檸檬作為一種味道鮮美，風味誘人的水果，已被世界各地的人們廣泛接受，它具有抵抗多種疾病的作用，如抗心血管疾病，抗肥胖症和糖尿病等。檸檬汁作為天然藥物，可以防止衰老和皺紋形成。新鮮的檸檬果實中含有大量的水分，在儲存過程中很容易變質，為了延長保質期，通常將其脫水以得到幹檸檬片。幹檸檬片是檸檬的經典加工產品，雖然脫水可在很大程度上保留新鮮材料的風味和感官特性，但幹檸檬片會在空氣中逐漸發生氧化，在儲存的過程中發生褐變。褐變會產生抗營養和有毒的化合物，從而影響幹檸檬片的質量及安全性，非酶褐變（NEB）是導致幹檸檬片質量下降的主要因素。因此，了解幹檸檬片的褐變機理，有利於幹檸檬片的貯存及質量的提升。
2020年5月，仲愷農業工程學院於立梅副教授與中國科學院華南植物園楊寶研究員合作在Food Frontiers期刊上發表了題為「Metabolomic analyses of dry lemon slice during storage by NMR」的研究成果。該研究通過核磁共振分析了幹檸檬片在儲存過程中的代謝物變化，並對其相對含量進行統計學比較，有助於理解幹檸檬片在儲存過程中的褐變現象。
美拉德反應也稱非酶棕色化反應，是廣泛存在於食品中的一種非酶褐變，它是羰基化合物（還原糖類）和氨基化合物（胺基酸和蛋白質）間的反應，在經過複雜的歷程後最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質。研究人員通過評估幹檸檬片褐變指數和相關指標發現，酚類、抗壞血酸、胺基酸氮、蛋白質、還原糖、總糖及5-羥甲基糠醛（5-HMF）之間存在顯著相關性，這表明幹檸檬片的褐變受各種褐變因素之間相互作用的影響。通過路徑分析發現，酚類物質對幹檸檬片褐變的影響最大，酚類物質的氧化過程還伴隨著抗壞血酸的降解和美拉德反應，這可能是導致幹檸檬片褐變的主要原因。
幹檸檬片的褐變指數及化學成分的變化
代謝組學可以系統地研究小分子的概況，如脂類、糖、胺基酸、核苷酸和有機分子，這為評價植物性食品的質量提供了一個良好的檢測手段。在本研究中，一維和二維核磁共振被用於檢測貯藏過程中幹檸檬片的代謝物變化，包括初級代謝物和次級代謝物的定量和定性差異。主成分分析（PCA）用於識別代謝組學模式，突出不同樣本之間的相似性和差異性。研究人員利用核磁共振共鑑定了19種代謝物，並通過PCA統計了它們的相關表達水平。結果顯示，幹檸檬片中的第一主成分是穀氨酸、α-氨基丁酸、γ-氨基丁酸、丙氨酸、檸檬苦素、檸檬酸、穀氨醯胺和磷酸膽鹼；第二主成分的主要是果糖和乙醇。美拉德反應和酚類化合物的氧化是在儲存過程中促成NEB的兩個主要因素。
幹檸檬片的主成分分析
綜上所述，研究人員對幹檸檬片代謝物變化的分析，有助於理解幹檸檬片在儲存過程中的褐變現象，為將來進一步研究褐變機理提供了依據。
引用論文
Yu, L, Liao, Z, Zhao, Y, Zeng, X, Yang, B, Bai, W. Metabolomic analyses of dry lemon slice during storage by NMR.Food Frontiers. 2020; 1: 180– 191. https://doi.org/10.1002/fft2.20 [Life Sciences]
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/fft2.20