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南丰蜜桔(Nanfeng tangerines)是江西省最具特色的水果之一,享有“桔中之王”的美称。蜜桔果色金黄、香气浓郁、皮薄肉嫩,属于水果中的佳品。桔子的健康益处不仅限于可食用部分,还延伸到不可食用部分。其果肉和果皮均可药用,能够止咳、化痰、消肿、止痛、疏肝理气等。此外,蜜桔富含高营养价值的黄酮、氨基酸、酚酸、香豆素、生物碱和膳食纤维,可以抗衰老、抗过敏、降低胆固醇水平和预防肿瘤疾病。因此,蜜桔是一种药食兼用的水果。清朝鲁琪光在《南丰风俗物产志》中对南丰蜜桔就有很高的评价:“蜜桔,四方知名。秋末,篱落丹碧累累”。蜜桔果肉可被加工成新鲜果汁、果冻和其他产品,果皮则是加工后的副产物,如果不利用,最终会成为废弃物污染环境。柑桔果皮是被公认的富含天然有益成分的原料,可应用于保健品、制药、香料行业。蜜桔成分的积累是一个动态发展的过程,除栽培品种、外部环境、贮藏条件和基因型外,不同成熟度也是影响蜜桔品质的重要因素。此外,不同成熟度的蜜桔因其独特的香气、风味和色泽,影响消费者对其的喜爱程度。迄今为止,对南丰蜜桔的研究主要集中在成熟期果肉化学成分的提取、香气物质、品种差异等方面,但对蜜桔果肉和果皮不同生长阶段和整个成熟过程中的动态变化尚未研究。因此本课题以不同采摘期的南丰蜜桔为研究对象,采用代谢组学技术结合化学计量学方法,探讨南丰蜜桔结果期、膨大期、以及成熟过程中化学成分的种类、分布规律及含量变化趋势。除此之外,南丰蜜桔可被加工成新型桔皮茶,成为一种时尚饮品。本文研究内容如下:第一章:介绍了南丰蜜桔的主要活性化合物,论述了萜类、黄酮、酚酸及柠檬苦素在降血脂、抗氧化、免疫调节及改善心脑血管疾病方面的功效。探讨了色谱质谱方法、化学计量学技术(包括主成分分析和偏最小二乘判别)以及代谢组学在蜜桔领域中的运用。第二章:采用氨基酸分析仪对南丰蜜桔整个成熟过程中果肉和果皮的水解氨基酸含量进行定量测定。结果表明:测定的17种水解氨基酸含量在蜜桔成熟期间呈现波动状态,且果肉氨基酸总量高于果皮。其中天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)和组氨酸(His)是果肉和果皮中含量最丰富的三大氨基酸。果肉和果皮中必需氨基酸(EAA)含量在成熟过程中先呈下降趋势,成熟中期含量有所升高,最后随着蜜桔成熟度增加而显著下降。第三章:基于顶空固相微萃取(HS-SPME)技术结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对6月幼果期至11月商业成熟期蜜桔果肉和果皮中挥发性有机物进行分离鉴定,进而探究其成熟过程中挥发物的含量变化。利用Mass Hunter软件对原始数据进行预处理,经过NIST17数据库的严格筛选,最终蜜桔果肉和果皮分别鉴定出62种和76种挥发性化合物,并将其分为8个类别。主成分分析可将不同生长月份果肉和果皮明显地区分开,且单因素方差分析表明,蜜桔果肉和果皮挥发物在成熟过程中存在显著差异。其中单萜和倍半萜是最丰富的风味化合物。果肉中单萜化合物的相对浓度随着成熟度的增加而增加,而倍半萜相对含量呈下降趋势,果皮中两种化合物的含量在成熟过程中均表现出波动状态,其中柠檬烯占主导地位。此外,醇类含量仅次于萜类,芳樟醇是含量最高的醇。这些结果有助于加深对蜜桔成熟过程品质和风味的认识,阐明了蜜桔挥发性化合物的代谢变化,为今后通过影响果实香气来提高果实品质的育种工作提供了依据,从而为柑橘在食品、药品和化妆品中的应用提供理论指导。第四章:基于非靶向代谢组学技术探究不同生长时期南丰蜜桔果肉和果皮非挥发性成分的变化,采用超高效液相(UPLC)-飞行时间质谱(QTOF-MS/MS)对样品进行测定,利用Mass Hunter Profinder软件对正离子模式下的原始数据进行过滤,结合Metlin数据库,对蜜桔果肉和果皮生长过程的非挥发性成分进行鉴定。主成分分析和聚类分析表明,不同生长时期蜜桔有显著差异。通过偏最小二乘判别法寻找特征差异物,主要为氨基酸、黄酮、糖及柠檬苦素类。对果肉和果皮中差异代谢物含量分析表明,各类化合物的含量随着成熟度的增加呈现波动状态,总体来说类黄酮在接近成熟时浓度相对较高。本研究为探讨蜜桔成熟过程中差异化合物的代谢机制提供了理论支持。第五章:采用高效液相色谱(HPLC)-三重四级杆质谱联用(QQQ-MS)对不同生长月份南丰蜜桔果肉和果皮酚酸化合物进行定量分析。成熟度是影响柑橘酚类物质含量的因素之一。然而,对不同生长阶段和整个成熟过程中酚类化合物变化的研究有限且不深入。以往的研究很少对柑橘果肉和果皮的成分变化进行比较分析,经常忽视酚酸的不溶性组成形式,从而低估了柑橘中酚酸的实际含量。本研究考察了不同生长时期对蜜桔果肉和果皮中抗氧化能力、总酚(TPC)、总黄酮(TFC)、酚酸化合物、苯丙氨酸和酪氨酸含量的影响。采用HPLC-QQQ-MS分别对蜜桔果肉和果皮6个生长阶段的10种酚酸进行定量。总体而言,果肉的TFC、TPC和抗氧化活性随着桔子的成熟而不断下降,而果皮则呈现波动状态。除芥子酸外,果肉和果皮中大多数游离和结合酚酸的含量随蜜桔成熟度的增加呈下降趋势。果皮中的酚类物质含量高于果肉。阿魏酸是蜜桔成熟过程中最丰富的酚酸。苯丙氨酸和酪氨酸在所有生长阶段都表现出弯曲行为。偏最小二乘模型(PLS-DA)表明,不同成熟度的桔子之间存在明显差异。相关性研究表明酚类化合物与抗氧化能力、TPC和TFC呈显著正相关。第六章:阐述了桔皮茶的加工工艺流程,加深了对新型茶的了解,为蜜桔进一步的开发提供了技术支持和理论依据。