM、HJ、ZTH）的挥发性/非挥发性代谢特征。研究表明，不同品种在萜类和黄酮类化合物积累上存在显著品种特异性，这些差异深刻影响香气轮廓和抗氧化能力。该研究为CRP功能性食品的定向开发和原料筛选提供了理论支撑，论文发表在《Foods》。
研究人员主要采用的技术方法包括：1）感官评价：由20名经过培训的评审员评估五种香气属性（新鲜、草本、花香、橙香、柑橘香），各属性按0–10分打分。2）气相色谱-电子鼻（GC-E-nose）快速检测挥发性化合物。3）顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）广泛靶向风味组学：鉴定455种VOCs，结合相对气味活度值（rOAV）筛选关键香气物质。4）超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-QTOF-MS）非靶向代谢组学：鉴定1289种非挥发性代谢物。5）高效液相色谱（HPLC）测定七种主要黄酮含量。6）DPPH和ABTS自由基清除实验评估抗氧化活性。7）多变量统计分析：主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）、K-means聚类及KEGG通路富集分析。样本来源：六种CRP品种于2023年11月至2024年1月从中国主要产区（广东、四川、浙江、福建、江西）采集，每个品种来自三个独立果园以确保生物学重复。
**3.1 不同CRP品种的挥发性谱**
3.1.1 不同CRP品种间的挥发性代谢谱：通过GC-MS-E-nose快速检测初步区分品种，随后广泛靶向风味组学鉴定出455种VOCs，包括130种萜类、79种酯类等。CZG、DHP、FJ的VOC总含量较高，WZM最低。PCA显示不同品种间挥发性代谢谱存在显著差异。
3.1.2 萜类在CRP中的特征性积累及其对特征香气形成的影响：萜类是主要挥发物，单萜占萜类总量70%以上，在CZG、DHP、FJ中富集；而HJ和ZTH显著富集倍半萜。特征萜类赋予各品种独特香气轮廓：CZG呈现草本-柑橘-木质香；DHP和FJ呈现草本-木质-花香-辛辣-樟脑香；HJ呈现木质-辛辣-甜花香；ZTH呈现甜-花香-柑橘-木质香；WZM仅有微弱草本和甜香。感官评价结果与特征萜类推导的香气一致。
3.1.3 关键VOCs对不同CRP品种香气形成的贡献：通过OPLS-DA筛选差异VOCs（FC≥2或≤0.5，VIP≥1），结合rOAV评估。ZTH的5种关键VOCs（如1-十一醇、(E)-2-十一烯醛等，rOAV>1）赋予其独特橙香。CZG的13种常见上调VOCs中，甲基邻氨基苯甲酸酯、α-法尼烯和3-甲基-1-苯基-3-戊醇（rOAV>1）塑造草本香。DHP和FJ的18种关键VOCs中，(Z,Z)-3,6-壬二烯醛、(E)-2-壬烯醛等醛类rOAV>1000，赋予脂肪、青草和黄瓜香气。HJ的9种关键VOCs（如α-石竹烯、δ-杜松烯等）赋予果香、木质和花香。WZM未发现常见上调VOCs，其挥发性代谢谱与ZTH相似但含量极低。
**3.2 非挥发性代谢组学分析及其与CRP味觉特性的关联**
3.2.1 不同CRP品种间的味觉评价：电子舌分析显示甜味响应值最高（8–10），CZG和ZTH最高；鲜味次之（5–6）；苦味响应值3–5.5，CZG和WZM最强；酸味仅FJ可检出（2）；涩味普遍低（0–1）。WZM因富集新橙皮苷配基的黄酮苷而苦味最强。
3.2.2 高效液相色谱（HPLC）测定主要黄酮含量：七种主要黄酮（橙皮苷、川陈皮素、橘皮素等）含量差异显著。WZM橙皮苷含量高（51.1–68.0 mg/g），但总多甲氧基黄酮（PMFs）极低；DHP和FJ橙皮苷（55.3–78.9 mg/g）及总PMF含量均高；ZTH、DHP、FJ总PMF含量较高。
3.2.3 不同CRP品种的非挥发性代谢谱和黄酮偏好：非靶向LC-MS代谢组学鉴定1289种化合物，其中黄酮233种，占主导。PMFs占总黄酮峰面积69%以上。DHP和FJ中多数PMFs积累高；WZM中黄酮比例低（44%），但柚皮素-7-O-糖苷和新橙皮苷配基的黄酮苷特异积累，与其强苦味一致。PCA和PLS-DA证实六品种间非挥发性代谢谱显著分离。
