欢迎您访问葡藤匠心网！
关注微信公众号：葡藤匠心、葡萄酒学报
获取更多信息
LWT:非靶向代谢组学分析揭示了石榴-葡萄复合果酒在不同发酵阶段的动态理化性质和风味特征
发布时间：
2025-11-25
来源：
食品组学加
摘要
新疆是中国主要的石榴产区之一，以其果肉饱满多汁、糖酸平衡适中的石榴而闻名。用这些石榴酿制的葡萄酒含有较高水平的生物活性成分，并具有更佳的感官品质，在功能性食品领域展现出巨大潜力。本研究调查了石榴-葡萄复合葡萄酒（PGCW）在发酵过程中理化性质和代谢组学特征的变化。为此，研究结合了理化分析和非靶向代谢组学方法，监测了不同发酵阶段（0、12、24、36、48 和 60 小时）的关键质量参数的变化。结果表明，PGCW 的理化性质与其代谢物谱高度相关：pH 值和可滴定酸度与有机酸代谢直接相关，发酵 60 小时后乙醇含量达到 8%（体积分数）的峰值，总酚和黄酮类物质水平在整个过程中保持在较高水平。基于代谢物趋势和聚类分析，发酵过程可分为两个阶段。KEGG 数据库分析揭示了 118 条显著富集的代谢途径，在早期阶段以淀粉和蔗糖代谢为主，在后期阶段以氨基酸代谢为主，而黄酮类化合物生物合成协同驱动发酵过程。这些实验结果为发酵系统的工艺优化提供了科学依据。
引言
由于发酵过程的复杂性，传统技术无法全面检测发酵不同阶段产生的所有代谢物。然而，代谢组学的进步促使了化学计量学技术的发展，这些技术能够检测和验证关键代谢物，从而有助于特定生物标志物的识别和定量。这些技术能够对发酵样品中的生物标志物进行有针对性的检测和定量。通过监测次级代谢物的变化，研究人员能够阐明功能性发酵食品的代谢网络和潜在益处。近年来，非靶向代谢组学已成为一种流行的生化研究工具。它通过系统的分析流程实现全面的代谢物检测和表征。与传统的检测方法不同，这种方法提供了两个关键的分析优势：能够系统地表征微生物系统内的代谢转化途径，以及通过无假设的分析框架同时发现新的代谢物或之前未被识别的代谢模式。因此，非靶向代谢组学消除了对预定义代谢目标的需求，同时促进了不同代谢物之间的更好相关性研究。因此，代谢组学已成为探索包括泡菜、乳制品和果酒在内的各种食品的代谢谱和发酵动态的常用工具。因此，代谢组学代表了一种科学严谨且有效的手段，用于阐明植物基饮料（如 PGCW）发酵过程中发生的代谢物转化。
主要内容
本研究以石榴（Punica granatum L.）为基质进行石榴果酒（PGCW）发酵。采用超高效液相色谱-串联质谱（UHPLC-MS/MS）结合多变量统计技术对发酵过程中代谢谱的变化进行了系统分析。通过化学计量学建模实现了差异代谢物筛选和不同发酵阶段的识别。研究旨在确定影响石榴果酒感官品质的关键代谢物簇，并绘制其生物合成途径。同时监测理化参数，建立了发酵动力学模型，从而对生物转化过程有了时间上的理解。这些发现阐明了酿酒酵母在果酒发酵过程中的代谢机制，能够精确表征发酵阶段，并为通过代谢工程优化石榴果酒生产提供了理论基础。
亮点
• 石榴-葡萄复合葡萄酒（PGCW）中的总酚和总黄酮含量保持在较高水平。
•石榴-葡萄复合葡萄酒的发酵过程分为第一阶段和第二阶段。
• 石榴-葡萄复合葡萄酒的主要代谢途径：氨基酸、碳水化合物、次生代谢。
• 描述了石榴-葡萄复合葡萄酒在不同发酵阶段的代谢物变化。
• 通过比较石榴-葡萄复合葡萄酒的代谢途径，揭示了其对代谢物的影响。
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.lwt.2025.118726
推荐下载
