《Food Chemistry》：Quantitative lipidomic analysis reveals glycine betaine-hot water treatments preserve banana peel integrity under chilling stress
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冷害条件下香蕉膜脂重构及脂质组学分析表明，联合甘氨酸甜菜碱与热水处理（GB+HWT）可有效抑制脂质过氧化，减少MDA和TBARS含量，降低电解质泄漏，维持膜流动性及完整性，其作用机制与磷脂（PC、PE）及鞘脂类物质上调相关，为延长香蕉储藏期提供新策略。
Nadia Niaz|Khubaib Ali|Noman Walayat|Mangang Wu|Siyi Pan|Wanfeng Hu|Guoxun Chen
华中农业大学食品科学与技术学院，中国武汉430070
摘要
本研究评估了采后处理对香蕉果皮组织膜脂质重塑的影响，并探讨了在低温胁迫下脂质组的变化。采后，香蕉分别接受了热水处理（HWT）、热空气处理（HAT）以及甘氨酸甜菜碱与热水联合处理（GB+HWT）。除了使用UPLC-MS进行脂质组分析外，还测定了电解质泄漏、硫代巴比妥酸反应物质（TBARS）、冷害指数和丙二醛（MDA）等生理参数。结果表明，GB+HWT处理最有效地减轻了冷害症状，抑制了脂质氧化，并保持了膜完整性。脂质组分析显示，结构磷脂（PC、PE）和鞘脂的含量上调，同时不饱和脂肪酸含量增加，而溶血磷脂和半乳糖脂的含量则下调。这些变化有助于提高膜的流动性和稳定性。总体而言，GB+HWT处理通过调节脂质代谢和延缓膜降解，为延长香蕉的储存期提供了有前景的策略。
引言
香蕉（Musa属）是全球消费量最大的水果之一，因其丰富的营养价值、美味口感和经济价值而受到重视。然而，由于它们起源于热带地区，因此特别容易受到低温储存的影响（Vu等人，2025年）。当温度低于13°C时，香蕉会立即出现冷害（CI），表现为果皮出现凹陷、风味改变、果皮变褐、成熟不均匀，从而导致市场价值和保质期下降（Ma等人，2025年）。这些问题在采后供应链中尤为突出，因为通常需要通过冷藏来保持香蕉的新鲜度（Li等人，2016年）。冷害会对质膜造成严重损害，而质膜对于维持细胞功能和完整性至关重要（Wu等人，2024年）。膜的完整性主要受其脂质组成的影响，低温胁迫会通过改变脂肪酸的不饱和度、引发脂质氧化以及破坏膜的流动性和屏障功能来扰乱这一平衡（Arouri等人，2016年）。这些过程通常伴随着活性氧（ROS）的过量积累，从而导致氧化应激并进一步加剧脂质分解。硫代巴比妥酸反应物质（TBARS）和丙二醛（MDA）等指标常用于量化这种损伤，而脂氧合酶（LOX）、脂肪酶和磷脂酶D（PLD）等酶在低温胁迫下对膜脂质的降解中起着重要作用（Katerji等人，2019年）。
脂质组学是一种先进的分析技术，结合了脂质色谱-质谱（LC-MS），已成为研究这些变化的强大工具（Yang & Han，2016年）。该技术能够全面分析脂质种类，并识别重要的脂质类别，如磷脂酰乙醇胺（PE）、单半乳糖二酰甘油（MGDG）、二半乳糖二酰甘油（DGDG）、磷脂酰胆碱（PC）和磷脂酸（PA），这些脂质与甜椒、桃子和香蕉等水果的冷害过程密切相关（Liu等人，2020年）。此外，香蕉的成熟过程本身也会影响其脂质组成。例如，在‘Fenjiao’（Musa Abb）品种中，成熟过程会导致二酰甘油（DAGs）、三酰甘油（TAGs）和磷脂的变化，从而影响呼吸作用、膜流动性和整体果实品质（Su等人，2024年）。尽管在这一领域已经取得了一些进展，但仍需要进一步研究冷害如何影响未成熟和成熟香蕉的脂质代谢。了解这些变化对于制定减轻冷害和在储存期间保持果实品质的策略至关重要（Chen等人，2024年）。
本研究调查了未成熟和成熟香蕉在低温胁迫下的脂质组变化。我们采用了一种新的方法，结合了热水处理（HWT）、甘氨酸甜菜碱与热水联合处理（GB+HWT）和热空气处理（HAT），并评估了它们对脂质谱的影响。通过使用冷害指数、MDA、TBARS、电解质泄漏、定量脂质组分析和氧化标志物等生理和生化指标来评估这些处理的效果。采用UPLC-MS定量脂质组分析和OPLS-DA技术鉴定在不同处理下显著变化的脂质种类。同时测量了饱和度和脂肪酸组成。这种综合方法为了解香蕉冷害的机制提供了新的见解，突出了特定采后处理方法在保持膜完整性和储存期间维持果实品质方面的潜力。
材料
本研究使用的所有材料均为分析级。
样品材料及处理方法
6月初，在武汉洪山区光霞水果批发市场采购了成熟度为70%–80%的绿色成熟香蕉（Musa spp. Cavendish品种）。这些水果在购买前24小时被采摘，并在标准采后处理条件下从广西运输而来。到达后，立即被送往华中农业大学，挑选出无病、均匀的香蕉进行后续实验。
冷害指数评估
冷害是影响冷藏期间果实品质和保质期的关键因素（Luo等人，2015年；Zhang，2024年）。与对照组相比，受到冷害处理的香蕉果皮褐变明显减少（图S1）。当香蕉在7°C下存放2小时后，对照组和处理组之间存在显著差异
结论
甘氨酸甜菜碱与热水联合处理（GB+HWT）显著减轻了冷害、电解质泄漏，降低了MDA和TBARS的水平，并提高了膜的稳定性。定量脂质组分析表明，这种处理方法增强了膜稳定性的鞘脂含量，并减少了氧化磷脂的积累。主要脂质类别的稳定变化表明，GB+HWT处理有助于
作者贡献声明
Nadia Niaz：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，方法学研究。Khubaib Ali：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，方法学研究。Noman Walayat：撰写 – 审稿与编辑。Mangang Wu：撰写 – 审稿与编辑。Siyi Pan：监督，资源调配，项目管理。Wanfeng Hu：监督，资源调配，项目管理，概念构思，资金筹集，方法学研究，验证，撰写 – 审稿与编辑。Guoxun Chen：
资助
本研究得到了中国政府地方科技发展基金项目的资助（项目编号：236Z7102G）。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本研究结果的财务利益或个人关系。