3.2.4 不同CRP品种的非挥发性代谢特征分析：K-means聚类将1289种代谢物分为5类，对应不同品种的代谢特征。Class 1（WZM富集）含275种化合物，富集于ABC转运体、氨基酸生物合成、类黄酮生物合成等通路，形成高效次级代谢协同。Class 2（DHP和FJ富集）含254种化合物，富集于类黄酮生物合成、脂肪酸生物合成等，以PMFs为核心构建“药效突出、耐储性好”的品质。Class 3（HJ富集）含221种化合物，富集于苯丙氨酸代谢，代谢网络高度整合。Class 4（ZTH富集）含274种化合物，富集于类黄酮生物合成、淀粉和蔗糖代谢等，构建“高效合成、精准修饰、安全储存”的黄酮代谢循环。Class 5（CZG富集）含265种化合物，富集于核苷酸代谢、脂肪酸生物合成等初级代谢，为早期陈化提供能量和底物，加速品质形成。
**3.3 抗氧化活性评价**
DPPH和ABTS实验显示DHP、FJ和HJ的抗氧化活性最高，ZTH和CZG次之，WZM最弱。相关性分析表明多数VOCs、黄酮类、有机酸和生物碱与抗氧化活性显著正相关。部分挥发性化合物、有机酸和酚酸也贡献抗氧化能力，暗示不同品种中的多糖等其他成分亦具作用。
**总结讨论**：研究人员指出，CZG虽黄酮积累不突出，但其活跃的初级代谢促进了陈化过程中的次级代谢转化，加速风味发展和药效提升。WZM因柚皮素-7-O-糖苷和新橙皮苷配基黄酮苷高积累而苦味显著，但该类成分或可开发于特殊苦味功能食品。DHP和FJ因高挥发物、高黄酮和强抗氧化活性，适宜药用保健产品开发。HJ和ZTH因丰富倍半萜和独特花果香，有潜力成为天然风味增强剂和香型食品配料。未来生物学验证将进一步验证优势品种的功能优势。
**翻译研究结论部分**：本研究系统表征了六种CRP品种（CZG、DHP、FJ、HJ、ZTH和WZM）的香气谱、代谢差异和抗氧化活性。共鉴定455种挥发性组分和1289种非挥发性组分。代谢谱分析显示不同品种间萜类和黄酮类存在显著的品种特异性积累偏向，这显著影响了各品种的风味特征和抗氧化活性。DHP（产自西南地区）和FJ（产自福建省）呈现相似的风味和代谢特征，挥发物含量最高。大部分单萜呈现特征性积累，某些醛、萜类和酯的协同效应赋予其独特的混合草本和木质香气。同时，这两种品种富含多甲氧基黄酮（PMFs）和多种3-O-黄酮糖苷，表现出高药用活性成分积累能力和强抗氧化活性。HJ和ZTH（均产自江西省）积累丰富的倍半萜。HJ拥有由特征萜类和酯类衍生的独特甜花香；ZTH的独特橙香主要归因于1-十一醇、（E）-2-十一烯醛、顺式香叶醇、乙酸橙花酯和（E）-β-大马烯酮。两种品种在黄酮代谢和抗氧化活性方面均表现良好。此外，研究人员发现CZG显著积累某些单萜，有助于产生草本香气；其独特的新鲜草本气味源自多种VOCs的协同效应，特别是邻氨基苯甲酸甲酯、α-法尼烯和3-甲基-1-苯基-3-戊醇在其特征香气形成中起关键作用。与其他品种相比，CZG无突出的黄酮积累，但初级代谢高度活跃。该特性不仅有利于CZG在早期陈化阶段的次级代谢转化，加速品质形成，还促进了风味发展。WZM的挥发性组分和黄酮含量显著较低，尤其是PMF含量明显减少。然而，它表现出以柚皮素为苷元的7-O-黄酮糖苷的特征性积累，且该品种中大多数以新橙皮苷为糖基团的黄酮糖苷高积累，增强了其苦味形成。从工业应用角度，除已广泛商业化的CRP品种（如市场份额大的CZG）外，其他品种也展现出独特的代谢谱、风味特征和抗氧化特性，值得消费者市场进一步关注。DHP和FJ具有高总挥发物含量、丰富黄酮和强抗氧化能力，凸显其药用保健产品开发潜力。以丰富倍半萜和独特花果香为特征的HJ和ZTH，可优先开发为天然风味增强剂和香型功能性食品配料。富含苦味黄酮糖苷的WZM，在针对特定健康调节目的的苦味功能食品方面显示出前景。总之，研究结果为品种评价和差异化CRP功能食品的定向开发提供了坚实的理论支持，促进了CRP资源的高值化工业利用。未来的生物学验证将进一步验证优良CRP品种的功能优势，可为品种利用、定向风味改良和高价值CRP功能产品开发提供全面指导。
